Um spezielle Hydraulik-Simulationssoftware für die Entwicklung von Schienenfahrzeugen mit hydraulischen Komponenten nutzen zu können, wurde vom Institut für Theoretische Grundlagen der Fahrzeugtechnik der TU Dresden ein Projekt initiiert, dessen Schwerpunkte die Entwicklung von Werkzeugen für die gekoppelte Simulation von Modellen aus MKS und Hydraulik und der Aufbau eines Hardware-in-the-Loop-Prüfstand (HIL) waren. Die Realisierung des HIL-Prüfstandes erfordert Lösungen für zwei Kernprobleme: zum einen muss das virtuelle Teilsystem in Echtzeit simuliert werden; zum anderen muss eine möglichst genaue und störungsfreie Umsetzung des errechneten Verhaltens des virtuellen Teilsystems durch die Prüfstandsaktuatorik sichergestellt werden. Für das Entwickeln eines durchgängigen Software-Konzeptes muss schon bei der Konzipierung des Werkzeuges zur gekoppelten Simulation berücksichtigt werden, dass für den Betrieb des HIL-Prüfstandes ein Übergang der gekoppelten Teilmodelle auf eine Echtzeitplattform für die Simulation des Gesamtsystems unter Echtzeitbedingungen notwendig ist. Vor dem Hintergrund, dass die Echtzeitsimulation auf einer Multiprozessorhardware berechnet werden soll, werden schon bei der Entwicklung des gekoppelten Softwarewerkzeuges Konzepte der Parallelisierung auf Modell- oder auf Integratorebene und der Modellkopplung bei Benutzung modellangepasster spezieller Integrationsalgorithmen (Integratorkopplung) untersucht. Die Realisierung der Echtzeitsimulation des gekoppelten Fahrzeug- und Hydraulikmodells erfolgt auf der Basis des erstellten Softwarekonzeptes. Aufbauend auf den Ergebnissen der Untersuchung zur Parallelisierung der Berechnung des gekoppelten Simulationsmodells wird eine Implementierung mit Aufteilung der separierten Teilmodelle auf die einzelnen Prozessoren vorgenommen. Weiterhin muss die Echtzeitfähigkeit sowohl der Simulationsmodelle für MKS und Hydraulik als auch der gewählten Integrationsalgorithmen gewährleistet sein. Untersuchungen zur Echtzeitfähigkeit der Modelle beschäftigen sich mit der Modellreduzierung und Aussagen der notwendigen Modellkomplexität für eine gewünschte Abbildungsgenauigkeit.
Simulation von Schienenfahrzeugen mit MKS-Software
2000
23 Seiten, 13 Bilder, 16 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
Deutsch
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