Der vorliegende Artikel beschäftigt sich mit der Analyse und Korrektur von Modellfehlem, die beim Einsatz von Kosimulationstechniken entstehen können. Bei der zeitdiskreten Übertragung von ursprünglich zeitkontinuierlichen Variablen, wie z.B. bei den strömenden Erhaltungsgrößen Massenstrom, Energiestrom, elektrischer Strom oder Impulsstrom, werden im Modell häufig die zugehörigen Erhaltungssätze verletzt. Um diese Fehler analysieren zu können, werden im vorliegenden Artikel die relevanten typischen Gleichungssysteme für die unterschiedlichen physikalischen Domänen diskutiert und gegenübergestellt. Es werden sowohl Konzepte der Auftrennung von Systemen im Rahmen der Kosimulation als auch die geeignete Wahl und Orientierung der Kopplungsvariablen erörtert. Um die entstandenen Fehler zu kompensieren, wird für die zeitdiskret übertragenen strömenden Erhaltungsgrößen zwischen den Teilsystemen die Bildung von Bilanzintegralen eingeführt. Abschließend wird in diesem Artikel das vorgestellte Verfahren anhand einiger Kosimulationsszenarien beispielhaft demonstriert und bewertet: das Aufladen eines elektrischen Kondensators, der Spannungsausgleich zwischen Kondensatoren, der Feder-Masse- Schwinger, die Massenverlagerung im Kältekreiskreislauf sowie die energetische Gesamtfahrzeugsimulation eines Omnibusses.
The following article deals with the analysis and correction of model errors occurring when using co-simulation techniques. Particularly the conservation properties defined on flow variables like mass flow, energy flow, electric current and momentum flow tend to be violated. To evaluate these methodical errors we introduce and discuss relevant equation systems of various physical domains and the suitable fractionation of systems for co-simulation. We introduce a compensation algorithm which implies error integrals to compensate mentioned errors. To demonstrate our approach, we apply it to the following co-simulation scenarios: charging of an electrical capacitor, balancing of voltage between two capacitors, a spring-mass-resonator, mass flow in refrigeration cycles and entire vehicle simulation of a motor coach.
Ein einfaches Verfahren zur Bilanzkorrektur in Kosimulationsumgebungen
2012
16 Seiten, 18 Bilder, 1 Tabelle, 21 Quellen
Aufsatz (Konferenz)
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