Diese Arbeit befaßt sich mit der Modellierung und Simulation komplexer Systeme, im speziellen solchen mit einem kombiniert zeitkontinuierlichen, zeitdiskreten und ereignisorientierten Charakter. Beispiele dafür sind Verkehrssysteme oder Produktionsanlagen. Die Schwierigkeit einen Simulator für kombinierte Systeme zu entwerfen liegt darin, aus zwei verschiedenen Programmierstilen, einerseits der Welt der Differentialgleichungen und andererseits der ereignisorientierten Systeme eine Einheit zu bilden. Heute gängige Simulationsprogramme verwenden monolithische Programmblöcke aus einer Bibliothek und sind daher in ihrer Funktionalität nicht ohne weiteres erweiterbar. In der vorliegenden Arbeit wird die Modellierungs- und Simulationsumgebung COSIMO vorgestellt, die auf einem konfigurierbaren System (Oberon System 3) aufbaut, das es erlaubt einzelne Komponenten (Gadgets) flexibel zusammenzustellen. So sind zur Laufzeit des Programms verschiedene Erweiterungen möglich, zum Beispiel bezüglich des Simulationsverhaltens von Teilmodellen, der Visualisierung oder der Simulation. Die Arbeit beschreibt die Konzepte des Simulators und seine Implementierung. Nach grundlegenden Bemerkungen zur Klassifikation von Modellen, zu den Ebenen der Systembeschreibung und zur Simulation im Zeitbereich werden Beispiele kombinierter Modelle gegeben und es wird auf die hybriden Automaten eingegangen. Ferner werden einige der heute verfügberen kombinierten Simulatoren vorgestellt (z. B. COSY, ACSL, MATLAB). Anschließend beschäftigt sich die Arbeit mit der Konzipierung und Implementierung des neuen Simulators. Der Ablauf einer kombinierten Simulation und die Integration von Differentialgleichungen sowie die Wahl einer geeigneten Klasse von Algorithmen wird erläutert. Der nächste Abschnitt widmet sich dem Modellieren mit Gadgets. Neben grundsätzlichen Bemerkungen zu Gadgets wird die Implementierung eines Editors gezeigt. Die Simulation komponierter Modelle ist Gegenstand der nachfolgenden Betrachtungen. Eine Beschreibung des Einsatzes des entwickelten Simulators bei der Erstellung eines Helikoptermodells und eines Eisenbahnmodells rundet die Arbeit ab.
Komponentenorientierte Modellierung und Simulation kombinierter Systeme
1997
146 Seiten, Bilder, Tabellen, 79 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Modellsimulation , Simulator , Software , mathematisches Modell , Hubschrauber , Eisenbahn , Verkehrsablauf , Zeitbereich , Differenzialgleichung , Integration (Mathematik) , Interpolation , Algorithmus , Editor (DV) , Implementierung , Netzwerk (Schaltung) , Blockdiagramm , Regelung , objektorientierte Programmierung , Schnittstelle
Komponentenorientierte Anwendungsentwicklung
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