Die in dieser Arbeit vorgestellte Methode präsentiert einen neuartigen Ansatz, die Auswirkungen auftretender Realisierungseinflüsse bereits in einem frühen Entwurfsstadium mit geringem Aufwand zu analysieren und einen geeigneten Satz von Anforderungen zu identifizieren, welche zu einer korrekten Auswahl einer realisierungstechnischen Lösung führen. Dazu wird eine neue Vorgehensweise vorgestellt, bei der die bestehenden Entwicklungsansätze durch zwei Analysephasen erweitert werden. In diesen wird anhand geeignet definierter Modelle und Bewertungsgrößen die Güte des Funktionsentwurfs unter idealen Realisierungsbedingungen und unter realisierungstechnischem Einfluss untersucht. Dabei wird speziell auf die Randbedingungen eingegangen, die für hybride Regelungs- und Steuerungssysteme im Automobil gelten. Die Methode unterscheidet sich von bekannten simulativen Analysetechniken wie der Architektursimulation zum Beispiel dadurch, dass nicht die Realisierung selbst modelliert wird (z.B. Ausführung von Tasks in Echtzeitbetriebssystemen und Kommunikation über Bussysteme), sondern das Modell durch verschiedene Effekte in Form von Einflussgrößen ergänzt wird. Die Einflussgrößen können im Rahmen der entwickelten neuen Modellstruktur an verschiedenen Stellen des Modells aus einer Bibliothek flexibel eingebracht und parametrisiert werden. In Erweiterung zu bekannten Methoden wird die Betrachtung über die Grenzen von Einzelkomponenten hinaus ausgedehnt, z.B. durch Miteinbeziehung von Ein- und Ausgaberand des Systems. Um die Struktur des hybriden Verhaltens der Regelungs- und Steuerungsfunktion darzustellen, wird ein Modellierungskonzept vorgestellt, welches die Theorie der hybriden Zustandsmodelle weiterentwickelt. Diese formalen Modelle werden durch Einführung einer Transformation in die Modellierungssprache der Simulationsumgebung Simulink/Stateflow überführt und ermöglichen so die simulative Analyse der zu entwerfenden hybriden Funktionen. Anhand eines Anwendungsbeispiels aus dem Bereich des Energiemanagements für konventionelle elektrische Bordnetze werden die entwickelten Konzepte schließlich validiert.
Modellbasierte Analyse realisierungstechnischer Einflüsse auf hybride regelungs- und steuerungstechnische Systeme im Fahrzeug
Model based analysis of technical implemention to automotive hybrid integrated open and closed control systems
2007
265 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Theses
German
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