Die Co-Simulation dynamischer Systeme ermöglicht es, im modernen Entwicklungsprozess frühzeitig Vorhersagen und Konzeptentscheidungen das fertige Produkt betreffend durchzuführen. Hierbei sind mehrere Probleme zu lösen: die Anbindung unterschiedlicher Simulationswerkzeuge, der korrekte Datenaustausch, die Kopplung von Systemen mit stark unterschiedlicher Dynamik und die Korrektheit der Simulationsergebnisse muss gewährleistet sein. Eine naheliegende Erweiterung des Co-Simulationsansatzes stellt die Einbindung von echter Hardware in die Systemsimulation dar. Hierbei treten zusätzliche Herausforderungen auf. Spezielle Verbindungselemente müssen, neben der zeitlichen Synchronisierung der beteiligten Echtzeit- und Nichtechtzeitsysteme, zusätzliche Schwierigkeiten wie Datenverluste, verrauschte Messsignale oder Umlaufzeiten bewältigen, um eine zeitkorrekte Kopplung und die Stabilität existierender Regelkreise gewährleisten zu können. Im Rahmen des Forschungsprojekts ACoRTA (Advanced Co-Simulationmethods for Real-Time Applications) mit den Projektpartnern VIRTUAL VEHICLE, AVL, Porsche und TU Graz werden Methoden für die Hardware-Software-Co-Simulation erarbeitet. In diesem Beitrag werden die Herausforderungen bei der Echtzeit-Co-Simulation aufgezeigt und Lösungsansätze für die unterschiedlichen Anwendungsfelder dargestellt.
The co-simulation approach allows development departments (domains) to use their most suitable simulation tools for modelling the subsystems of an overall mechatronic product. Concerning co-simulation several problems have to be solved: integration of simulation tools, accurate data exchange, coupling of systems with different dynamic behavior, and guarantee of the accuracy of the simulation. A straightforward extension of the (non-real-time) co-simulation approach is the integration of real-time systems into the system simulation. In this case one or more components, which are available as real hardware, are directly integrated into the existing system model. In this consistent approach, the offline simulation models, typically with a high level of detail, test scenarios or environment simulations can be used with the real test equipment without the necessity of model conversion and/or code generation. With the extension of the co-simulation into the real-time domain additional challenges turn up: the coupling of the involved systems has to be time correct; round-trip-times must be kept as small as possible in order to ensure the stability of existing control loops; noisy sensor signals must be taken into account; coupling data losses has to be handled adequately. The scope of the research project ACoRTA (Advanced Co-Simulation methods for Real-Time Applications), with project partners VIRTUAL VEHICLE, AVL, Porsche and TU Graz, is to develop an approach for a general Hardware-Software Co-Simulation. This paper gives an overview of the project ACoRTA, presents the real-time co-simulation challenges and discusses approaches to handle them in different fields of applications.
Forschungsprojekt ACoRTA: Modellbasierte Kopplung zur Lösung des Echtzeit-Co-Simulationsproblems
Research project ACoRTA: Model-based Coupling Solution for Real-Time Co-Simulation Problems
2014
12 Seiten, Bilder, 9 Quellen
Conference paper
German
Forschungsprojekt ACoRTA: Modellbasierte Kopplung zur Losung des Echtzeit-Co-Simulationsproblems
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