Modellbildung / Simulation: Hochschule Merseburg

Modellbildung / Simulation

Projektarbeit

Was ist Modellbildung/
Simulation?

Dynamische Modelle von verfahrens- und energietechnischen Prozessen gewinnen in Industrie und Forschung an Bedeutung. Mit ihnen können nicht nur Regelungsstrategien untersucht und höhere Regelungsmethoden (beispielsweise Modellprädiktive Regelungen) implementiert werden, sondern auch das Verhalten von Anlagen in besonderen Situationen (An- und Abfahrprozesse, Lastwechsel, Störungen) untersucht und das Anlagenpersonal trainiert werden. Im Modul „Modellbildung/Simulation“ werden grundlegende Methoden zur Erstellung, Untersuchung und Anwendung dieser Modelle behandelt und im Rahmen von Projektarbeiten vertieft.

Exemplarische Beispiele für Projektthemen

Modellbildung und Simulation (Stossdämpfer)

Das dynamische Modell eines Stoßdämpfers für einen PKW ist aus den Differenzialgleichungen zu erstellen, die sich aus dem Kräftegleichgewicht ergeben. Es ist zu untersuchen, wie durch die Wahl einer geeigneten Kombination aus Feder und Öl für eine vorgegebene, schlagartige Belastung ein möglichst ideales Verhalten hervorgerufen werden kann – das beinhaltet insbesondere ein geringes Überschwingen sowie ein schnelles Abklingen der Schwingung.

Modellbildung und Simulation (Hardware-in-the-Loop)

Für einen Wärmeübertrager (von Öl auf Wasser) ist ein dynamisches Simulationsmodell zu erstellen. Dieses beruht auf den Differenzialgleichungen, die sich aus Massen- und Energiebilanz des Apparates ergeben. Anhand des Simulationsmodells ist ein Regler zu parametrieren und in einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) zu programmieren. Durch die Verbindung der SPS mit dem Simulationsmodell (dieses Verfahren wird auch als Hardware-in-the-Loop bezeichnet) soll die Funktionsweise des Reglers bei schwankenden Mediendrücken (Störungsverhalten) und wechselnden Sollwertvorgaben (Führungsverhalten) überprüft werden.