Modellierung und Simulation hydraulischer und pneumatischer Systeme in Dymola/Modelica unter Verwendung von Bondgrafen

Beschreibung

Dymola ist die heute am weitest entwickelte Software zur Modellierung und Simulation physikalischer Systeme. Dymola ist voll objektorientiert und bietet dem Anwender eine graphische Oberfläche an, die es erlaubt, auch sehr komplexe Systeme so zu modellieren, dass die resultierenden Modelle einfach wartbar bleiben [1].

Um die Wartbarkeit der Modelle zu maximieren ist es nützlich, so weit hinunter wie möglich grafisch zu modellieren, d.h. den Übergang zur Gleichungsmodellierung so spät wie möglich vorzunehmen. Bondgrafen eignen sich besonders gut zur Modellierung komplexer physikalischer Vorgänge, weil sie die primitivste grafische Modellierungsmethodik darstellen, die noch voll objektorientiert ist. Der Übergang von der Ebene der Bondgrafen zur Gleichungsebene ist trivial und so generisch, dass er ein für allemal programmiert werden kann. Somit muss der Anwender einer Bondgrafenbibliothek kaum je irgendwelche physikalischen Phänomene mittels Gleichungen beschreiben.

Aufgabenstellung

In dieser Semesterarbeit sollen Dymola/Modelica Bibliotheken zur grafischen Modellierung hydraulischer und pneumatischer Systeme erstellt werden, die intern auf einer Bondgrafendarstellung beruhen. Diese Bibliotheken sollen mindestens so mächtig sein wie die Hydraulics-light und Pneumatics-light Bibliotheken, die mit Dymola 6 mitgeliefert wurden.

Diese Bibliotheken sollen zunächst als unabhängige Bibliotheken entwickelt werden, die intern Modelle der BondLib Bibliothek [2] aufrufen. In einem späteren Zeitpunkt sollen die beiden Bibliotheken als Unterbibliotheken in die BondLib Bibliothek aufgenommen werden.

Im Gegensatz zu den mitgelieferten Bibliotheken sollen die Modelle der neuen Bibliotheken auch thermische Schnittstellen aufweisen, die die Wärmeentwicklung modellieren. Die thermischen Ports sollen wahlweise verschaltet oder offen gelassen werden können, wie dies z.B. auch auf die Modelle der elektrischen Unterbibliothek der BondLib Bibliothek [3] zutrifft.

Es sollen einige Testmodelle erstellt werden, die die Verwendung der beiden neuen Bibliotheken illustrieren.

Die einzelnen Modelle sollen in ähnlicher Weise dokumentiert werden, wie dies auf die Modelle der BondLib Bibliothek zutrifft. Es soll auch eine maschinell lesbare Gebrauchsanleitung in HTML Format erstellt werden, welche wie im Fall der BondLib Bibliothek von den Bibliotheken aus aufgerufen werden kann.


Referenzen

  1. Brück, D., H. Elmqvist, H. Olsson, S.E. Mattsson (2002), Dymola for Multi-Engineering Modeling and Simulation, Proc. 2nd International Modelica Conference, Oberpfaffenhofen, Deutschland, pp. 55:1-55:8.

  2. Cellier, F.E. and A. Nebot (2005), The Modelica Bond Graph Library, Proc. 4th International Modelica Conference, Hamburg, Deutschland, Vol.1, pp. 57-65.

  3. Cellier, F.E., C. Clauß and A. Urquía (2007), Electronic Circuit Modeling and Simulation in Modelica, Proc. 6th Eurosim Congress on Modelling and Simulation, Ljubljana, Slovenia, Vol.2, pp. 1-10.


English Version
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Modifiziert: 24. Februar 2011 -- © François Cellier