Multi-Domain-Modellierung

Der Begriff Multi-Domain beschreibt die Struktur komplexer Systeme, deren Komponenten aus verschiedenen Zweigen der Technik (Hydrodynamik, Pneumatik, Mechanik, Elektrodynamik oder Thermodynamik) stammen. Jede Bau- oder Werkzeugmaschine, jedes Fahr- oder Flugzeug und die meisten Haushaltsgeräte sind Multi-Domain-Systeme. Mit Hilfe der Multi-Domain-Modellierung werden diese Systeme in mathematischen Modelle abgebildet (Differenzial-Algebraisches-Gleichungssystem), die danach numerisch integriert werden können. Die Systemphysik liefert das theoretische Gerüst zu den meisten Multi-Domain-Sprachen.

Anforderungen

Eine Modellbildungssprache für komplexe Systeme sollte folgende Punkte erfüllen, damit sie möglichst vielen Anforderungen genügt

• Beschreibung mittels mathematischen Gleichungen (statt Zuweisungen)
• akausale, domainspezifische Verbindungen (Ports, Bonds, Konnektoren)
• graphische Modellierungsebene
• hierarchische Modellierung (Vererbung)
• gut dokumentierte Komponentenbibliotheken
• wiederverwendbare Modelle
• Modellen, Varianten, Parameter und Simulationsläufe werden archiviert
• beschreibt kontinuierliche und zeitdiskrete Prozesse

Sprachen

Die Multi-Domain-Sprachen lassen sich in zwei Gruppen einteilen, wobei die eine Gruppe ihre Wurzeln in den zeitdiskreten, die anderen in den zeitkontinuierlichen Systemen hat

• diskret/kontinuierlich
  • VHDL-AMS
  • Verilog-AMS
• kontinuierlich/diskret
  • Modelica

Daneben existiert noch die Modellierungsmethode auf der Basis der Bondgraphen.

Tools

• Modelica
  • Dymola
  • MapleSim
  • MathModelica
  • MOSILAB
  • SimulationX
  • OpenModelica
  • Simscape (Modelica-Derivat von MathWorks)