Multi-Domain-Modellierung

Aus SystemPhysik
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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

Daneben existiert noch die Modellierungsmethode auf der Basis der Bondgraphen.

Tools

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