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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Simulationssysteme

verfasst von: Werner Roddeck

Erschienen in: Grundprinzipien der Mechatronik

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

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In der Entwicklungs- oder Planungsphase von komplexen Bewegungssystemen mit unübersichtlichen Bewegungsvorgängen ist es heute in der Regel üblich, solche Systeme nicht an körperlich vorhandenen Prototypeneinrichtungen zu erproben und zu optimieren, sondern sie auf einem Digitalrechner zu simulieren. Die dazu erforderliche Software wird als Simulationssystem bezeichnet. Solche Simulationssysteme gibt es zur Simulation der Kinematik (Beispiel Robotersimulationssystem), zur Simulation dynamischer Vorgänge (Beispiel regelungstechnisches Simulationssystem) oder auch zur Simulation statischer Belastungen (Beispiel Finite-Element-System). Weitere Simulationssysteme befassen sich mit der Simulation des elektrischen Verhaltens von Schaltungen und Bewegungssystemen.In den vorherigen Kapiteln ist schon häufiger die Simulation dynamischer Vorgänge auf Digitalrechnern angesprochen worden und es wurden mit einem Simulationssystem ermittelte Ergebnisse solcher Vorgänge gezeigt. Die Technik der numerischen Simulation bezieht sich natürlich auf die mathematischen Modelle realer Systeme, die man im Modellbildungsverfahren ermittelt hat. Hat man als mathematisches Modell eine lineare Differentialgleichung gefunden, so ist die geschlossene Lösung mit konventionellen Methoden ohne Rechnereinsatz möglich, aber sehr zeitaufwendig. Insbesondere wenn man verschiedene Fälle ausrechnen will, oder die Auswirkungen von Parameteränderungen studieren möchte, kann der Einsatz eines Simulationssystems auf einem Digitalrechner mit grafischer Ausgabe viel Zeit und Mühe sparen und die Visualisierung der Ergebnisse sehr gut unterstützen. Ist das Modell sogar nichtlinear, so ist eine Lösung der Differentialgleichung in der Regel nur noch durch numerische Näherungsverfahren möglich, die man sinnvollerweise rechnergestützt durchführt.

Metadaten
Titel
Simulationssysteme
verfasst von
Werner Roddeck
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-658-17956-4_4