Document ID: /fineweb-2-swissfilter-quality_10-filterrobots/filtered/03245.jsonl.gz/2209

Steuerungs- und Regelungssysteme

Die Erzeugung eines exakten Regelstreckenmodells ist der erste Schritt zum Entwurf eines Steuerungs- und Regelungssystems. MATLAB und Simulink unterstützten eine Vielzahl von Modellierungsansätzen, mit deren Hilfe Sie die komplexe Dynamik der Regelstrecke umfassend und realitätsgetreu beschreiben können. Auf alle dafür verfügbaren Tools können Sie direkt aus Simulink® als Modellierungsumgebung heraus zugreifen. Jede Komponente der Regelstrecke kann dadurch mit dem für sie optimalen Modellierungsansatz aufgebaut werden.
Wenn Sie die physikalischen Eigenschaften Ihres Systems nicht kennen, können Sie die Systemidentifizierung einsetzen. Diese verbreitete, datengetriebene Modellierungsmethode leitet das Verhalten der Regelstrecke aus Eingabe- und Ausgabedaten ab. Dadurch lassen sich auch ohne Kenntnis des Aufbaus des zu steuerenden Systems in kurzer Zeit exakte Regelstreckenmodelle aufbauen.
Mit MathWorks-Tools zur physikalischen Modellierung können Sie Regelstreckenmodelle aufbauen, die nebeneinander mechanische, elektrische, hydraulische, pneumatische und thermische Komponenten in Form vorgefertigter Blöcke enthalten. Diese Multidomain-Modelle geben den Aufbau, die Topologie und die physikalischen Verbindungen innerhalb und zwischen den Domänen des Systems genau wieder. Durch den Einsatz fertiger Blöcke müssen Sie zur Erzeugung solcher komplexen Modelle nicht erst selber die zugrunde liegenden Gleichungen herleiten. Sind Ihnen dagegen die Gleichungen bekannt, die das Verhalten der Regelstrecke bestimmen, dann können Sie diese in Form von Simulink-Blöcken implementieren oder sie in der Simscape™-Sprache ausdrücken. Solche auf physikalischen Grundgesetzen basierenden Modelle können ohne jeden Zugriff auf physikalische Prototypen oder Regelstreckenhardware aufgebaut werden; dies ist unabhängig davon, ob sie mit Tools für die physikalische Modellierung oder durch die explizite Implementierung von Gleichungen erzeugt wurden.
Aus physikalischen Grundprinzipien hergeleitete Modelle können Parameter enthalten, die zum Teil unbekannte physikalische Eigenschaften der Regelstrecke des Systems beschreiben wie etwa Massen, elektrische Widerstände und Durchflussquerschnitte. Simulink Design Optimization ist ein Tool zur Verbesserung der Modellgüte durch Kalibrierung von Modellparametern gegen Eingabe- und Ausgabedaten von Tests.
Umwelteinwirkungen wie Atmosphäre, Schwerkraft, Wind, Turbulenzen und das Erdmagnetfeld können mit Simulink und dem Aerospace Blockset™ modelliert werden. Die vorgefertigten Simulink-Blöcke können auch als Basis für die Entwicklung individueller Umweltmodelle dienen, die beispielsweise auf Look-Up-Tables basieren.
"Ohne MathWorks-Tools hätte ein geeignetes Simulationsmodell noch mit C oder FORTRAN erzeugen müssen. Zudem hätten wir den Bau eines Prototypen abwarten müssen, um zu wissen, ob der Controller mit den mechanischen Systemen harmoniert."Zum Anwenderbericht