Simulation mechatronischer Systeme Grundlagen und technische Anwendu
Dieses Lehrbuch zeigt an einfachen und nachvollziehbaren Beispielen, wie der Simulationsprozess Schritt für Schritt erfolgreich durchgeführt werden kann. Aber auch speziellere tiefergehende Themen aus den Bereichen Mechanik, Hydraulik und Elektrik werden
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Simulation mechatronischer Systeme Grundlagen und technische Anwendung
Simulation mechatronischer Systeme
Michael Glöckler
Simulation mechatronischer Systeme Grundlagen und technische Anwendung
Michael Glöckler Fakultät für Maschinenbau und Verfahrenstechnik Hochschule Augsburg Augsburg, Deutschland
ISBN 978-3-658-05383-3 DOI 10.1007/978-3-658-05384-0
ISBN 978-3-658-05384-0 (eBook)
Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Vieweg © Springer Fachmedien Wiesbaden 2014 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Lektorat: Thomas Zipsner, Ellen Klabunde Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media www.springer-vieweg.de
Vorwort
Der Bereich der Simulation ist heute so vielfältig, dass nicht alle Teilbereiche innerhalb eines Buches behandelt werden können. Hier gilt die Konzentration der Simulation mechatronischer Systeme. Mechatronische Systeme setzen sich aus mechanischen und elektrischen Teilkomponenten, sowie Computer-Hard- und Software zusammen. Beispiele aus diesen Bereichen werden detailliert besprochen. Ein erster Überblick auch über angrenzende Bereiche der Simulation ist im ersten Kapitel zu finden. Im zweiten Kapitel ist der typische Ablauf eines Simulationsprozesses beschrieben. Zentrale Bedeutung für die Simulation haben die Simulationsmodelle, anhand derer Simulationen durchgeführt werden. Der Aufbau solcher Modelle, unterschiedliche Arten von Modellen und ihre Darstellung, z. B. in Form von Gleichungen oder grafisch wird im dritten Kapitel genau beschrieben. Nachdem das Modell erstellt wurde, können damit Simulationen durchgeführt werden. Konkret bedeutet das, dass die Modellgleichungen numerisch gelöst werden müssen. Je nach Art des Modells kommen dabei unterschiedliche Algorithmen zum Einsatz. Deren mathematische Grundprinzipien werden im vierten Kapitel anhand einfacher Lösungsalgorithmen erläutert. Wichtige Anforderungen hinsichtlich der Stabilität der Lösung, der Rechengenauigkeit und Rechenzeit werden dort ebenfalls behandelt. Das fünfte Kapitel widmet sich zeitdiskreten Systemen. Damit wird man konfrontiert, sobald digitale Steuerungen und Regelungen beteiligt sind. In vielen solchen Fäll
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