Die Simulation gekoppelter Mehrkörper- und Hydraulik-Modelle mit Erweiterung für Echtzeitsimulation

Für die simulationstechnische Untersuchung mechatronischer Systeme ist es oft notwendig, Teilsysteme aus verschiedenen Ingenieurdisziplinen zu modellieren und gemeinsam zu simulieren. In der Arbeit wird ein Konzept für die gekoppelte Simulation hydraulischer und mechanischer Teilsysteme vorgestellt und realisiert, dessen Funktion an einem Neigetechnikzug mit aktiver hydraulischer Neigetechnik gezeigt wird. In Erweiterung der Nichtechtzeitsimulation wurde eine Anbindung an ein Echtzeitsystem vorgenommen, so dass die gekoppelte Hydraulik-Mechanik-Simulation auch für eine Echtzeitsimulation (z. B. für die Anwendung in einem HiL-Prüfstand) verwendet werden kann. Für Simulations-Untersuchungen am Neigetechnikfahrzeug sind die Teilsysteme Mechanik und Hydraulik abzubilden. Die mechanische Struktur des Neigetechnikzuges wird hierbei als MKS mit dem Werkzeug SIMPACK und die hydraulische Struktur mit dem Werkzeug DSHplus modelliert. Die Kopplung der aus den Modellierungswerkzeugen exportierten Modelle wird im Simulationswerkzeug Simulink vorgenommen. Dort kann die Zeitschrittsimulation des Gesamtsystems durchgeführt werden. Unter Verwendung der Simulink-Toolbox Real-Time-Workshop kann das gekoppelte Modell auf das eingesetzte Echtzeitsystem RT-LAB transferiert und dort unter Echtzeitbedingungen simuliert werden. Dieser Übergang verläuft weitgehend automatisiert. Das Echtzeitsystem RT-LAB ist ein Mehrprozessorsystem, welches in der eingesetzten Konfiguration aus drei Rechenknoten besteht und mit entsprechender Vorbereitung der Modelle die parallele Berechnung der Teilmodelle erlaubt. Somit wurde eine verteilte Echtzeitsimulation realisiert.