Optimale Modellierung von mechatronischen Systemkomponenten

Optimale Modellierung von mechatronischen Systemkomponenten in mobilen Anwendungen

Die voranschreitende Entwicklung auf dem Gebiet der Fahrerassistenz, der aktiven Fahrdynamikregelung und insbesondere der Trend zum hochautomatisierten Fahren hat in den vergangenen Jahren dazu geführt, dass sehr komplexe mechatronische Systeme im Kraftfahrzeug eingesetzt werden. Oftmals wird zur Regelung der Systeme ein modellbasierter Ansatz gewählt. Diese Modelle haben teilweise einen sehr hohen Detailierungs- und Komplexitätsgrad. Die Folge dieser Entwicklung ist ein ansteigender Rechenaufwand sowie der Verlust des intuitiven Verständnisses über vorherrschende Wechselwirkungen im System. Der Wunsch in der Automobilbranche nach performanten Echtzeitregelmodellen und gleichzeitig kostengünstiger Zielhardware stellt die Entwicklungsingenieure vor neue Herausforderungen. Um ein System optimal auslegen zu können, ist ein umfassendes Wissen über sämtliche Modellkomponenten und deren Wechselwirkungen notwendig.
Ziel des Projekts ist die Bereitstellung dieses Wissens, um eine optimale Parametrierung und Modellierung physikalischer Zusammenhänge in automobilen Anwendungen zu gewährleisten. Eine analytische Identifikation dieser Zusammenhänge ist in den allermeisten Fällen nicht möglich, so dass statistische Methoden genutzt werden.
Im Sinne einer möglichst robusten und allgemein anwendbaren Methodik, wurde der Prozess zum Finden eines Optimums in mehrere Schritte aufgeteilt.
  • Sensitivitätsanalyse Die Sensitivitätsanalyse hat die Aufgabe aus einem Satz von unterschiedlichen Parametern diejenigen zu identifizieren, welche den größten Einfluss auf ein vorher festgelegtes Kriterium haben.
  • Metamodellbildung Das Metamodell ist ein reduziertes Abbild des ursprünglich untersuchten Modells, welches den Zusammenhang zwischen zu untersuchenden Parametern und Zielgrößen widerspiegelt.
  • Mehrzieloptimierung Bei der Mehrzieloptimierung kann ein globales Optimum zwischen mehreren antagonistischen Zielwerten gefunden werden.
Auf Basis dieser drei Bausteine konnte eine Routine entwickelt werden, die eine optimale Auslegung unterschiedlichster Modelltypen ermöglicht.
Projektbetreuer am Lehrstuhl für Mechatronik:
Zugehörigkeit zu Profilschwerpunkten der Fakultät für Ingenieurwissenschaften an der UDE:
Link zur Fakultät (Profilschwerpunkte): www.uni-due.de/iw/de/forschung/psp
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