Kurzfassung
Die folgende Darstellung der Grundlagen zur theoretischen/physikalischen Modellbildung gilt allgemein für technische Prozesse mit konzentrierten Parametern und deshalb für die einzelnen Komponenten von Verbrennungsmotoren, den Antriebsstrang und die Nebenaggregate. Sie ist als Überblick zur Vorgehensweise gedacht und eine gekürzte Fassung aus dem Buch [9] über Mechatronische Systeme.
Das zeitliche Verhalten von technischen Systemen kann mit IIilfe der Systemteorie nach einheitlichen Methoden beschrieben werden. Hierzu müssen jedoch mathematische Modelle für das statische und dynamische Verhalten der Systemkomponenten oder Prozesse bekannt sein.
Nach DIN 66201 wird unter einem System eine abgegrenzte Anordnung von aufeinander einwirkenden Gebilden verstanden. Diese Gebilde sind hier technische Prozesse. Ein Proess ist gekennzeichnet durch die Umformung und/oder den Transport von Materie, Energie und/oder Information. Im folgenden wird zwischen Gesamtprozessen, Teilprozessen und Prozesselementen unterschieden.
Die Gewinnung von mathematischen Modellen kann auf theoretischem oder experimentellem Wege erfolgen. Man spricht dann von theoretischer oder experimenteller Analyse bzw. Modellbildung.
Bei mechatronischen Systemen müssen mathematische Modelle für unterschiedliche technische Bereiche, wie z.B. Mechanik, Elektrotechnik und Thermodynamik aufgestellt und zusammengefügt werden. Das prinzipielle Vorgehen bei der theoretischen Modellbildung ist für die einzelnen Bereiche bekannt, und es existieren auch Analogien für Modelle aus verschiedenen Bereichen. Im folgenden wird die grundsätzliche Vorgehensweise bei der theoretischen Modellbildung behandelt. Dabei wird eine vereinheitliche Darstellung für die verschiedenen Bereiche angestrebt. Dies wird besonders dann wichtig, wenn man eine rechnergestützte Modellbildung mit z.B. objecktorientierten Ansätzen und wieder verwendbaren Moduln anstrebt.
aus [9] Mechatronische Systeme. Springer-Verlag, Berlin
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Isermann, R. (2003). Grundlagen der theoretischen Modellbildung technischer Prozesse. In: Isermann, R. (eds) Modellgestützte Steuerung, Regelung und Diagnose von Verbrennungsmotoren. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-55698-2_4
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