Seminaraufgabe SoSe 2021: Einspurmodell Gruppe J

Autoren: Orience Charnelle Mefenya, Sarra Khedhiri

Einleitung

Diese Seminaraufgabe wurde im Studiengang "Business and Systems Engineering" in der Lehrveranstaltung "System Design Engineering" von Prof. Göbel erledigt. Die Studierenden lernen in dieser Veranstaltung und während der Seminaraufgabe wie man das V-Modell entwickelt und anwendet. Das Ziel dieser Seminaraufgabe besteht darin ein lineares Einspurmodell zu entwickelt. Dieses Wiki-Artikel stellt die Arbeit der Gruppe J dar. Das Programm MATLAB - SIMULINK 2020a wurde für die Bearbeitung dieser Seminaraufgabe verwendet.

Vorgehensweise nach dem V-Modell

Abb. 1: V-Modell

Anforderungsdefinition

Für die Anforderungsdefinition wurde ein Lastenheft erstellt. Das Lastenheft beinhaltet alle notwendigen Informationen und Anforderungen für die Entwicklung des linearen Einspurmodell. Es wurden zum Beispiel die Geometrie, das Gewicht, die Eingänge, die Manöversteuerung, die Anforderungen der Abgaben, die Software und die Dokumentation festgelegt. Die von uns fesgelegten Anforderungen sind unter dem folgendem Link aufrufbar: Anforderungsdefinition Gruppe J

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Damit wir ein technischer Systementwurf ableiten, hat uns Prof. Dr. Göbel ein funktionaler Systementwurf zur verfügung gestellt. Der abgeleitete technische Systementwurf besteht aus 3 Modulen, die nachfolgend beschrieben werden:

Abb. 2: technischer Systemplan Gruppe J

Der technische Systementwurf besteht aus folgenden drei Modulen:

1. Manöversteuerung
   • Manöver auswählen und Bestimmung von der Einganggrößen.
2. Einspurmodel
   • Das Bauen eines linearen Einspurmodell in Simulink und festlegung der Parameter für die Reifen, Karosserie,Schwimmwinkel.
3. Auswertung
   • Darstellung der Signale an den Ausgängen.

Der abgeleitete technische Systementwurf ist hier aufrufbar: Technischer Systementwurf Gruppe J

Komponentenspezifikation

Die Komponentenspezifikation beschreibt alle für die Berechnungen notwendigen Formeln der Komponenten. Es werden auch die Eingänge und die Ausgänge der Manöversteuerung, der Reifen, des Schwimmwinkels und der Karosserie festgelegt und die zugehörigen Formeln nach ihren Kenngrößen umgestellt. Die Komponentenspezifikation ist hier zu finden: Komponentenspezifikation Gruppe J

Umsetzung

Für die Umsetzung werden erstmal die Parameter mithilfe eines MATLAB Skriptes festgelegt und dann werden diese Parameter für die Simulation in Simulink verwendet.

Parameterskript

Abb. 3: Parameter Gruppe J

Die folgenden Manöver können für die  Steuerungen ausgewählt werden.  Diese Manöverauswahl ist in der obigen Parameterdatei (Abb. 3) in Matlab zu sehen, wobei man folgende Manöver auswählen kann:

1. • Lenkwinkelsprung
   • Slalomfahrt
   • Keine Lenkbewegung
   • Gleichmäßiges Einlenken

Simulink Modell

Ergebnis

Zusammenfassung