2012 (2009): Las Vegas Flugzeugstart
Autoren: Moritz Austermann,[Lukasbrandt|Lukas Brandt,[Paulmoiseev| Paul Moiseev
Problem-/Aufgabenstellung
Im Rahmen des Studienfaches "Systems Design Engineering" des Studienganges "Business and Systems Engineering" soll ein Einspurmodell hergeleitet, mit Hilfe des Tools MATLAB/Simulink erstellt, parametriert und zur Simulation von Fahrmanövern genutzt werdenl. Das Modell soll bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit betrachtet werden, dementsprechend soll die reine "Querdynamik" modelliert werden. Die Querbeschleunigung beträgt ca. 0-4m/s^2. Dabei soll es übersichtlich in drei Module aufgeteilt werden:
- Manöverauswahl
- Modell
- Auswertung
In den Modulen soll eine Aufteilung in sinnvolle Komponenten (Reifen, Karosserie, Gierdynamik, Berechnung vom Schwimmwinkel vorne/hinten) erfolgen. Die Vorgehen soll nach dem V-Modell erfolgen.
Anforderungsdefinition
Als Ergebnis der Anforderungsdefinition wurde ein Lastenheft erstellt, welches in der folgenden Tabelle zu sehen ist.
| ID | Typ | Kapitel | Inhalt | Ersteller | Datum |
|---|---|---|---|---|---|
| 001 | I | 1 | Manöversteuerung | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 002 | A | 1.1 | Die Manöversteuerung bietet dem Nutzer die Möglichkeit, ein oder mehrere Manöver festzulegen. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 003 | A | 1.2 | Die Eingangsgrößen für das Modell sind anhand des Manövers zu bestimmen. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 004 | A | 1.3 | Die Eingangsgrößen müssen an das lineare Einspurmodell übergeben werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 005 | A | 1.4 | Die Grenzwerte für Eingangswerte müssen vom Nutzer festgelegt werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 006 | A | 1.4.1 | Die Eingangswerte müssen automatisch vom Tool mit den Grenzwerten verglichen werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 007 | A | 1.4.2 | Default-Grenzwerte | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 008 | I | 2 | Lineares Einspurmodell | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 009 | A | 2.1 | Die Fahrt (Ausgabegrößen) ist anhand der Eingangsgrößen und Parameter zu berechnen. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 010 | A | 2.2 | Das lineare Einspurmodell muss funktional anhand der Vorgaben der Lehrveranstaltung modelliert werden (siehe Skript SDE). | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 011 | A | 2.3 | Die Ausgangsgrößen müssen an die Auswertung übergeben werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 012 | I | 3 | Auswertung | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 013 | A | 3.1 | Die Fahrt ist auszuwerten. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 014 | A | 3.2 | Die Signale sind in einzelnen Diagrammen darzustellen. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 015 | A | 3.2.1 | Quer- und Längsbeschleunigung im Schwerpunkt (KaCy und KaCx) | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 016 | A | 3.2.2 | Angreifende Kräftesumme im Schwerpunkt (KFCx und KFCy) | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 017 | A | 3.2.3 | Gierrate (ψ) | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 018 | A | 3.2.4 | Schwimmwinkel im Fahrzeugschwerpunkt (β) | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 019 | A | 3.3 | Die Signale sind vertikal übereinander anzuordnen. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 020 | A | 3.4 | Die Zeitachse der Diagramme muss einheitlich sein. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 021 | I | 4 | Schnittstellen und Parameter | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 022 | A | 4.1 | Eingangsgrößen | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 023 | A | 4.1.1 | Fahrlenkwinkel (δF) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 024 | A | 4.1.2 | Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (KvCx) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 025 | A | 4.2 | Ausgangsgrößen | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 026 | A | 4.2.1 | Modellgierrate (Kψ˙_esm) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 027 | A | 4.2.2 | Modellquerbeschleunigung (KaCy_esm) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 027.1 | A | 4.2.3 | Modelllängsbeschleunigung (KaCx_esm) | Austermann, Moiseev, Brandt | 10.05.2020 |
| 027.2 | A | 4.2.4 | Kräftesumme im Modellschwerpunkt (KFCx und KFCy) | Austermann, Moiseev, Brandt | 10.05.2020 |
| 027.3 | A | 4.2.5 | Schwimmwinkel im Fahrzeugschwerpunkt (β) | Austermann, Moiseev, Brandt | 10.05.2020 |
| 028 | A | 4.3 | Parameter | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 029 | A | 4.3.1 | Massenträgheit (Jzz) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 030 | A | 4.3.2 | Radstand (l) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 031 | A | 4.3.3 | Schwerpunktsabstand zur Vorderachse (lv) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 032 | A | 4.3.4 | Masse (m) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 033 | A | 4.3.5 | Achsseitensteifigkeit vorne (cv) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 034 | A | 4.3.6 | Achsseitensteifigkeit hinten (ch) | Austermann, Moiseev, Brandt | 01.05.2020 |
| 035 | I | 5 | Software / Werkzeuge | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 036 | A | 5.1 | Die Modellierung und Simulation muss mit dem Tool Matlab/Simulink erstellt werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 037 | A | 5.2 | Das Modell muss modular und übersichtlich in der Struktur sein. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 038 | A | 5.3 | Die Parameter müssen einheitlich und zentral erstellt werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 039 | I | 6 | Dokumentation | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 040 | A | 6.1 | Der Quellcode muss dokumentiert werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 041 | A | 6.1.1 | Die Schnittstellen müssen dokumentiert sein. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 042 | A | 6.1.2 | Eine kurze Funktionsbeschreibung muss zu jeder Funktion vorliegen. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 043 | A | 6.1.3 | Es müssen Namenskonvention eingehalten werden (siehe \Allgemein\Literatur\Namenskonventionen.pdf). | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 044 | A | 6.2 | Die Arbeitsergebnisse müssen fristgerecht (siehe FolienID 56) in SVN eingecheckt werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 045 | A | 6.3 | Ein Eintrag im HSHL-Wiki muss erstellt werden. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 046 | A | 6.3.1 | Eine Beschreibung der Verwendung des Modells muss vorliegen. | Austermann, Moiseev, Brandt | 02.05.2020 |
| 047 | I | 7 | Termine / Fristen | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 048 | A | 7.1 | Abgabe Lastenheft zum 05.05. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 049 | A | 7.2 | Abgabe technischer Systemplan zum 12.05. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 050 | A | 7.3 | Abgabe Komponentenspezifikation zum 19.05. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 051 | A | 7.4 | Abgabe Simulinkmodell & Matlab-Parameterdatei 03.06. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 052 | A | 7.5 | Abgabe Testbericht - Komponententest 09.06. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 053 | A | 7.6 | Abgabe Testbericht - Integrationstest (Modultest) zum 16.06. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 054 | A | 7.7 | Abgabe Testbericht - Systemtest zum 23.06. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
| 055 | A | 7.8 | Abgabe des fertigen Modells und des Artikels im HSHL-Wiki zum 27.06. | Austermann, Moiseev, Brandt | 03.05.2020 |
Funktionaler Systementwurf
Technischer Systementwurf
Komponentenentwurf
Als Ergebnis des Komponentenentwurfes wurde eine Komponentenspezifikation in Form von drei Tabellen erstellt, die unten aufgeführt werden.
| ID | Kapitel | Inhalt | Ersteller | Datum 1 |
|---|---|---|---|---|
| 001 | Aufgabe | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 | |
| 002 | 1.2 | Zuweisen der Parameter zum Manövertyp | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 003 | 1.3 | Ausgabe der einzelnen Manövertyp-Parameter | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 004 | Eingänge | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 | |
| 005 | 1.2 | Manoever_Parameter | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 006 | 1.2 | (muss noch in der Vorlesung geklärt bzw. spezifiziert werden) | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 007 | 1.1 | Manoever_Typ | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 008 | 1.1 | Manövertyp festlegen, Manöver 1= Linkskurve, Manöver 2= Rechtskurve, Manöver 3= Geradeausfahrt, Zeit (in s) angeben, ab dem der Lenkwinkel (in ° (Grad)) verändert werden soll | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 009 | Ausgänge | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 | |
| 010 | 4.1.1 | Fahrlenkwinkel (δF) | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 011 | 4.1.1 | Der Fahrlenkwinkel ist als als 1 x 2 Vektor, bestehend aus den Lenkwinkeln der Vorder- und Hinterachse, darzustellen (als Winkel in °) | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 012 | 4.1.2 | Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (KvCx) | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| 013 | 4.1.2 | Die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit ist als Skalar, im Karosseriefesten Koordinatensystem zu darzustellen (als Geschwindigkeit in m/s). | Austermann/Brandt/Moiseev | 16.05.2020 |
| ID | Kapitel | Inhalt | Ersteller | Datum 1 |
|---|---|---|---|---|
| 001 | 2.1/4.1 | Das Teilsystem "Schwerpunktsatz" weist die unter Punkt "Eingänge" aufgeführten Variablennamen als Schnittstellen zum Einlesen eben dieser pysikalischen Größen auf | Austermann, Brandt, Moiseev | 19.05.2020 |
| 002 | 2.1/4.1 | Alle Eingangsgrößen haben in ihrem Type, der in der Komponentenspezifikation "Einspurmodell (ESM)" und "Lineare Einspurmodell-Simulation" getroffenen Beschreibung zu entsprechen | Austermann, Brandt, Moiseev | 19.05.2020 |
| 003 | 2.2/4.2 | Das Teilsystem "Schwerpunktsatz" weist die unter Punkt "Ausgänge" aufgeführten Variablennamen als Schnittstellen zur Ausgabe eben dieser pysikalischen Größen auf. | Austermann, Brandt, Moiseev | 19.05.2020 |
| 004 | 2.2/4.2 | Alle Ausgangsgrößen haben in ihrem Type, der in der Komponentenspezifikation "Einspurmodell (ESM)" und "Lineare Einspurmodell-Simulation" getroffenen Beschreibung zu entsprechen | Austermann, Brandt, Moiseev | 19.05.2020 |
| 005 | 2.2 | Die Gierrate (K_beta) ist kontinurierlich und gemäß Skript (https://mymoodle.hshl.de/pluginfile.php/906856/mod_resource/content/0/G%C3%B6bel_Skript_Fahrwerkmanagent_FHOstfalia.pdf), Gleichung 1.28 (K_beta_dot = - K_psi_dot + (K_Fy_v + K_Fy_h) / (K_Vc_x * m)) und gemäß K_beta = K_beta_dor * 1/s, als Skalar zu bestimmen | Austermann, Brandt, Moiseev | 19.05.2020 |
| ID | Kapitel | Inhalt | Ersteller | Datum 1 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 3.1 | Einlesen der Messwerte des Einspurmodells | Austermann, Brandt, Moiseev | 17.05.2020 |
| 2 | 3.2 | Verarbeiten der Messwerte zur einheitlichen Darstellung in einem Diagramm | Austermann, Brandt, Moiseev | 17.05.2020 |
| 3 | 3.2 | Darstellen der verarbeiteten Messwerte in einem Diagramm | Austermann, Brandt, Moiseev | 17.05.2020 |
| 4 | 3.1 | Verarbeiten der Messwerte zur Ermittlung von Maximal-, Minimal- und Durchschnitsswerten und deren anschließender Ausgabe | Austermann, Brandt, Moiseev | 17.05.2020 |
Programmierung/Modellierung
Komponententest
Integrationstest (Modultest)
Systemtest
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