Seminaraufgabe SoSe 2021: Einspurmodell Gruppe D

Autoren: Safwan Alsousou, Fabian Soldanski

Einleitung

Im Rahmen der Veranstaltung "Systems Design Engineering" im Studiengang "Business and Systems Engineering" sollen die Studierenden ein Einspurmodell nach dem V-Modell entwickeln. Dabei erfolgt die Umsetzung in Matlab-Simulink. In diesem Artikel wird das Vorgehen der Gruppe D vorgestellt.

Vorgehensweise nach dem V-Modell

Zur Komplexitätsbeherrschung wurde bei der Entwicklung des Einspurmodells nach dem V-Modell vorgegangen. Die einzelnen Abschnitte sind unten dargestellt. Der Testzweig (Punkt 6 bis 8) wurde für Gruppe H durchgeführt und wird in diesem Artikel nicht dargestellt.

Anforderungsdefinition
Funktionaler Systementwurf
Technischer Systementwurf
Komponentenspezifikation
Programmierung/Modellierung
Komponententest
Integrationstest
Systemtest
Abnahmetest

Anforderungen

Zu Beginn der Entwicklung wurden die Anforderungen gemäß der Seminaraufgabe in einem Lastenheft zusammengefasst. Dabei wurden die Anforderungen in folgenden Kategorien eingeteilt:

Allgemein
1. Abgabe
2. Meilensteine
Aufbau
1. Modul: Manöverauswahl
2. Modul: Modell
3. Modul: Auswertung
Software/Werkzeuge
Nachhaltigkeit
Dokumentation

*Tabelle 1: Wichtigste Anforderungen aus dem Lastenheft*
ID	Typ	Kapitel	Inhalt
001	A	1	Das Vorgehen muss nach dem V-Modell erfolgen.
004	A	1.1	Die Abgabe der Arbeitsergebnisse muss je Meilenstein per SVN erfolgen.
016	A	2	Die Betrachtung muss bei einer Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit erfolgen.
019	A	2	Das Modell muss übersichtlich in folgende drei Module aufgeteilt werden: Manöverauswahl Modell Auswertung
020	A	2	Innerhalb der Module muss die Aufteilung in sinnvolle Komponenten erfolgen (Reifen, Karosserie, Gierdynamik, Berechnung Schwimmwinkel vorne/hinten)
030	A	3	Es muss die Matlab Version 2020a mit Standard-Toolboxen verwendet werden

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Gemäß dem funktionalen Systementwurf aus der Seminaraufgabe wurde der technische Systementwurf erstellt. Der technische Systementwurf wurde in drei Module unterteilt: Manöverauswahl, Modell und Auswertung (siehe Abbildung XX). Er beinhaltet die Definition der Schnittstellen sowie die Benennung der Komponenten und deren Aufgaben.

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Im Modul Manöverauswahl erfolgt die Wahl des spezifischen Lenkmanövers. Weiterhin werden hier die Eingangsgrößen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit $_Kv_{Cx}$ und vorderer Lenkwinkel $\delta_v$ für das Modell bestimmt. Das Modul ist in Abbildung XX dargstellt.

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Das Modul Modell ist in vier Komponenten unterteilt: Reifen, Karosserie, Gierdynamik und Schwimmwinkel. In diesem Modul erfolgen die Berechnungen des Modells.

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Die zur Berechnung notwendigen Parameter werden aus einem Matlab-Skript in das Modell geladen. Diese wurden der Seminaraufgabe entnommen und sind in Tabelle XX dargestellt.

*Tabelle 2: Geladene Parameter aus dem Matlab-Skript*
Parameter	Beschreibung	Einheit
$c_v$	Achsseitensteifigkeit vorne	$N/rad$
$c_h$	Achsseitensteifigkeit hinten	$N/rad$
$l_v$	Schwerpunktabstand zur Vorderachse	$m$
$l$	Radstand	$m$
$m$	Masse des Fahrzeuges	$kg$
$J_{zz}$	Massenträgheitsmoment	$kg*m^2$

Im Modul Auswertung werden die berechneten Signale mit Hilfe eines Scopes dargestellt (siehe Abbildung XX). XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
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Komponentenspezifikation

Programmierung/Modellierung

Ergebnis

Zusammenfassung

Arbeitsergebnisse

Literaturverzeichnis

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