Automatische Modellierung und Simulation von technischen Systemen mit Unsicherheit
Final Report Abstract
Das Projekt hatte als Ziel, durch Zusammenarbeit von Fachgebieten der Architektur, der Softwaretechnik, des Compilerbaus und der Numerik einen neuen Entwicklungs- und Übersetzungsprozess spezieller Simulationsmodelle hervorbringen. Die Kooperation der Fachgebiete Versorgungsplanung und Versorgungstechnik (Prof. Dr. Nytsch-Geusen) und Softwaretechnik (Prof. Dr. Jähnichen) hat komplexe Beispielmodelle aus der Domäne der Gebäudesimulation untersucht, die in etablierten Simulationsumgebungen nicht simulierbar sind. Die Modelle wurden zu strukturvariablen Modellen erweitert und konnten so simuliert werden. Gleichzeitig konnten aus den strukturvariablen Modellen Anforderungen für den Entwicklungs- und Übersetzungsprozess abgeleitet werden. Zur technischen Realisierung einer strukturvariablen Simulation sind basierend auf den Erkenntnissen der Beispielmodelle im Fachgebiet Softwaretechnik zwei Ansätze entstanden: 1. wird die Möglichkeit gezeigt, durch skriptgesteuerte sequentielle Simulation in existieren Werkzeugen eine strukturvariable Simulation zu realisieren und 2. wird eine Methode und ein Werkzeug vorgestellt, wie ein klassisches, komponentenorientiertes Simulationsmodell zu einem strukturvariablen Model durch Generierung von Varianten erweitert und simuliert werden kann. Dabei brachte insbesondere die im Fachgebiet Numerische Mathematik (Prof. Dr. Mehrmann) neu entwickelte Methode zur symbolischen Indexreduktion entscheidende Fortschritte. Im Fachgebiet Übersetzerbau (Prof. Dr. Pepper) wurde der Prototyp eines Modelica-Compilers realisiert, welcher die Möglichkeit zur strukturdynamischen Modellierung unterstützt. Hierbei wurden entsprechende Datenstrukturen im Frontend und in der Zwischenrepräsentation geschaffen und zusammen in einer Kernel-Bibliothek umgesetzt. Diese Toolkette konnte durch die Simulation von Beispielmodellen erfolgreich evaluiert werden.
Publications
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