Vorwort | 6 |
Inhaltsverzeichnis | 8 |
Einleitung | 14 |
1 Der erste Schritt – Installation von WinFACT | 18 |
1.1 Ablauf des Installationsvorgangs | 18 |
1.2 Verfügbare Programmversionen und Lizenzformen | 20 |
1.3 Einschränkungen der Begleit-Software zum Buch | 21 |
1.4 Installation weiterer Komponenten | 21 |
2 Aller Anfang ist schwer – ein erster Streifzugdurch WinFACT | 23 |
2.1 Was ist WinFACT? | 23 |
2.2 WinFACT-Programmkomponenten | 25 |
2.3 WinFACT-Dateioperationen | 28 |
2.4 WinFACT-Dateitypen | 31 |
2.5 Arbeiten mit Blocklisten | 32 |
2.6 Arbeiten mit Übertragungsfunktionen | 35 |
3 Blockorientierte Simulation mit BORIS | 37 |
3.1 Übersicht | 37 |
3.1.1 Anwendungsbereiche von BORIS | 37 |
3.1.2 Komponenten des BORIS-Hauptfensters | 38 |
3.1.3 Laden und Speichern von Dateien | 40 |
3.2 Einführendes Beispiel: Simulation einer Kfz-Dynamik | 41 |
3.2.1 Blockschaltbild des Kfz-Modells | 41 |
3.2.2 Umsetzung in BORIS | 43 |
3.2.3 Einfügen und Anordnen der Systemblöcke | 43 |
3.2.4 Parametrieren der Blöcke | 48 |
3.2.5 Ziehen der Verbindungen | 54 |
3.2.6 Simulation | 60 |
3.2.7 Kommentierung der Simulationsstruktur | 63 |
3.3 Arbeiten mit Systemblöcken | 67 |
3.3.1 Erscheinungsbild von Blöcken | 68 |
3.3.2 Einfügen neuer Blöcke | 69 |
3.3.3 Selektieren von Blöcken | 70 |
3.3.4 Verschieben von Blöcken | 70 |
3.3.5 Löschen von Blöcken | 71 |
3.3.6 Drehen von Blöcken | 71 |
3.3.7 Kopieren und Einfügen von Blöcken | 72 |
3.3.8 Parametrierung von Blöcken | 72 |
3.3.9 Passive Blöcke | 74 |
3.3.10 Ändern der Blockgröße | 75 |
3.4 Verbindungen | 76 |
3.4.1 Automatische und manuelle Verbindungen | 77 |
3.4.2 Ziehen automatischer Verbindungen | 78 |
3.4.3 Ziehen und Bearbeiten manueller Verbindungen | 80 |
3.4.4 Umwandeln von Verbindungen | 82 |
3.4.5 Löschen von Verbindungen | 83 |
3.4.6 Farben von Verbindungen | 83 |
3.4.7 Anzeige der Blockverbindungen | 84 |
3.5 Arbeiten mit Signalquellen und -senken | 84 |
3.6 Alles unter Kontrolle – Steuerung der Simulation | 87 |
3.6.1 Grundlegende Simulationsparameter | 87 |
3.6.2 Starten und Stoppen der Simulation | 88 |
3.6.3 Einzelschrittmodus und Breakpoints | 89 |
3.6.4 Hinweise zur Wahl von Schrittweite und Integrationsverfahren | 90 |
3.6.5 Arbeiten im Echtzeitbetrieb | 92 |
3.6.6 Kontrollausgaben während der Simulation | 93 |
3.6.7 Überwachung von Blöcken | 95 |
3.6.8 Parameteränderungen während der Simulation | 96 |
3.6.9 Was tun bei algebraischen Schleifen? | 96 |
3.7 Arbeiten mit Exportparametern | 98 |
3.7.1 Bedeutung von Exportparametern | 98 |
3.7.2 Simulationsgesteuerte Variation von Exportparametern | 100 |
3.8 Arbeiten mit Superblöcken | 103 |
3.8.1 Wozu dienen Superblöcke? | 103 |
3.8.2 Erstellung von Superblöcken | 103 |
3.8.3 Ein- und Ausgänge von Superblöcken | 106 |
3.8.4 Superblöcke und Labels | 107 |
3.8.5 Signalquellen und -senken in Superblöcken | 109 |
3.8.6 Exportieren von Parametern | 110 |
3.8.7 Benutzerdefinierte Block-Bitmaps | 111 |
3.9 Automatisierte Durchführung von Simulationsreihen (Batch-Betrieb) | 112 |
3.10 Direkte Ermittlung von Frequenzgängen | 118 |
3.11 Die BORIS-Systemblock-Bibliothek | 120 |
3.11.1 Blöcke zur Signalgenerierung | 121 |
3.11.2 Blöcke zur Visualisierung und Weiterverarbeitung von Simulationsergebnissen | 126 |
3.11.3 Blockgruppe Quellen | 137 |
3.11.4 Blockgruppe Dynamik | 138 |
3.11.5 Blockgruppe Statik | 140 |
3.11.6 Blockgruppe Regler | 141 |
3.11.7 Blockgruppe Stellglieder | 143 |
3.11.8 Blockgruppe Funktion | 143 |
3.11.9 Blockgruppe Digital | 144 |
3.11.10 Blockgruppe Aktion | 147 |
3.11.11 Blockgruppe Kommunikation | 147 |
3.11.12 Blockgruppe Simulation | 148 |
3.11.13 Blockgruppe Senken | 149 |
3.11.14 Blockgruppe Sonstige | 152 |
3.11.15 Blockgruppe VirtInstr | 154 |
3.12 Do it yourself – So erweitern Sie die Systemblock-Bibliothek um eigene Blöcke | 155 |
3.13 Entwurf von PID-Reglern | 161 |
3.13.1 Entwurfsverfahren | 161 |
3.13.2 PID-Entwurf nach Einstellregeln | 161 |
3.14 Numerische Optimierung von Systemparametern | 170 |
3.15 Gesucht – gefunden: Navigieren in Systemstrukturen | 174 |
3.15.1 Struktur-Übersicht | 174 |
3.15.2 Suchen nach Systemblöcken | 176 |
3.15.3 Suchen nach Textblöcken | 178 |
3.16 Der letzte Schliff – Arbeiten mit Textblöcken, Gruppenrahmen und Bitmap-Grafiken | 179 |
3.16.1 Textblöcke | 180 |
3.16.2 Gruppenrahmen | 182 |
3.16.3 Bitmap-Grafiken | 184 |
3.17 Für alles offen – Kommunikation und Datenaustausch mit anderen Programmen | 186 |
3.18 Arbeiten mit Hardware-Treibern | 187 |
3.19 Was Sie sonst noch wissen sollten | 192 |
3.19.1 Verwaltung von Alarmen und Meldungen | 192 |
3.19.2 Zugriffsschutz | 193 |
3.19.3 Revisions-Kontrollsystem | 194 |
3.19.4 Benutzerdefinierte Einstellungen | 194 |
3.20 Ausgewählte Simulationsbeispiele | 197 |
3.20.1 Nichtlineares Fadenpendel | 197 |
3.20.2 Mechanischer Schwinger | 199 |
3.20.3 Verladekran | 200 |
3.20.4 Gekoppelte Dynamos | 204 |
3.20.5 Drei-Körper-Problem | 206 |
3.20.6 Fadenpendel mit Anschlag | 208 |
3.20.7 Springender Ball | 211 |
3.20.8 Beschleunigungsvorgang bei Pkw | 213 |
3.20.9 Drehzahlregelung eines Gleichstromantriebs | 219 |
3.20.10 Stabilisierung eines inversen Doppelpendels | 223 |
3.20.11 Digitale Regelung | 227 |
3.20.12 Feder-Masse-System mit Anschlägen | 229 |
3.20.13 Lithium-Cluster-Dynamik | 232 |
3.20.14 Miniwelt: Bevölkerung, Konsum, Umweltbelastung | 236 |
3.20.15 Weitere regelungstechnische Simulationsbeispiele | 239 |
3.21 Lust auf mehr? BORIS-Add-Ons | 241 |
3.21.1 Flexible Animation Builder | 241 |
3.21.2 State Machine Workbench | 246 |
3.21.3 PID Design Center | 252 |
3.21.4 System Identification Center | 253 |
3.21.5 AutoCode-Generator | 253 |
3.21.6 Soft-SPS | 257 |
3.21.7 OPC Client/Server Toolbox | 258 |
3.21.8 ODBC-Toolbox | 259 |
3.21.9 VBScript-Modul | 259 |
3.21.10 Datenlogger | 260 |
3.21.11 FTP-Toolbox | 261 |
3.21.12 Universelles RS-232-Modul | 261 |
3.21.13 Sollwert-/Kennliniengenerator | 261 |
4 Systemidentifikation mit IDA | 262 |
4.1 Prinzip der experimentellen Systemidentifikation | 262 |
4.2 Anwendungsbeispiel | 262 |
4.3 Weitere Leistungsmerkmale von IDA | 269 |
5 Analyse linearer Systeme mit LISA | 272 |
5.1 Leistungsumfang | 272 |
5.2 Anwendungsbeispiel | 272 |
5.3 Weitere Leistungsmerkmale | 276 |
6 Reglerentwurf im Frequenzbereich mit RESY | 280 |
6.1 Leistungsumfang | 280 |
6.2 Anwendungsbeispiel | 282 |
7 Aufbereitung von Daten mit INGO | 287 |
7.1 Übersicht | 287 |
7.2 Leistungsmerkmale | 288 |
8 Simulation und Synthese von Zustandsregelkreisen mit SUSY | 293 |
8.1 Leistungsumfang | 293 |
8.2 Anwendungsbeispiel | 294 |
9 Entwurf und Simulation von Fuzzy-Systemen | 298 |
9.1 Leistungsmerkmale der Fuzzy-Shell FLOP | 298 |
9.2 Linguistische Variablen und Terme | 299 |
9.2.1 Einfügen neuer Variablen | 299 |
9.2.2 Bearbeiten von Variablen | 301 |
9.3 Erstellen der Regelbasis | 303 |
9.3.1 Regelbasis-Fenster | 303 |
9.3.2 Regelbasis-Editor im Tabellen-Modus | 304 |
9.3.3 Regelbasis-Editor im Matrix-Modus | 306 |
9.4 Operatoren, Inferenzmechanismus und Defuzzifizierung | 307 |
9.4.1 Operatoren für UND- und ODER-Verknüpfung | 307 |
9.4.2 Inferenzmechanismus und Defuzzifizierung | 307 |
9.5 Systemanalyse im Debug-Modus | 308 |
9.5.1 Aktivierung des interaktiven Debug-Modus | 308 |
9.5.2 Variablenfenster im Debug-Modus | 309 |
9.5.3 Regelbasis-Editor im Debug-Modus | 310 |
9.5.4 Kennlinien- und Kennfelddarstellung | 311 |
9.5.5 Trace-Modus | 313 |
9.6 Analyse des Systems durch Simulation | 314 |
9.6.1 Nutzung des internen Simulators | 314 |
9.6.2 Simulation mit BORIS | 314 |
9.7 Kommunikation mit anderen Anwendungen über DDE | 315 |
9.7.1 Betrieb als DDE-Server | 316 |
9.7.2 Betrieb als DDE-Client | 316 |
9.8 Generierung von C-Code | 317 |
10 Die Trainingsprogramme SIM-Trainer und BODE-Trainer | 319 |
10.1 SIM-Trainer | 319 |
10.2 BODE-Trainer | 320 |
Formelverzeichnis | 322 |
Literaturverzeichnis | 324 |
Index | 325 |
Die Internetseite zum Buch | 329 |