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Thema: Design durch Modellierung

Hybrid-Darstellung

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  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo Rabenauge, ne das was man mit 3D und mit Blender macht haben mit dem Thema nichts, oder nur sehr wenig zu tun. Ja, ich bin gerade dabei meine Mathe-Kenntnisse aufzufrischen und lerne die Calculus Kurse von der MIT via OpenCourseware. Aber trotzdem auch weiter viel Erfolg bei dem was du machst! Zu den böhmischen Dörfern! Ja, Design durch Modellierung ist eine Technologie die im 21. Jahrhundert gewaltig an Bedeutung gewinnen wird und gibt auch unserem Hobby die Möglichkeit bei der Gestaltung von Lösungen neue Wege zu beschreiten. Wären es also für dich keine böhmischen Dörfer, dann wäre es ja auch nichts neues.

    Ich beschäftige mich seit Anfang des Jahres im Zusammenhang mit meinem Projekt der Schotsteuerung für meinen Segler Carina damit. Entscheidend war, dass ich darin die Möglichkeit sah, nicht nur die diversen Warnungen die Funktion meiner Schotsteuerung, so wie geplant zu realisieren und das ich beim Reflektieren darüber auf wichtige Aspekte getoßen bin, welche die Art der Lösung wesentlich beeinflussen. Als ich dann die Fähigkeiten und daraus resultierenden Möglichkeiten der Anwendung der Software von oben genannten kommerziellen Anbietern stieß, wurden zum Beispiel die Frage der energieeffizienten Lösung, die eventuell auch dazu führen kann keine elektrisch zu lösenden mechanischen Bremsen vorzusehen. Ich bin also auch nicht über Nacht auf das Thema gestoßen.

    Zuerst war mir klar, dass ich meine mathematischen Kenntnisse dafür aktualisieren und beträchtlich erweitern müßte, was mir vermutlich für einen begrenzten Zeitraum als Student den kostenlosen Zugriff auf diese Software ermöglichen würde. Heute weiss ich, dass zwar die akademischen Kenntnisse nicht so weit fassbar sein müssen wie ich es verfolge, aber die Beschäftigung damit hat meinen Appetit geweckt und macht mir sehr viel Spaß. Heute gehe ich davon aus, dass ich auf den Weg zu dem Erwünschten, weit über die notwendigen Kenntnisse hinaus reichendem Wissen gehen werde, Bachelorstudiengänge der Mathematik, der Physik und der Elektrotechnik anpeile. Gerade bei der Mathematik sind die Kurse der sogenannten "reinen Mathematik" und der diskreten und numerischen Mathematik nützlich. Sie sind das Rüstzeug. Das Physikstudium ist gerade im Rahmen der klassischen Mechanik die Anwendung der Mathematik auf die physikalische, reale Welt in welcher mein Segelboot sich bewegen wird und wo die Schotsteuerung äußeren Einflüssen ausgesetzt ist. Beim Elektronikstudium sind insbesondere die Regelungstechnik von großer Bedeutung, aber auch die Systemtechnik, wo kausale und akausale Objekte in der Modellierung verwendet werden. Hier kann man viel dazu an Information finden! Natürlich ist das was man an digitaler und analoger Elektronik in dem Studiengang lernt, ergänzt sich übrigens wunderbar mit entsprechenden Kursen aus dem Physikstudium aus meiner praxis des einsatzes von Elektronik in meinem projekt bereits angetastet worden. Elektronik als Technik im Schiffsmodellbau verfolge ich ja seit etwa einem Jahrzehnt und habe in meiner Werkstatt mir auch ein schönes Elektroniklabor aufgestellt.

    Übrigens möchte ich nicht vergessen den Verweis auf die Webseite "Openmodelica.org" zu machen. Modelica ist vermutlich die Sprache die zur Modellierung von allen Anbietern verwendent wird und es gibt dort auch eine kostenlose Modelica Entwicklungsumgebung!

    Also Rabenauge, kein Wunder dass du viele böhmischen Dörfer siehst, auch mir ist vieles noch ein böhmisches Dorf. Ja ich bin mir im Laufe dieses Sommer bei meinen Recherchen häufig wie ein Analfabet vorgekommen, da man ohne gewisse mathematischen Kenntnisse, das geht schon mit den Symbolen in mathematischen Aussagen los, ich mich wie jemand vorgekommen bin der Komik Magazine liest, weil er dort über die Bilder etwas davon versteht worum es geht, da er nicht lesen kann!
    Geändert von Hellmut (19.11.2014 um 23:53 Uhr)
    MfG

    Hellmut

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Hallo Hellmut,
    ich hatte mal bei der Entwicklung eines Temperaturreglers für einen kleinen Ofen spice für die Simulation des elektrischen Teils verwendet. Da ich unsicher war und die Sache nicht mehrmals aufbauen wollte habe ich mit (angenommenen) Werten für die thermischen Zeitkonstanten des Ofens eine PT2-Rückführung vom Schaltausgang des Reglers auf den Temperatursensor simuliert. Das geht im Stile eines Analogrechners mit Operationsverstärkern in spice recht gut. Vorteilhaft gegenüber einem echten Analogrechner ist die Tatsache, dass man beliebig ideale Bauteile in der Simulation verwenden kann.
    Sicherlich kann man auch mechanische Effekte (z.B. Feder-Masse-Systeme) ganz ähnlich in spice nachbilden, man muss in erster Linie die Analogien zwischen den mechanischen und den elektrischen Bauteilen und Größen finden. Störgrößen könnte man durch geschaltete Strom- oder Spannungsquellen realisieren. Spice gibt zwar nicht den Funktionsumfang und Bedienungskomfort von Matlab her, dafür ist es freeware.
    Gruß,
    Uli

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Hallo Uli, schau dir mal die IDE zu Modelica bei Openmodelica.org an, auch für die muss man nichts bezahlen! Die Mächtigkeit der Werkzeuge geht nach meiner Überzeugung weit über das was man mit Spice machen kann, insbesondere wenn man komplexere Systeme modellieren will. Ich kann auch nur auf den Link diesen Link nochmals verweisen, der so denke ich einen ganz brauchbaren Überblick gibt was letztlich auch mit der IDE bei OpenModelica.org erreicht werden kann:

    http://www.maplesoft.com/support/hel...uide/Chapter01

    Ich bin mehrfach mit der Fragestellung konfrontiert worden, was der Unterschied des Design durch Modellierung und der Verwendung von Modelica zu Software wie Spice ist! Ich denke der Link direkt hier drüber gibt detaillierte Auskünfte und die Möglichkeit sich schlau zu machen, aber auf einen Punkt gebracht: Ich denke es ist die Art wie Multidomainsysteme modelliert werden können und welche Simulationen dadurch effizient möglich werden! Prompt stellt sich natürlich die Frage was heisst Multidomain in diesem Zusammenhang? Unter Domain versteht man hier unterschiedliche Technologien, also Elektronik, translatorische und rotatorische mechanische Systeme, Pneumatik, magnetische, usw. . In Modelica übernimmt die IDE die wohl recht komplexe Aufgabe die über das Element "Connector" genannt verbundenen Blöcke auch aus den unterschiedlichen Domains zusammenzuwirken. Das, verbunden mit den Vorteilen der Verwendung akausaler Blöcke, ist vermutlich die Grundlage welche die Mächtigkeit möglich macht. Maple, Matlab und auch Wolfram mit Mathematica greifen auf die Funktionalität von Modelica zu!
    Geändert von Hellmut (02.12.2014 um 17:46 Uhr)
    MfG

    Hellmut

  4. #4
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Kurz für diesen Thread, es gibt jetzt von Mathworks, Matlab usw. ebenfalls nicht kommerziell zu nutzende Versionen sehr günstig!
    MfG

    Hellmut

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Fleißiges Mitglied Avatar von drew
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    Hi,
    mir fällt zu dem Thema auch noch SciLab ein. Hier eine Beschreibung auf Wikipedia:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Scilab

    Gruß,
    Drew


  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie
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    Ich habe mir sowohl Scilab auf den rechner geladen, wie auch im Internet dazu mich informiert. Da ja meine Zielsetzung einen starken Fokus auf die Modellierung eines Systems mit den unterschiedlichsten Domains gesetzt ist und matlab/Simulink hier definitiv ein führender Anbieter ist, warte ich auf das Erscheinen der neuen Version 2015a und werde mich zuerst darauf konzentrieren zu verstehen wie Matlab/Simulink mit dem Paket für den Raspberry Pi B+ funktioniert und dieses entsprechend analysieren. Ich habe auch gefunden, dass meine Kombi-Messgerät/Logik Analysator "Analog Discovery" ebenfalls unterstützt wird. Somit habe ich die Laborumgebung die ich brauche um meine Ziele erstmal zu verfolgen. Ich werde mich daher nicht mit Mathematica von Wolfram beschäftigen. da die Entwicklung der Software gerade in den für mich interessanten Bereichen in den letzten 2 Jahren enorm fortgeschritten ist, bin ich auf die Neuerungen gespannt. Bedauerlich ist aber, dass der Vertrieb in Deutschland immer noch sehr unkooperativ ist und offenbar nicht versteht, dass die Home-Edition den Markt für ihr Produkt weiter öffnet. Sie lassen es dich fühlen im Umgang! Von allgemeinen Interesse ist vielleicht noch, dass Mathworks keine Update-Möglichkeit für die Home-Edition anbietet, man also dann die Software neu kaufen muss! Auch kann man sie nur Online und per Kreditkarte kaufen!
    MfG

    Hellmut

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von White_Fox
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    Naja, Matlab kann man meiner Meinung nach vergessen wenn man keine Firma ist.
    Wenn ich schon sehe wie überteuert die Studentenversion ist-und dann auch noch eingeschränkt in der Leistung.

    Dass du da von miesem Service schreibst wundert mich nicht. Aber wen interessierts...Mathworks sind nicht die Einzigen, die Rechensoftware herstellen.

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