Hallo Lars,

Sobald deine Software es mit Bewegung zu tun bekommt, wird alles viel langsamer als die Lichtgeschwindigkeit und du musst dich irgendwie mit der Physik rumschlagen.

Schon um das Prellen eines realen mechanischen Schalters zu verstehen, ist etwas grundlegende Physik hilfreich.
Und dann erst recht, wenn du irgendeine Regelstrecke hast.

Du musst nicht alles alleine konstruieren und berechnen können, dazu gibt es genügend Andere.
Aber als Informatiker musst du in deiner Software ein Modell der Realität erstellen können und das kannst du nur, wenn du die Physik dahinter verstehst. In der Praxis sollte das Modell so einfach wie möglich und so komplex wie nötig sein. Man muss also wissen, was man vernachlässigen kann und was nicht. Dabei geht es dann nicht nur um die Komplexität der Software, sondern auch um die Anzahl der Sensoren. Je nach dem kann man auch Parameter z.B. mit einer Testfahrt bestimmen und so einen Sensor einsparen.

Z.B. kann man einen Roboterarm einfach mit dicken Motoren ausstatten um konstante Beschleunigungswerte zu erhalten, mit welchen man einfach rechnen kann.
Eine andere Möglichkeit ist es, Zuerst mit einer bekannten Kraft zu Beschleunigen und die Beschleunigung zu messen. Daraus kann man dann auf die Massenträgheit schliessen und hat die Beschleunigungswerte mit welchen man rechnen kann. Dadurch kann man die Geschwindigkeit optimieren, weil so auch die Masse des Werkstücks erfasst werden kann.

Getriebeverluste hängen, unter Anderem, von der Viskosität der verwendeten Schmierstoffe ab. Die Viskosität hängt dann wiederum vor allem von der Temperatur ab. Je nach Umweltbedingungen kannst du die Getriebe-Temperatur vernachlässigen oder musst sie in deinem Modell berücksichtigen.

Vor etwa 30 Jahren, bekam ich einmal einen tollen adaptiven Temperatur-Regler. Der konnte wirklich toll vorgegeben Temperaturprofile abfahren, mit sehr scharfen Kanten beim Übergang von der Aufheizrampe zur Endtemperatur. Nur war das Ding nicht praxistauglich, weil die Umgebungstemperatur als konstant angenommen wurde

Das kann dann auch den Unterschied machen, ob du wochenlang mit dem Debugger auf Geisterjagt bist oder recht schnell den Fehler im Modell finden kannst, bzw. weisst welche Umweltbedingungen du beim Testen anwenden sollst, um Probleme schnell einkreisen oder ausschliessen zu können.

MfG Peter(TOO)