Steuerungsentwurf

• A Model-Based Design Approach
• Modeling and Simulation
• Control System Software Design
• Embedded Software Testing and Implementation

Model-Based Design

Entwickler der Software für eingebettete Steuerungen und Regler stehen einer Reihe verschiedener Herausforderungen gegenüber. Neben den üblichen engen Termin- und Kostenvorgaben müssen sie Produkte mit vorhersagbarer Leistung und konkurrenzfähigem Funktionsumfang konstruieren. Mit konventionellen Entwurfs- Test- und Implementierungsverfahren müssen die Ingenieure allerdings bis in späte Entwicklungsphasen hinein abwarten, ob ihre Software wirklich alle in sie gesetzten Erwartungen erfüllt - oft ist dies erst dann der Fall, wenn entweder Produktprototypen oder die benötigten Echtzeit-Targets verfügbar werden. Erst hier, also während der Systemintegration, können die Entwickler dann Fehler ermitteln, die sich in der Anfangsphase eingeschlichen haben und bislang unentdeckt geblieben sind.

Eine Alternative hierzu stellt das Model-Based Design mit Werkzeugen von The MathWorks dar, das sich als Methode für den Entwurf der Software für Steuerungen und Regelungen fest etabliert hat. Es wird heute beispielsweise zur Entwicklung von Satelliten, Flugzeugen und vieler anderer luft- und raumfahrttechnischer Anwendungen eingesetzt, aber auch im Automobilbau, der Verfahrensechnik, der Entwicklung von Computer-Peripheriegeräten oder zum Bau von Industriemaschinen und -anlagen. In der Model-Based Design-Umgebung von The MathWorks können Ingenieure das zu steuernde physikalische System mathematisch modellieren, alle benötigte Software entwickeln und schließlich das Verhalten beider modellieren. Das so geschaffene Modell des Gesamtsystems verfügt über eine exakt vorhersagbare und optimierbare Leistung. Im Anschluss an den Entwurf fungiert das Systemmodell als ausführbare Spezifikation, aus der automatisch Echtzeit-Software für Tests, das Prototyping und die Implementierung des Embedded System erzeugt wird. Eine aufwändige und fehleranfällige manuelle Programmierung der Steuerstoftware wird so vollkommen vermieden.

Model-Based Design der Software für einen eingebetteten Controller. Durch Simulationen wird lange vor der Softwaregenerierung oder dem Bau der Hardware sicher gestellt, dass der Regler exakt wie vorgesehen funktioniert. Klicken Sie auf das Bild, um eine vergrößerte Ansicht zu erhalten.

Die Model-Based Design-Produkte von The MathWorks bieten dem Anwender eine visuell orientierte, interaktive Umgebung für den Aufbau, die Verwaltung und Simulation von Systemmodellen. Solche in grafischer Form angelegten und hierarchisch strukturierten Modelle helfen Ingenieurteams, sämtliche Funkionen ihrer Systeme effektiv zu modellieren, exakt zu dokumentieren und effizient zu kommunizieren. Im Gegensatz zur Arbeit mit konventionellen Methoden ist hierbei Fehlinterpretationen oder Mehrdeutigkeiten deutlich reduziert. Veränderungen oder Korrekturen der Systemanforderungen und Spezifikationen können darum auf einfache Weise nachträglich umgesetzt, durch Simulationen ausgewertet und bestätigt und schließlich automatisch in die endgültige Implementierung der Echtzeit-Software eingebaut werden.

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