J. P. Riegel

Modellierung einer objektorientierten, echtzeitfähigen und hybriden Simulationsumgebung

Diplomarbeit, Universität Kaiserslautern, April 1996


Abstract

Ziel dieser Diplomarbeit ist es, eine Methode zur Verfügung zu stellen, mit der ein Simulator für gebäude-spezifische Aufgaben modelliert werden kann. Die Modellierung muß dabei so angelegt sein, daß sowohl einfache als auch sehr komplexe Simulatoren für spezielle Gebäude entworfen werden können. Aus dem erstellten Modell ist es dann anschließend möglich, mit Hilfe von Generatoren automatisch ein Programm zu erzeugen. Dadurch kann ein Entwerfer ohne spezielle Kenntnisse auf dem Gebiet der Simulation einen Simulator entwickeln.

Simuliert werden sollen im Gebäudebereich auftretende Gegebenheiten, also hauptsächlich physikalische Größen wie Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit oder Luftdruck. Diese Größen werden quasi-kontinuierlich berechnet; es können dabei sowohl kontinuierliche Vorgänge (z.B. Änderung der Lufttemperatur) als auch atomare Ereignisse (Tür wird geöffnet) berücksichtigt werden. Der Simulator kann jeweils so konfiguriert bzw. modelliert werden, daß er für ein spezielles Gebäude die momentan interessanten Größen berechnet. Weiterhin kann der Simulator sukzessive verfeinert werden: wird beispielsweise in einem frühen Stadium der Simulation nur eine grobe Abschätzung der Raumtemperatur benötigt, so kann diese später durch genauere Berechnungsformeln verfeinert werden.

Eine weitere Anforderung an den Simulator ist, die Simulation quasi-kontinuierlich und in Echtzeit durchzuführen. Dadurch ist es möglich, während der Simulation von außen in den Simulator einzugreifen. Dieses kann entweder durch Eingaben von einem Benutzer geschehen, oder es kann sogar echte Hardware in die Simulation eingebaut werden (Hardware-In- The-Loop). So können zum Beispiel die Messwerte eines Temperaturfühlers benutzt werden, um die Lufttemperatur zu bestimmen, und die gemessenen Werte können herangezogen werden, um die Luftfeuchtigkeit zu simulieren.

(gzipped postscript, 161 KB)


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