Methods and Tools for Co-Simulation of Dynamic Systems with the Functional Mock-up Interface
Författare
Summary, in Swedish
Popular Abstract in Swedish
Utveckling av nya industriella produkter sker allt oftare med hjälp av datormodeller. Dessa modeller beskriver fysiken för respektive produkt, vilket exempelvis kan vara en bil eller ett kraftverk. Med hjälp av modellerna kan en stor del av analyserna på de framtida produkterna ske med hjälp av datorer, varför färre prototyper behöver konstrueras, vilket medför kortare utvecklingstider samt kostnadsbesparingar. En vanlig analys som behöver genomföras på en bil är exempelvis att undersöka hur bilen kommer att bete sig på varierande underlag eller vid olika manövreringar, dvs. man måste simulerar dess beteende. Utvecklingen mot att i högre grad använda datormodeller har pågått under en längre tid, men har accelererat de senaste åren.
I en komplex datormodell, som av en bil, är det vanligt att olika fysikaliska domäner, t.ex. mekaniken och elektroniken, modelleras separat. Dessa separata modeller skapas vanligtvis med hjälp av olika verktyg. För att sedan kunna analysera den komplexa bilmodellen måste de separata modellerna kopplas samman, vilket leder till svårigheter eftersom modellerna behöver kunna utbytas mellan olika verktyg som representerar modellerna på olika vis.
Med hjälp av en ny standard har emellertid utbytet av modeller mellan olika verktyg blivit lättare - eller helt enkelt möjligt. Att koppla ihop dessa modeller har lett till att det behövs nya algoritmer och fördjupad kunskap i hur man på bästa sätt simulerar dem tillsammans. Risken är att resultatet man får inte går att lita på eller att algoritmen misslyckas med simuleringen.
Till detta behövs lättillgänglig mjukvara med tillgång till algoritmer som är fördelaktiga för olika typer av modeller. Det här är inte bara viktigt för forskning och industrin utan även i undervisningssyfte.
I denna avhandling behandlas simulering av sammankopplade modeller, där modellerna följer den nya standarden. Fokus i avhandlingen har varit på att analysera olika algoritmer, föreslår nya algoritmer, samt utveckla en mjukvara för simulering. Mjukvaran som har tagits fram har gjorts publik.
Utveckling av nya industriella produkter sker allt oftare med hjälp av datormodeller. Dessa modeller beskriver fysiken för respektive produkt, vilket exempelvis kan vara en bil eller ett kraftverk. Med hjälp av modellerna kan en stor del av analyserna på de framtida produkterna ske med hjälp av datorer, varför färre prototyper behöver konstrueras, vilket medför kortare utvecklingstider samt kostnadsbesparingar. En vanlig analys som behöver genomföras på en bil är exempelvis att undersöka hur bilen kommer att bete sig på varierande underlag eller vid olika manövreringar, dvs. man måste simulerar dess beteende. Utvecklingen mot att i högre grad använda datormodeller har pågått under en längre tid, men har accelererat de senaste åren.
I en komplex datormodell, som av en bil, är det vanligt att olika fysikaliska domäner, t.ex. mekaniken och elektroniken, modelleras separat. Dessa separata modeller skapas vanligtvis med hjälp av olika verktyg. För att sedan kunna analysera den komplexa bilmodellen måste de separata modellerna kopplas samman, vilket leder till svårigheter eftersom modellerna behöver kunna utbytas mellan olika verktyg som representerar modellerna på olika vis.
Med hjälp av en ny standard har emellertid utbytet av modeller mellan olika verktyg blivit lättare - eller helt enkelt möjligt. Att koppla ihop dessa modeller har lett till att det behövs nya algoritmer och fördjupad kunskap i hur man på bästa sätt simulerar dem tillsammans. Risken är att resultatet man får inte går att lita på eller att algoritmen misslyckas med simuleringen.
Till detta behövs lättillgänglig mjukvara med tillgång till algoritmer som är fördelaktiga för olika typer av modeller. Det här är inte bara viktigt för forskning och industrin utan även i undervisningssyfte.
I denna avhandling behandlas simulering av sammankopplade modeller, där modellerna följer den nya standarden. Fokus i avhandlingen har varit på att analysera olika algoritmer, föreslår nya algoritmer, samt utveckla en mjukvara för simulering. Mjukvaran som har tagits fram har gjorts publik.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2016
Språk
Engelska
Publikation/Tidskrift/Serie
Doctoral Theses in Mathematical Sciences
Fulltext
Dokumenttyp
Doktorsavhandling
Ämne
- Computational Mathematics
Nyckelord
- Coupled Systems
- Co-Simulation
- FMI
- Functional Mock-up Interface
- PyFMI
- Assimulo
- Stability
- Master Algorithm
Status
Published
Projekt
- LCCC
Forskningsgrupp
- LCCC
Handledare
- Claus Führer
- Johan Åkesson
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISSN: 1404-0034
- ISBN: 978-91-7623-698-7
Försvarsdatum
4 maj 2016
Försvarstid
10:15
Försvarsplats
Lecture hall MH:A, Centre for Mathematical Sciences, Sölvegatan 18, Lund University, Faculty of Engineering
Opponent
- Carol Woodward (Dr.)