Echtzeitsimulation zur Prozeßführung komplexer Systeme

Systemanalyse und Modeliierung sind die Grundlagen des Wissenschaftlers und Ingenieurs zur Behandlung technischer und natürlicher Systeme. Die Simulation ist dabei das wichtigste Instrument zur Untersuchung komplexer Systeme. Neben den klassischen Anwendungen kann sie auch zur Unterstüt zung der Prozeßführung komplexer technischer Systeme eingesetzt werden. Hierzu wird ein System zur graphisch interaktiven und hierarchisch modu laren Modeliierung und zur modularen I verteilten Echtzeitsimulation komplexer technischer Systeme entworfen und in seinen Kernfunktionen realisiert. Der Begriff "modulare I verteilte Echtzeitsimulation" bezieht sich dabei auf eine teilmodellspezifische modulare I verteilte numerische Integra tion von gekoppelten Systemen von Differentialgleichungssystemen unter Echtzeitbedingungen aufEin- bzw. Mehrrechnersysteme. Das implementierte Kernsystem kann durch Meßmodule oder andere Komponenten erweitert werden und ist in weiterführende Konzepte integrierbar. Die Implementie rung basiert auf der Echtzeitprogrammiersprache Ada und auf dem graphi schen Standard GKS. Die hier vorgestellten Arbeiten wurden während meiner Tätigkeit als wissenschaftlicher Mitarbeiter des Instituts für Datenverarbei tung in der Technik am Kernforschungszentrum Karlsruhe durchgeführt. Meinem Institutsleiter, Herrn Prof. Dr. H. Trauboth, danke ich herzlich für die Unterstützung meiner Arbeit und die Übernahme des Koreferates. Ohne den mir eingeräumten wissenschaftlichen Freiraum hätte die vorliegende Arbeit nicht in dieser umfassenden Weise realisiert werden können. Mein besonderer Dank gilt auch Herrn Prof. Dr. A. Vogelpohl, Leiter des Instituts für Thermi sche Verfahrenstechnik an der Technischen Universität Clausthal, für die stets gründlichen und regen Diskussionen und die Übernahme des Referates.

Inhalt
Einführung.- 1 Simulation als systemtheoretische Methode.- 2 Problematik komplexer Prozesse und modellbasierende Lösungen.- 3 Analyse existierender Simulationssysteme.- 4 Anforderungen für die Prozeßführung.- 5 Anforderungen für die Modellierung.- 6 Konzept einer Modellentwicklungsumgebung (MEU).- 7 Ein numerisches Verfahren zur verteilten Echtzeitsimulation gekoppelter Systeme.- 8 Entwurf und Realisierung des K_advice-Systems.- 9 Zusammenfassung und Ausblick.- A Zustandsgraphen der Tasktypen.- A1 Tasktyp model_server.- A2 Tasktyp compute.- A3 Tasktyp input.- A4 Tasktyp output.- B Numerische Beispiele.- B1 Testmodell 1.- B2 Testmodell 2.- B3 Testmodell 3.- B4 Zusammenfassung.- Stichwortverzeichnis.