Bei der Auslegung von elektromagnetischen Aktuatoren spielen der Wirkungsgrad sowie die bestmögliche Ausnutzung der eingesetzten Werkstoffe eine entscheidende Rolle.
Aufgrund der hohen Komplexität der Gesamtsysteme wird eine manuelle iterative Auslegung immer aufwendiger, die Vielfalt an möglichen Lösungen ist praktisch nicht mehr überschaubar.
Um die stetig steigenden Anforderungen, die sich bei der Auslegung solcher Komponenten ergeben, besser erfüllen zu können, wird innerhalb des Forschungsprogrammes eine leistungsvolle Simulations- und Optimierungssoftware für elektrische Antriebe und Magnetlager entwickelt.
Die Software zeichnet sich durch folgende Merkmale aus:
- Parametrische 3D CAD Modelle von fundamentalen Motor- und Aktuatortopologien
- Verkürzung des Design Prozesses durch verteilte FE-Simulation
- Multikriterielle Optimierung (Wirkungsgrad, Materialaufwand, Kosten, …)
- Simulation des vollen Parameterraums oder genetische Optimierung
- Einbindung von dynamischen Motormodellen und von Leistungselektronik in die Optimierung
- Offene Schnittstelle für die Einbindung weiterer Module
Bei der Implementierung eines Regelkonzepts auf Mikrocontroller werden von der Definition der Anforderungen bis hin zur fertigen Hardware und Software viele Entwicklungsphasen durchlaufen.
Die Erfahrung hat dabei gezeigt, dass mit diesem Vorgang ein hoher Zeitaufwand verbunden ist.
Mit den Methoden des Rapid Prototyping kann dabei die Zeit vom Entwurf bis zum fertigen Serienprodukt sehr kurz gehalten werden. Das hohe Abstraktionsniveau erleichtert dabei den Fokus auf das System-Design, wodurch viele Fehler bereits am Desktop abgefangen werden können und wodurch der Aufwand für die softwaremäßige Umsetzung auf der Zielhardware gering ist.
Das am Institut entwickelte System M2C (Matlab® to C-Code) ermöglicht das automatisierte Implementieren von in grafischer Form vorliegenden Matlab®/Simulink® Modellen auf Fixkommaprozessoren.
Derzeit wird die Struktur von M2C fundamental überarbeitet. Neben den bisher unterstützten 16bit Fixkomma Mikrocontrollern sollen zukünftig auch der Programmcode für 8- und 32-bit Controller automatisiert generiert werden.