Mechatronische Produktentwicklung Im Kontext Der Mikromobilität: Modellbildung, Regelung, Simulation

ISBN-13: 9783662646229 / Niemiecki / Twarda / 2021

Margot Ruschitzka;Harry Ott;Rene Degen

Opis

Die mechatronische Produktentwicklung ist ein Ansatz der interdisziplinären Entwicklung von Produkten. Dieser zentralisiert die Funktionen des Endprodukts und bricht dabei disziplinabhängige Grenzen auf. Darüber hinaus optimiert der Ansatz den Ressourcenbedarf, indem vor der Fertigung der ersten Komponente umfängliche virtuelle Untersuchungen durchgeführt werden. Im Rahmen des Buches „Mechatronische Produktentwicklung am Beispiel einer permanentmagnetisch erregten Synchronmaschine (PMSM)“ wird den Lesern der Entwicklungszyklus der mechatronischen Produktentwicklung von der Anforderung bis zum fertigen Prototypen nähergebracht. Hierbei werden die Leser durch eine praxisnahe Ausrichtung des Buches in die Lage versetzt, im Anschluss mechatronische Produkte gesamtheitlich zu sehen und zielorientierte Lösungsansätze zu finden. Darüber hinaus wird die Kompetenz im Hinblick auf Entwurfsverfahren mechatronischer Produkte erweitert und der Sinn für gesamtheitliches Systemverhalten geschärft.

Spis treści

1 Einleitung ................................................................................................................................ 1 2 Zielsetzung .............................................................................................................................. 3 3 Überblick und Herangehensweise .......................................................................................... 5 4 Grundlagen ............................................................................................................................ 5 Entwicklung einer Motorregelung für Permanentmagnetisch erregte Synchronmaschinen (PMS) ...................................................................................................................................... 43 6 Entwicklung eines Batteriemodells .................................................................................... 147 7 Entwicklung eines Fahrermodells ...................................................................................... 168 8 Entwicklung einer Fahrdynamikregelung für einspurige Fahrzeuge ................................ 185 9 Entwicklung eines Simulationsmodells für zweispurige Fahrzeuge ................................. 196 10 Entwicklung eines Simulationsmodells dreispuriger Fahrzeuge .................................... 257 11 Messdatenerfassung motorspezifischer Parameter ....................................................... 266 12 Messdatenerfassung fahrdynamischer Parameter ......................................................... 271 13 Zusammenfassung und Ausblick .................................................................................... 290 Abbildungsverzeichnis .......................................................................................................... 293 Tabellenverzeichnis ............................................................................................................... 305 Abkürzungen und Nomenklatur ........................................................................................... 306 Literaturverzeichnis ............................................................................................................... 307 Anhang ................................................................................................................................... 308

O autorze

Margot Ruschitzka studierte und promovierte an der RWTH in Aachen. Ihre Lehr- und Forschungstätigkeit im Bereich Mechatronik und Virtueller Produktentwicklung übt sie als Leiterin des CAD CAM Center Cologne in der Fakultät Fahrzeugsysteme und Produktion an der TH Köln aus.

Blurb

Die mechatronische Produktentwicklung verfolgt einen innovativen interdisziplinären Ansatz. Dieser zentralisiert die Funktionen des Endprodukts, bricht dabei effektiv und effizient disziplinabhängige Grenzen auf. Bereits vor der Fertigung der ersten Komponente erfolgt die Durchführung umfänglicher virtueller Untersuchungen sowie eine nachhaltige Optimierung des Ressourcenbedarfs. Im Rahmen des Buches „Mechatronische Produktentwicklung im Kontext der Mikromobilität“ präsentiert sich den Lesern ganzheitlich der Zyklus der mechatronischen Produktentwicklung von der Anforderungsbeschreibung bis hin zum exemplarischen Prototypenentwurf. Die praxisnahe Ausrichtung des Buches versetzt die Leser zielgerichtet in die Lage, im Anschluss mechatronische Produkte im übergeordneten Kontext zu verstehen und somit intelligente Lösungsansätze zu verfolgen. Darüber hinaus kommt es zu einer Erweiterung der Kompetenz im Hinblick auf zeitgemäße Entwurfsverfahren mechatronischer Produkte und der Sinnesschärfung für gesamtheitliches Systemverhalten.

Der Inhalt

Grundlagen · Entwicklung einer Motorregelung für Permanentmagnetisch erregte Synchronmaschinen (PMS) · Entwicklung eines Batteriemodells · Entwicklung eines Fahrermodells ·  Entwicklung eines Simulationsmodells für zweispurige Fahrzeuge · Entwicklung eines Simulationsmodells dreispuriger Fahrzeuge.

Die Zielgruppen

Entwickler und Ingenieure der Mechatronik in diversen Anwendungsbereichen. Professoren und Studierende der Hochschulen und Universitäten mit Schwerpunkt Mechatronik, Antriebs- und Fahrzeugtechnik.

Die Autoren

Prof. Dr. rer. nat. Margot Ruschitzka studierte und promovierte an der RWTH in Aachen. Ihre Lehr- und Forschungstätigkeit im Bereich Mechatronik und Virtueller Produktentwicklung übt sie als Leiterin des CAD CAM Center Cologne in der Fakultät Fahrzeugsysteme und Produktion an der TH Köln aus.

Harry Ott ist als wissenschaftlicher Mitarbeiter des CAD CAM Center Cologne in der Fakultät für Fahrzeugsysteme und Produktion an der TH Köln tätig und beschäftigt sich dort mit Fragestellungen der Mechatronik sowie im Speziellen mit elektrischer Antriebstechnik.

René Degen ist als wissenschaftlicher Mitarbeiter des CAD CAM Center Cologne in der Fakultät für Fahrzeugsysteme und Produktion an der TH Köln tätig und beschäftigt sich dort mit Fragestellungen der Mechatronik sowie im Speziellen mit Automatisiertem Fahren.