Jürgen Gausemeier. Ansgar Trächtler (Hrsg.) Entwurf mechatronischer Systeme. Grundlagen, Methoden und Werkzeuge

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1 Jürgen Gausemeier Franz Rammig Wilhelm Schäfer Ansgar Trächtler (Hrsg.) Entwurf mechatronischer Systeme Grundlagen, Methoden und Werkzeuge Adaption, Selbstoptimierung und Verlässlichkeit Integration Mechanik und Elektronik, Miniaturisierung 6. Paderborner Workshop Entwurf mechatronischer Systeme 2. und 3. April 2009 Heinz Nixdorf MuseumsForum TECHNISCHE INFORMATIONSBIBLIOTHEK V UNIVERSITÄ TSBiBLIOTHEK HANNOVER J

2 Inhaltsverzeichnis Plenum I A. Trächtler Entwurf intelligenter mechatronischer Systeme Regelungstechnische Konzepte für selbstoptimierendes Verhalten 3 Regelungstechnik I I. Illg, K.P. Jäker, A. Trächtler Entwurf einer semiaktiven Federung für ein leichtes Kettenfahrzeug 17 N. Lenthaparambil, I. Weber, A. Kecskemethy Mechatronischer Entwurf für ein Fahrzeug mit einem aktiv regelbaren Stabilisator 29 G. Koch, E. Pellegrini, B. Lohmann Zustandsadaptive Regelung eines aktiven Fahrwerks Entwurf und Implementierung am Viertelfahrzeugprüfstand 43 Sensorik und Aktorik B. Kuhfuss, S. Allers, S. Schädlich Sensor und Aktorintegration in rotierende Werkzeuge 59 P. Labenda, T. Predki, L. Heckes, T. Schütze, E. G. Welp Entwicklung eines regelbaren Brems/Kupplungssystems auf der Basis von Piezoelementen 71 M. Hunstig, T. Hemsel Modellbasierte Entwicklung piezoelektrischer Trägheitsmotoren 85

3 Seite ii Inhaltsverzeichnis MID & Mechatronische Mikrosysteme J. Seybold, V. Mayer, H. Kück, D. Hopp, C. Pruss, W. Osten Hochauflösender optischer Drehgeber mit MIDOptikmodul 99 K. Feldmann, C. Goth, F. Schüßler, D. Craiovan Innovative Impulse zur Herstellung und Optimierung räumlicher elektronischer Schaltungsträger (MIO) 111 S. Benecke, A. Middendorf, H. Reichl, N. F. Nissen Energy Harvesting in der Mikrosystemtechnik Technische Möglichkeiten und Grenzen unter Berücksichtigung nachhaltiger Aspekte 125 Hardware in the Loop S. Schmidt, R. Kasper Bahnfolgeregelung für ein spurgeführtes Elektrofahrzeug 139 D. Koert, A. Löffler, T. H. M. Zeineldin, A. Trächtler Echtzeitsimulation für den modellbasierten Steuergerätetest von Haushaltsgeräten 153 T. Schmerler Effizienter Steuergerätetest mit RealTime Plugins 165 Methoden und Softwarewerkzeuge A. Albers, H.G. Enkler, J. Ottnad Die Herausforderung komplexer Simulationsprozesse Ein methodischer Ansatz mit dem generalisierten Contact and Channel Model 177 A. Warkentin, J. Gausemeier, J. Herbst Konzeption eines funktionsorientierten Produktmodells zur Nutzung in den nachgelagerten Phasen des Produktlebenszyklus 189 T. Reiß, J. Schüller Anforderungsmanagement: Der Kernprozess einer Mechatronikentwicklung 203

4 Inhaltsverzeichnis Seite iii Verlässlichkeit I J. Gang, B. Bertsche Frühzeitige komponentenbasierte Zuverlässigkeitsbewertung von Wechselwirkungen in mechatronischen Systemen 219 C. SondermannWölke, J. Geisler, M. Hirsch, T. Hemsel Verlässlichkeit im aktiven selbstoptimierenden Spurführungsmodul eines schienengebundenen Fahrzeugs 231 J. Steiner, U. Goltz, J. Maaß Dynamische Verteilung von Steuerungskomponenten unter Erhalt von Echtzeiteigenschaften 245 Verlässlichkeit II (InZuMech) S. Deyter, L. Lackmann, J. C. Holst, W. Thesing, A. Middendorf, D. Steffen Frühzeitige Zuverlässigkeitsbewertung miniaturisierter mechatronischer Robotermodule 259 R. Wille, H. Rickmeyer, T. Zolnecko, M. Pöschl, B. Kilickiran, D. Steffen, A. Middendorf, J. Auersperg Absicherung der Zuverlässigkeit moderner Scheinwerfersysteme 273 N. Oppermann, M. Pöschl, K. Schreiber Frühzeitige integrierte Zuverlässigkeits und Sicherheitsanalyse anhand funktionaler Architekturen 287 M. Pöschl, J. Gausemeier, S. Deyter Methode zur effizienten Modellierung und Analyse fehlertoleranter mechatronischer Systeme 299

5 Herausforderungen Seite iv Inhaltsverzeichnis Regelungstechnik II T. Heier, T. Bertram Identifikation von nichtlinearen Modellen eines mechatronischen Motorlagers 313 M. Borzykh, A. Trächtler, J. Geisler Aufbau und Regelung eines sturzvariablen Bahnfahrwerks mit Einzelradlenkung 327 M. F. Zäh, M. Waibel, M. Baur, S. Teufelhart Aktive Komponenten und adaptive Regelstrategien zur Schwingungsreduktion an Werkzeugmaschinen 335 Entwurfsmethoden S. C. Braun, U. Lindemann Der Zusammenhang zwischen Komplexität und Kosten als Basis von Handlungsanweisungen zur kostenoptimierten Gestaltung mechatronischer Produkte 351 G. Reinhart, F. Meling, E. Zuber, K. Grimmer Baukastenbasiertes disziplinübergreifendes Engineering von Produktionsanlagen und Lösungsansätze C. Ibers, M. Schäfer, G. Stallt, C. Wolff MechatronikPotenziale in der Produktgestaltung erkennen und erschließen 381 Plenum II A. Bergmann Model Based Design Erfolgsfaktoren und Einstiegsbarrieren in der industriellen Anwendung 395 P. Wältermann HardwareintheLoop": Die Technologie zum Test elektronischer Steuerungen und Regelungen in der Fahrzeugtechnik 411