Modellierung und Simulation mechatronischer Systeme

Mikroelektronische Schaltungen sind weithin verbreitet. Bei der Entwicklung von mikroelektronischen Schaltungen für mechatronische und mikromechatronische Systeme können die nicht-elektronischen Komponenten und Umgebungen nicht mehr wie bislang üblich in weiten Teilen vernachlässigt werden. Dies gilt insbesondere für die Simulation dieser Systeme. Das vorliegende Buch zeigt, wie die zugehörige Modellierung auf Basis der in der Elektronik auf breiter Front eingesetzten digitalen und analogen Hardwarebeschreibungssprachen erreicht werden kann.

Durch die Umkehrung der Entwurfsrichtung von Bottom-Up nach Top-Down und den Einsatz von Hardwarebeschreibungssprachen war bereits in den letzten 15 Jahren ein erheblicher Sprung der Design-Produktivität für mikroelektronische Schaltungen bewirkt worden. In diesem Buch werden Methoden vorgestellt, mit denen Komponenten aus der Mehrkörpermechanik, Kontinuumsmechanik und Softwaretechnik in Hardwarebeschreibungssprachen modelliert werden können. Es wird anhand verschiedener Beispiele dargestellt, wie man mittels der Einbindung der Schaltungsentwicklung in den Kontext nicht-elektronischer Komponenten und Umgebungen vom Chip- zum Systementwurf kommen kann.

Bislang gab es ein Sammelsurium von isolierten Einzellösungen im Bereich der Modellierung und Simulation von (Mikro-)Mechatronik auf Basis von Hardwarebeschreibungssprachen. Der Autor, der jetzt in der Industrie beschäftigt ist, fasst hier seine langjährige wissenschaftliche Erfahrung zusammen und erreicht einen Übergang zu einem geschlossenen Ansatz für die ganze Problemklasse. Er zeigt die wichtigsten Modellierungsformen für die üblicherweise beteiligten Domänen auf und legt ihre Abbildung auf digitale und analoge Hardwarebeschreibungssprachen dar. Damit wird das Problem der gemischten Simulation transformiert zu einem Problem der gemischten Modellierung, welches wesentlich leichter zu handhaben ist.