Eine generische X-by-Wire Plattform (German)

In: VDI/VDE Fachtagung Mechatronik, 2011   ;  61-66  ;  2011

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Ausfallsichere elektronische Systeme wie solche einer Fly-by-Wire Steuerung sind sehr aufwendig. Der hohe Grad an Redundanz, Komplexität, Heterogenität, Echtzeitanforderungen, aber auch zum Teil applikationsabhängige Mechanismen zur Fehlertoleranz führten bislang zu Realisierungen mit enger Verzahnung zwischen Applikationen und Umsetzungsebene. Die Folge: Jede neue Anwendung erfordert eine umfangreiche Neuentwicklung des Gesamtsystems einschließlich System- und Fehler-Management. Dargestellt wird eine Plattform für sicherheitskritische Anwendungen. Sie ermöglicht eine saubere Trennung zwischen den eigentlichen Systemfunktionen und der Plattform, in der diese Anwendungen implementiert werden. Durch eine umfangreiche Middleware sind für Systemfunktionen Aspekte der Redundanz, Fehlertoleranz, Rekonfigurierung u.ä. transparent. Sie arbeiten in einer virtuellen Simplexwelt, mit einem API als Interface zur Plattform. Die Plattform kam bisher in mehreren anwendungsnahen Forschungsprojekten zum Einsatz, beispielsweise im EU-Projekt SPARC, in dem zwei Lkw und zwei Pkw unter Verzicht eines mechanischen Backups mit einer vollen x-by-wire Plattform ausgestattet wurden. Wesentliche Systemfunktionen waren: Steer-by-wire, brake-by-wire, Stabilitätsprogramm, Autopilot mit Notfallfunktionen, Fahrzeug- und Fahrerüberwachung. Im Luftfahrtbereich wurde basierend auf der Plattform ein sogenanntes optional pilotiertes Flugzeug realisiert, welches per Pilot, aber auch unbemannt fliegen kann. Implementiert waren u.a. primäre und sekundäre Flugsteuerung, Autopilot und autonome Flugführung. Weitere Anwendungsprojekte wie eine Fly-by-Wire Plattform für ein zweimotoriges Flugzeug oder der Einsatz in mittleren bis schweren Hubschraubern befinden sich im Endstadium der Entwicklung.

Safety critical systems such as fly-by-wire systems are very complex. This is because of the high degree of redundancy, functional complexity, heterogeneity, real time requirements and due to the fact, that mechanisms of fault tolerance are sometimes closely linked with the applications. Up today, this results into very application specific realisations. In consequence, each new type of aircraft leads to a widely new development of a fly-by-wire system incl. system- and redundancy-management. Especially the development of this management is very complex and represents a major share of overall development cost. This article presents an approach based an a clear segregation between system functions (application) and their fault tolerant realization. Therefore, many aspects of complex fault tolerant systems had to be generalized. The result is a highly flexible x-by-wire platform (distributed embedded system) incl. middleware for the execution of redundancy- and platform-management. By means of configuration, the platform can be specialized into the specific platform instance. In the meantime, aeronautic and automotive applications have shown the suitability and high degree of reuse of the chosen approach of the platform.

Table of contents conference proceedings

The tables of contents are generated automatically and are based on the data records of the individual contributions available in the index of the TIB portal. The display of the Tables of Contents may therefore be incomplete.

1
Messfehleranalyse für die Positionsschätzung eines sensorlosen Magnetlagersystems
Glück, T. / Kemmetmüller, W. / Kugi, A. / Tump, C. | 2011
7
Ansätze für den Beobachterentwurf linearer Multiratenabtastsysteme
Voigt, T. / Konigorski, U. | 2011
13
Entwicklung mehrdimensionaler magnetfeldbasierter Positionsmesssysteme am Beispiel eines inversen Pendels
Obenaus, T. / Wilde, A. / Priwitzer, H. / Bretschneider, J. / Enge-Rosenblatt, O. | 2011
19
Messung der Anpressdrücke im Nip von Walzensystemen mit neuentwickelten piezoelektrischen Sensoren
Voicu, M.C. / Lammen, B. / Schmidt, R. / Hillbrand, H.H. / Maniu, I. | 2011
25
Beitrag zur Regelung redundant aktuierter Mechanismen
Hufnagel, T. / Schramm, D. | 2011
31
State-space control of HMS for industrial applications
Juhasz, L. / Maas, J. | 2011
37
Digitale Ansteuerung elektrorheologischer Ventile und deren Anwendung in einem Fahrzeugdämpfer
Kamelreiter, Michael / Kemmetmüller, W. / Kugi, A. | 2011
43
Beobachterentwurf zur Spurschätzung eines mehrachsgelenkten Fahrzeugs
Huber, Robert / Röbenack, Klaus / Zipser, Stephan / Wagner, Sebastian | 2011
49
Ansatz einer autarken Routenerkennung für eine historienbasierte Vorausschau im Fahrzeuzg
Cassebaum, Oliver / Bäker, Bernard / Raubitschek, Christian / Bruemmer, Marco / Schmitz, Geert | 2011
55
Zur automatisierten Modellbildung für mechatronische Systeme mit Reibung und Anwendung auf Stellglieder am Dieselfahrzeug
Ren, Zhenxing / Kroll, Andreas / Sofsky, Manfried / Laubenstein, Friedhelm | 2011
61
Eine generische X-by-Wire Plattform
Reichel, Reinhard / Görke, Simon | 2011
67
Aktionsprimitiv-basierte Steuerungsarchitketur für Anwendungen in der Robotik und Fertigungstechnik
Hennig, Matthias / Janschek, Klaus | 2011
73
Pneumatische Antriebssysteme für die Service- und Assistenz Robotik
Neumann, Rüdiger / Hildebrandt, Alexander / Kaminski, Ruwen | 2011
79
Entwurf und Regelung eines prototypischen formgedächtnisbasierten (MSM) Aktuatorelements
Rudermann, Michael / Bertram, Torsten | 2011
85
Höchste Genauigkeit von Getriebmotoren
Kayser, Andreas | 2011
89
Modellfreie Schwingungsdämpfung eines eingliedrigen elastischen Roboterarms unter Gravitationseinfluss
Malzahn, Jörn / Phung, Anh Son / Hoffmann, Frank / Rudermann, Michael / Bertram, Torsten | 2011
95
Physische Interaktion mit fliegenden Robotern - Ein neuer Ansatz
Albers, A. / Frietsch, M. / Burger, W. | 2011
101
Rekonfigurierbare mobile Roboter
Brandstötter, Mathias / Hofbaur, Michael | 2011
107
Vernetzte Sicherheit - Folge zunehmender Funktionsvernetzung im Fahrzeug
Schuller, Jürgen / Sagefka, Michael / Ullmann, Stefan | 2011
115
Ein Steer-by-Wire-System für hochautomatisierte PKW
Schomerus, Jan / Gurknecht, Michael / Luithardt, Philipp / Mosebach, Henning / Köster, Frank | 2011
121
Integrierte Entwicklungsumgebung für die Konzipierung mechtronischer Systeme
Gausemeier, Jürgen / Gaukstern, Tobias / Dorociak, Rafal | 2011
127
Softwareunterstützter mechatronischer Entwurf und Entwicklung mit firmenübergreifenden Baukästen im Maschinen- und Anlagenbau
Wascher, Florian / Kayser, Karl-Heinz / Würslin, Rainer | 2011
133
Multi-Domänen Simulation eines mechatronischen Antriebs für Mittelspannungsleistungsschalter und Verifikation
Stengel, Gregor / Mechler, Günther / Kock, Sönke / Derks, Jeron | 2011
139
Entwicklung von Betriebsstrategien für den effizienten Einsatz von Doppelschichtkondensatoren bei Hafenmobilkranen - Umsetzung und Praxiserfahrungen
Beitelschmidt, Michael / Schimke, Robert / Müller, Jörg / Reiß, Johannes | 2011
145
Optimale Betriebsführung von Hybridfahrzeugen durch prädiktive Bestimmung des Energieäquivalents
Kutter, Steffen / Bäker, Bernard | 2011
151
Untersuchungen zur objektorientierten Modellierung und Simulation von optomechatronischen Systemen
Kaden, Thomas / Janschek, Klaus | 2011
157
Modellbasierte Entwicklung aktiver strukturdynamischer Systeme am Beispiel eines aktiven Lagerungssystems
Herold, Sven / Jungblut, Timo / Kraus, Roman / Melz, Tobias | 2011
163
Einbindung von Finite-Elemente-Modellen in konzentriert-parametrische Modellbibliotheken
Zaiczek, Tobias / Reitz, Sven | 2011
169
Kombinierte Simulation elektromechanischer Systeme
Starke, Eric / Marschner, Uwe / Pfeifer, Günther / Fischer, Wolf-Joachim | 2011
175
Modellgestützter Entwurf eines Zustandsüberwachungssystems (CMS) am Beispiel einer Axialkolben-Schrägscheibenpumpe
Bayer, Christian / Enge-Rosenblatt, Olaf | 2011
181
Mobiler Fahrwerkstand für die schnelle und präzise Vermessung von Nutzfahrzeugen
Tentrup, Thomas / Heintz, Christoph / Kurt, Ismael | 2011
185
Hardware-in-the-Loop-Prüfstand für den realitätsnahen dynamischen Test von EPS-Motoren und -Steuergeräten
Farshizadeh, Emad / Henrichfreise, Hermann | 2011
191
Modellbasierte Steuergeräteentwicklung für KFZ-Getriebesysteme am Prüfstand
Knoblich, Rene / Gühmann, Clemens / Beilharz, Jörg | 2011
197
Mechatronische Entwicklung eines hoch integrierten Parallelgreifers
Vittor, Timothy / Breisch, Sebastian / Sotebier, Sven / Hackbarth, Anke / Kock, Sönke | 2011
203
Greifplanung für ein wandelbares Handhabungssystem mit parallelkinematischer Struktur
Corves, Burkhard / Riedel, Martin | 2011
211
Interaktive und assistierende Softwarelösungen für reaktives Greifen mit Mechatronischen Mehrfingersystemen
Haase, Thomas | 2011
217
Koordinierte Echtzeit-Steuerung eines Roboters und einer x/y Scannereinheit für die hochdynamische Seitenführung eines Laserstrahles
Lotz, Markus / Bruhm, Hartmut / Czinski, Alexander / Abb, Kilian | 2011
229
Antrieb für ein neues Handgelenkkonzept für den humanoiden Roboter ARMAR
Albers, Albert / Sander, Christian / Burger, Wolfgang | 2011
235
Roboterprogrammierung durch Demonstration mit Hilfe einer PMD-Kamera
Narayanan, Krishna Kumar / Hoffmann, Frank / Bertram, Torsten | 2011
247
Einsatz von Verfahren der simulationsbasierten Optimierung zur Reglerparametrierung unter Berücksichtigung von definierbaren Nebenbedingungen
Neugebauer, Reimund / Hipp, Kevin / Hofmann, Stefan / Schlegel, Holger | 2011
253
Aktive Schwingungsminderung im Grenzbereich
Rinderknecht, Stephan / Kaletsch, Christian / Lebo, Filip / Köhler, Robert / Marszolek, Markus / Wang, Zhentao | 2011
261
Entwicklung und Einsatz eines piezobasierten Werkzeugfeinpositioniersystems zur Gestaltung von funktionalen Oberflächen
Neugebauer, Reimund / Drossel, Welf-Guntram / Ullrich, Markus / Junker, Tom | 2011
267
Standardisierung und Funktionsintegration bei Aktoranwendungen auf der Basis von Formgedächtnislegierungen
Langbein, S. / Sadel, T. | 2011
273
Mehrkriterienoptimierung eines wirbelstrominduzierten Linearaktors
Simonidis, Christian / Mechler, Günther / Chladny, Ryan / Stengel, Gregor | 2011
279
Vorteile eines neuen Verfahrens der magnetischen Messtechnik im Qualitätsmanagement
Kellerer, Tobias / Radler, Oliver / Ströhla, Tom | 2011
285
Zustandserfassung flexibler Leichtbauarme durch Multisensor Daten Integration
Neugebauer, Reimund / Walther, Michael / Hädrich, Juliane / Schlegel, Holger | 2011
291
Functional DMU - ein nutzerfreundliches interaktives Konzept zum Entwurf mechatronischer Systeme
Ene-Rosenblatt, Olaf / Schneider, Peter / Clauß, Christoph / Schneider, Andre | 2011
297
Referenzmodellierung für ein workflowbasiertes Entwicklungsvorgehen in der Serienentwicklung mechatronischer Systeme in der Automobilindustrie
Reiß, Thomas / Schuller, Jürgen | 2011
303
Optimierung der Funktionstopologie zur effizienten Realisierung der zukünftigen Antriebsvielfalt
Weinmann, Michael | 2011
309
Energieeffiziente Bewegungsprofile unter Berücksichtigung technologischer Randbedingungen
Neugebauer, Reimund / Rehm, Matthias / Schlegel, Holger / Quellmalz, Johannes | 2011
315
Sensitivitätsanalyse zur Entwicklung robuster nichtlinearer Regelungsstrategien für energieeffiziente Pumpensysteme in der Gebäudewasserversorung
Rauh, Andreas / Senkel, Luise / Dittrich, Christina / Aschemann, Harald | 2011
321
Mechatronik: Einführung in die modellbasierte Entwicklung im Bereich der Hausgerätetechnik
Löffler, Alexander / Koert, Dirk / Schweers, Christoph / Trächtler, Ansgar | 2011
327
Aktive Anbindungsimpedanzen: Mechatronische Systeme zur experimentellen Simulation von Anbindungsbedingungen
Jungblut, Timo / Wolter, Stefan / Matthias, Michael / Möller, Ricardo | 2011
333
Moderne Modellordnungsreduktionsverfahren für Finite-Elemente-Modelle zur Simulation von Werkzeugmaschinen
Bonin, Thomas / Soppa, Andeas / Saak, Jens / Zäh, Michael F. / Faßbender, Heike / Benner, Peter | 2011
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