Hardware-in-the-Loop

Fraunhofer LBF kombiniert Mechatronik und HiL

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Dass sich auch mechatronische Produkte mittels der Hardware-in-the-Loop-Methode prüfen und testen lassen, haben Forscher des Fraunhofer LBF im Rahmen des Projektes ‚Digitalisierung in der Prüftechnik‘ gezeigt. Sie entwickelten dazu mechanische und leistungselektrische Hardware-in-the-Loop-Schnittstellen.

Inhaltsverzeichnis

1. Schnittstellen für Mechanik und Elektrik
2. Treiber zur Erhöhung der Innovationsdynamik

Im Bereich der Entwicklung und Prüfung von Steuergeräten wird die Hardware-in-the-Loop-Methode genutzt, um sowohl Hard- als auch Software des Steuergerätes in einer virtuellen Umgebung auf Herz und Nieren zu testen. Experten des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben sich dieses Vorgehen zum Vorbild genommen und im Projekt ‚Digitalisierung in der Prüftechnik‘ die Hardware-in-the-Loop Methode auf mechatronische Produkte übertragen.

„Mit der mechanischen und leistungselektrischen Hardware-in-the-Loop-Methode zur durchgängigen Eigenschaftsabsicherung mechatronischer Produkte ergeben sich vielschichtige Möglichkeiten für eine hybride Wertschöpfung“, berichtet Jonathan Millitzer, Gruppenleiter für Regelungstechnik am Fraunhofer LBF. Vorteile ergäben sich insbesondere bei der Realisierung kundenspezifischer Produktvarianten, die sich auf diesem Wege in die Prüfabläufe einbeziehen ließen.

Schnittstellen für Mechanik und Elektrik

Bei der Hardware-in-the-Loop-Methode wird ein reales Produkt mit einem virtuellen Abbild des kundenspezifischen Anwendungsszenarios gekoppelt – also dem Digitalen Zwilling der Anwendung. Auf diese Weise lassen sich auch komplexe und sicherheitskritische Kundenanforderungen effizient entwickeln und validieren. Doppelarbeiten, Redundanzen und Fehler bei der Technologieintegration werden vermieden.

Für die Übertragung der Hardware-in-the-Loop-Methode auf die Prüfung mechatronischer Produkte entwickelten die Darmstädter Forscher mechanische und leistungselektrische Hardware-in-the-Loop-Schnittstellen, so dass sich Simulationsmodelle mechanischer Strukturen oder leistungselektrischer Schaltungen mit dem mechatronischen Prüfling koppeln lassen. Dieser kann so mit dem virtuellen Abbild seiner Umwelt interagieren. Über die Schnittstellen kann der Prüfling in Echtzeit mechanische oder elektrische Energie austauschen. Durch den Einsatz selbstlernender Digitalregler wird dabei eine hohe Regelgüte bis in den Frequenzbereich von 1 kHz erreicht, die perspektivisch weiter erhöht werden kann.

Treiber zur Erhöhung der Innovationsdynamik

Die neue Technologie kann die intelligente Produktion unterstützen und ein Treiber zur Erhöhung der Innnovationsdynamik in der deutschen Wirtschaft werden. Das ist insbesondere vor dem Hintergrund des globalen Wandels mit zunehmender Vernetzung und Digitalisierung eine Möglichkeit, die vielschichtigen Herausforderungen zu meistern. Insbesondere der Einsatz digitaler Methoden in Entwicklung und Produktion kann dazu beitragen, die Wertschöpfung am Standort Deutschland zu halten und damit den technischen Fortschritt sichern. co

www.lbf.fraunhofer.de

Weitere Details zur Prüfung elektromechanischer Komponenten:

hier.pro/yKyZc

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