Simulation MapleSim, Software für modellbasierte Entwicklung und Simulation

Redakteur: Karl-Ullrich Höltkemeier

MapleSim, die neue fachübergreifende Multidomänen-Hochleistungssoftware von Maplesoft, für die physikalische Modellierung und Simulation, ist jetzt weltweit verfügbar. Sie verringert durch die Anwendung physikalischer Modellierungstechniken erheblich die Zeit, die benötigt wird, um Produkte auf den Markt zu bringen.

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MapleSim vereint die symbolische Berechnungs-Engine Maple mit traditionellen numerischen Lösungsverfahren, um den Simulations- und Modellierungsprozess zu beschleunigen. Jim Cooper, CEO von Maplesoft. „Mit traditionellen Techniken ist sogar das Modellieren einfacher Systeme beschwerlich und zeitraubend. Mathematische Gleichungen in den Modellen werden automatisch berechnet und vereinfacht, sodass präzise Modellentwürfe und Hochgeschwindigkeitssimulationen von komplizierten Systemvorgängen erstellt werden können. Mit Einsparpotentialen von Wochen bis hin zu Monaten markiert MapleSim den Anfang einer neuen Epoche.“

Zeitaufwand und Kosten reduziert

Mit den physikalischen Modellierungstechniken in MapleSim wurden Zeitaufwand und Kosten für die Erstellung von Modellen drastisch reduziert. Anwender können ein Systemdiagramm genauso einfach auf dem Bildschirm erstellen, wie sie es auf einem Blatt Papier zeichnen würden. Die resultierenden Modellgleichungen werden dann automatisch generiert. Die Software wendet symbolische Vorverarbeitungstechniken auf diese Modellgleichungen an und erstellt vereinfachte und hocheffiziente Modelle.

Der aus diesen vereinfachten Modellen generierte Code kann in Echtzeit- und andere Anwendungen exportiert werden. Aufgrund der symbolischen Vorverarbeitung läuft dieser Code zehn bis einhundert mal schneller bei komplexen Modellen.

MapleSim enthält Werkzeuge für die Modellierung und Analyse, einschließlich dynamischer Berechnungen, Regelungsentwicklung und Optimierung. Die Software erlaubt Benutzern sogar die einfache Erstellung kundenspezifischer Komponenten und Live-Designdokumentationen. Mit dem Maple Rechenkern für die automatische Generierung von Gleichungen, der Modellvereinfachung und den Analysewerkzeugen, sind Einsparungen im Entwicklungsprozess von Wochen bis zu Monaten möglich.

MapleSim erleichtert den Austausch von Modellen mit anderen Simulationsumgebungen

Physikalisches Modellbildung ist der Prozess, bei dem die Dynamik eines Systems mathematisch modelliert wird. Bisher erforderte diese Aufgabe erheblichen manuellen Aufwand, um Gleichungen abzuleiten und diese in eine Form zu bringen, die in Simulationswerkzeugen verwendet werden können, welche ein Blockschaltparadigma einsetzen. Die Blockdiagramme sind komplexer, schwerer zu erstellen und geben das Originalsystem nicht wider.

Mit den physikalischen Modelliertechniken der Software können Benutzer unter Verwendung von kompakten und intuitiven Komponenten einfach ein Systemdiagramm auf dem Bildschirm erstellen, welches das physikalische Modell darstellt und es einfacher verständlich macht. MapleSim hat mehr als 500 Bauelemente aus Bereichen wie Elektrotechnik, Mechanik, Regelungstechnik und Thermodynamik, die in einfach anzuwendenden Paletten organisiert sind.

Mit diesem Tool werden mathematische Gleichungen, die ein Modell darstellen, automatisch generiert, was bei komplexen Anwendungen häufig Wochen und manchmal sogar Monate an Arbeitszeit einspart. Die Gleichungen werden auch automatisch vereinfacht, es ergeben sich dadurch präzise Modelle und die schnelle Simulationen komplexer Systeme.

Maple’s symbolische Berechnungs-Technologie bildet den Kern von MapleSim. Im Gegensatz zu rein numerischer Verarbeitung, kann symbolische Technologie eine physische Systemdarstellung direkt in mathematische Gleichungen umsetzen. Modelle, die auf diese Weise erstellt werden, sind sehr präzise und hängen bei ihrer Lösung nicht von iterativen numerischen Routinen ab. Dies gewährleistet die beste Simulations-Leistung, ohne die Fehler zu generieren, die für manuelle Ableitungen typisch sind.

Zufriedene Anwender

„Es macht keinen Sinn, einen Wolkenkratzer auf einem schlechten Untergrund zu bauen, der Grund weshalb es mir so wichtig ist, dass MapleSims Rechenkern der beste in der Welt ist“, sagt Edward Melcarek, Direktor für Forschung und Entwicklung bei Sono-Dyne Inc. und Pilotanwender von MapleSim. „Die Paletten und das Menü wurden sehr gut durchdacht, und ich mag besonders die Drag-and-Drop-Bausteine, die den eigenen Wünschen angepasst werden können. MapleSim ist die anwenderfreundlichste mathematische Modellierungs-Software und wird ein „Muss“ für Ingenieure, Wissenschaftler und Entwickler.“

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