Digitale Tweelingen voor hoogdynamische mechatronische systemen - schatten van dynamische krachten, koppels en spanningen

De dynamische krachten, koppels en spanningen in functie-kritische componenten spelen een cruciale rol in de economische winstgevendheid, de duurzaamheid, en de gezondheidsimpact van machines en voertuigen. Deze grootheden kennen – zowel bij het ontwerp als tijdens het operationele bestaan van een entiteit – heeft bijgevolg een belangrijke socio-economische impact en relevantie. In de praktijk is het echter zeer moeilijk of duur om deze dynamische belastingsgrootheden rechtstreeks te meten in hoogdynamische mechatronische systemen. Het doel van dit project is om een Digitale-Tweeling-gebaseerde kracht-, koppel-, en spanningsschattingsmethodiek te ontwikkelen en deze toe te passen voor hoogdynamische mechatronische systemen. Een Digitale Tweeling is een evoluerende digitale replica van een individuele fysische entiteit die zowel het historisch als huidig gedrag in beschouwing neemt. De Digitale Tweeling kan permanent verbeterd en aangevuld worden dankzij de meetdata die voortdurend binnenkomt vanwege de sensoren en actuatoren aan boord van de fysische entiteit. De Digitale Tweeling leidt op die manier tot waardevolle inzichten on het systeemgedrag te verbeteren, en levert moeilijk rechtstreeks meetbare informatie op over de operationele toestand. In dit project brengt de Digitale Tweeling heterogene modelinformatie, zoals die typisch beschikbaar is voor ingenieursanalyses, samen via een vernieuwend schattingsschema. Belangrijke wetenschappelijke uitdagingen liggen bij het efficiënt evalueren van de mechatronische modellen via (parametrische en niet-lineaire) modelreductie, en bij hun gebruik in virtuele meettechnieken via (tijdsstabiele) toestand-input-parameterschatting, om (continu) de dynamische kerngrootheden te bekomen. Drie proefstanden met respectievelijk een hoogdynamisch weefgetouw, een voertuig met hybride aandrijving, en een industriële tandwielkast zullen methodologische validatie en applicatiedemonstratie toelaten.

Trefwoorden:digitale tweeling, MBSE, dynamica, maakindustrie, industrie 4.0

Disciplines:Computer aided engineering, simulatie en design, Mechanische aandrijfsystemen, Akoestiek, geluid en trillingsgerelateerde ingenieurskunde, Sensoren, estimatoren en actuatoren, Elektrische energietechniek niet elders geclassificeerd