Modellierungsmethodik für heterogene Systeme der Mikrosystemtechnik und Mechatronik

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Der Entwicklungsprozess in Mechatronik und Mikrosystemtechnik ist durch die Heterogenität der verschiedenen physikalischen Domänen und durch eine Vielfalt von Entwurfsphilosophien und -werkzeugen geprägt. Modellierung und Simulation sind wichtige Entwurfsmethoden, die einen effektiven und sicheren Systementwurf unterstützen und die Kommunikation von Entwicklern aus unterschiedlichen Fachrichtungen fördern. Die Modellbildung erfordert die integrale Betrachtung der verschiedenen Teildomänen und der zugehörigen Entwurfsprozesse, die Rückführung auf einen einheitlichen, für die Gesamtsystemsimulation geeigneten, mathematischen Ansatz und eine Systematik, die zumeist sehr komplexe Interaktion verschiedener physikalischer Effekte darauf abzubilden. Die vorliegende Arbeit widmet sich diesen methodischen Fragestellungen der Modellierung. Wesentliche Elemente sind dabei die Systemanalyse und -partitionierung, die Festlegung von Schnittstellen zwischen den Teilsystemen sowie die Beschreibung des Verhaltens in Form von Gleichungen. Anhand von Beispielen wird die praktische Anwendung der entwickelten Modellierungsmethodik veranschaulicht.