Analyse

Analyse
Echtzeitsysteme 2 - Vorlesung/Übung
Fabian Scheler
Lehrstuhl für Informatik IV
Verteilte Systeme und Betriebssysteme
Friedrich-Alexander Universität Erlangen-Nürnberg
http://www4.cs.fau.de/~scheler
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1
Ergebnisse der Analyse




physikalischen Zusammenhänge des
kontrollierten Objekts
Welche Ereignisse gilt es zu behandeln?
Welche Zeitschranken gilt es einzuhalten?
Wie sieht das physikalische Model aus?
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2
Hau den Lukas – Was soll er können?

Programmierbarkeit
 ein Programm wird durch eine Datenstruktur beschrieben, die
durch Prozeduraufrufe erzeugt/initialisiert wird
lift_continous(my_prog,7);
fall_stepwise(my_prog,2);
lift_continous(my_prog,4);
...
 schließlich wird dieses Programm ausgeführt
start_program(my_prog);

folgende Primitive sollen beherrscht werden
 schrittweise anheben/fallen lassen
 kontinuierlich anheben/fallen lassen

Primitive sind kombinierbar
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3
Hau den Lukas - Geometrie
lC
lP
dB
dCB
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Länge der Spule
Länge des Porjektils
Abstand zwischen den
Lichtschranken
Abstand zwischen der
Spule und der Lichtschranke
30 mm
82 mm
230 mm
24 mm
4
Hau den Lukas - Interface

Ansteuerung der Spulen
 Pin 0.5 – Pin 0.12 (x.y: x – Port, y – Pin)

Abfrage der Lichtschranken
 Pin 7.0 – Pin 7.7

Unterbrechungen der Lichtschranken
 Pin 1.0
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5
Hau den Lukas - Kräfte

Grundgleichung der Dynamik
F =m⋅a

Kraft auf das Projektil
F =F m− F G
F G - Gewichtskraft
F m - magnetische Kraft

der Spule
Gewichtskraft
F G =m⋅g

Kraft im Magnetfeld
2
B ⋅A
H
F m=
; = 0⋅r =4⋅⋅10−7
m
2⋅
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6
Spule – Flußdichte, Strom

magnetische Flußdichte
 0⋅I⋅N
r 22  x 22 r 2
r 22  x 12r 2


B=
[ x ⋅ln 
− x 1⋅ln 
]
2
2
2
2
2⋅r 1 −r 2  2
 r 1  x 2 r 1
 r 1  x 1 r 1
I
N

- Stromstärke
- Anzahl der Windungen
Einschaltvorgang
−
t

I t =I 0 1−e  ; =
L
R
L
R
- Induktivität
- Gleichstromwiderstand
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7
Spule - Kräfte

Vereinfachung
 Kraft außerhalb der Spule = 0
 Kraft innerhalb der Spule > 0

Projektil ist kein
Permanentmagnet
 Magnetfeld induzieren Kreiströme
 Kreisströme erzeugen Magnetfeld
 Wechselwirkungen zwischen
Kreisströmen und Spulenmagnetfeld
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Folgerung


scheinbare Vorgänge sind physikalisch sehr komplex
komplexe physikalische Vorgänge sind mathematisch
häufig nicht analytisch lösbar
 Vereinfachungen des Modells
 numerische Lösungsansätze

Massive Vereinfachungen sind notwendig
 Was muss man wirklich wissen?
 Was kann man wissen/messen?
 Welche Einschränkungen sind damit verbunden?

Designer des Echtzeitsystems muss sich mit dem
physikalischen Objekt vertraut machen
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