Gestufte Modelle zur Simulation einer dieselelektrischen Propulsionsanlage

Ausgehend von einem komplexen Modell einer dieselelektrischen Propulsionsanlage werden unter Nutzung von systemtheoretischen Methoden in ihrer Ordnung reduzierte und gestufte Modelle entwickelt. Zum einen werden rein physikalische Modelle in ihrer Ordnung reduziert. Unterstützend dient dabei eine Dominanz- und Empfindlichkeitsanalyse. Es kommen hierbei unterschiedliche Ordnungsreduktionsverfahren zum Einsatz.Auf der Grundlage eines ordnungsreduzierten Synchrongeneratormodells wird ein linearer Beobachter entworfen, der das elektromagnetische Moment rekonstruiert. Diese beobachtete Zustandsgröße wirkt als Störgröße auf den Motordrehzahlregler. Ein stabileres Regelverhalten ist die Folge. Dieses Regelprinzip ist notwendig, wenn ein frequenzstabiles Inselnetz simuliert werden soll.Zum Anderen dienen semiphysikalische Modelle zur weiteren Abstufung der Modellierungstiefe. Hierbei werden einzelne Komponenten der Anlage durch nicht lineare Regressionsmodelle in Form von Hammerstein-Modellstrukturen dargestellt. Hierbei werden lineare Identifikationsmethoden eingesetzt. Weiterhin dienen Künstlich Neuronale Netze zur Approximation von Anlagenkomponenten. Es liegen schließlich in ihrer Modellierungsart und –tiefe differenzierte Modelle vor, die insgesamt ein hybrides Gesamtmodell ergeben, da rein physikalische, semiphysikalische und ein- und ausgangsorientierte Strukturen vorhanden sind.