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Konzepte zur Strukturierung
Ein Blockschaltbild besteht aus graphischen Komponenten, d.h. Blöcken, die längs einer Wirkungsrichtung
miteinander verschaltet sind. Jeder Block enthält die Vorschrift, wie aus seinen
Eingangsgrößen seine Ausgangsgrößen zu berechnen sind. Die Ausgangsgrößen werden
addiert oder subtrahiert und entsprechend der Verschaltung als Eingangsgröße in andere Blöcke
geleitet.
Abb. 17 zeigt das Blockschaltbild des Beispiels. Es aggregiert N=3 Komponentenbausteine.
Jeder der drei Komponentenbausteine enthält eine der drei Differentialgleichungen zur Spezifikation
des Zustandsvektors.
Es zeigt sich jedoch, dass es nicht möglich ist, die Komponentenbausteine so zu modellieren,
dass sie ausschließlich das Verhalten der abgebildeten Komponente beschreiben. Denn durch
die phänomenologischen Gesetze zur Berechnung der Wärmeströme kommt es zu Rückkopplungen.
Um trotzdem eine Signalflussverknüpfung anwenden zu können, wurden die phänomenologischen
Gesetze direkt in die Differentialgleichungen der Komponentenbausteine
eingesetzt.
Die topologische Information der Koppelmatrizen findet sich in Abb. 18 in Form der gerichteten
Verbindungslinien zwischen den Komponentenbausteinen wieder.
u 3
u k3
u 1
u k1
=
=
T S
i=3 Südwandkomponente
T · SW
y k3 =T SW
T N
A
= ------ ( k
mc a( u3 – TSW) – ki( TSW – yk2) )
u k2
i=1 Nordwandkomponente
i=2 Raumluftkomponente
T L
y k2 =T L
T
yk1 =TNW · NW =
A
------ ( k
mc i( yk2 – TNW) – ka( TNW – u1) )
· A
= ------------ ( k
mLc i( yk3 – TL) – ki( TL – yk1) )
L
Koppeleingangsgrößen
der Komponenten
u =
k1 0, yk2, 0
u =
k2 yk1, 0, yk3 Eingangsgrößen
der Komponenten
u =
k3 0, yk2, 0
Abbildung 18: Beschreibung des Beispiels mittels der Signalflussverknüpfung
y k3
y k1
u1 u3 =
=
y k2
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