AnRox - Ausfallsicheres und effizientes elektrisches Antriebssystem für Robotertaxis - Teilvorhaben Mehrprozessorplattform - Abschlussbericht

Abstract

Im Verbundprojekt „Ausfallsicheres und effizientes elektrisches Antriebssystem für Robotertaxis (AnRox)“ wurden System- und Komponentenlösungen für ausfallsichere Antriebssysteme und Energiebordnetze erforscht. Die erhöhten Kosten für die notwendige, erhöhte Verfügbarkeit von Komponenten aufgrund des Anwendungsfalls eines Robotaxis sollen dabei durch systemische Optimierung minimiert oder durch Mehrwert kompensiert werden. Durch die Umsetzung mit elektrischen Antriebssystemen ergeben sich neue Freiheitsgrade und Lösungsvarianten, die diese Optimierung durch neue Betriebs-, Fehlererkennungs- und Behandlungsstrategien ermöglichen. Dazu wurden im Verbundprojekt auf der Ebene der Antriebstopologien verschiedene Varianten von Ein- und Mehrmaschinensystemen untersucht. Im Teilvorhaben „Mehrprozessorplattform“ trug die AixControl zu dem Teilbereich der Antriebskomponenten mit erhöhter Ausfallsicherheit bei. Es wurde eine leistungsfähige Mehrprozessorplattform als Regelungs- und Steuerungsplattform entworfen und umgesetzt, die eine sehr hohe Rechenleistung und geringe Latenzen in der Verarbeitung von Ein- und Ausgaben zur Verfügung stellt. Die Plattform ermöglicht zur einfachen Umsetzung von Steuerungs- und Regelungsaufgaben eine grafische Programmierung und unterstützt die Entwicklung und Fehlersuche mit einem Software-Oszilloskop und textuellen Ausgaben. Für ein hohes Maß an Flexibilität besteht die Plattform aus einer Zentraleinheit und abgesetzten Satelliten, um den Betrieb von verteilten, jedoch synchronisierten Komponenten zu ermöglichen. Die Satelliten bilden dabei die analoge und digitale Schnittstelle zu realen Sensoren und Aktoren ab. Zusätzlich zum Betrieb einer Zentraleinheit mit mehreren Satelliten wird ein Verbund aus mehreren solchen Einheiten ermöglicht. Am Demonstrator konnte die Funktion und Leistungsfähigkeit der Plattform am Beispiel einer Maschinenregelung gezeigt werden. Datei-Upload durch TIB The joint project „Ausfallsicheres und effizientes elektrisches Antriebssystem für Robotertaxis (AnRox)“ researched system and component solutions for fail-safe drive systems and power supply systems. The increased costs for the necessary, increased availability of components due to the use case of a robotaxi are to be minimized through systemic optimization or compensated for through added value. The implementation with electric drive systems results in new degrees of freedom and solution variants that enable this optimization through new operating, fault detection and handling strategies. To this end, various variants of single and multi-machine systems were investigated in the joint project at the drive topology level. In the sub-project „Mehrprozessorplattform,“ AixControl contributed to the sub-area of drive components with increased reliability. A high-performance multiprocessor platform was designed and implemented as a control platform, which provides very high computing power and low latencies for inputs and outputs. The development environment of the platform offers model-based control engineering by graphical programming and supports development and troubleshooting with a software oscilloscope and textual outputs. For a high degree of flexibility, the platform consists of a central unit and remote satellites to enable the operation of distributed but synchronized components. The satellites represent the analog and digital interface to real sensors and actuators. In addition to the operation of a central unit with several satellites, a network of several such units is made possible. A demonstrator was used to show the function and performance of the platform using the example of a closed-loop control of an induction machine.