Abschlussarbeit: Weiterentwicklung einer Co-Simulation zur Echtzeitfähigkeit

Das erwartet dich

Moderne und zunehmend elektrifizierte Flugzeugsystemtechnologien werden aufgrund der engeren Verzahnung zwischen den Bereichen Mechanik, Elektrik, Thermik und Steuerung immer komplexer. Um in diesem Umfeld effizient neue Technologien erproben zu können, arbeiten wir in unserer Abteilung Sichere Systeme & Systems Engineering an der Umsetzung eines innovativen Simulationsframeworks. Darin werden Modelle von Flugzeugsystemen zunächst als FMU (Functional Mock-up Unit) aus ihren nativen Simulationsumgebungen exportiert. Mithilfe des SSP-Standards (System Structure & Parameterization) wird anschließend anhand des Flugzeugvorentwurfs eine Gesamtsimulation aus den einzelnen FMUs zusammengestellt. Dies soll die frühe Bewertung auf Flugzeugebene von neuen Technologien in der Systemebene ermöglichen und den Auslegungsprozess im Flugzeugvorentwurf stützen. Im Fokus stehen bei uns dabei moderne Flugsteuerungssysteme für elektrifizierte Flugzeuge. Um das Gesamtmodell auch in Hardware-Versuchen verwenden zu können, soll die Ausführungszeit möglichst auf Echtzeitfähigkeit reduziert werden.

Deine Aufgaben

• Optimierung der Co-Simulation: Analyse und Verbesserung von Konfigurationen der Simulation, mit dem Ziel, den Einsatz auf Hochleistungsrechnern wie den dSPACE-Plattformen unter strengen Echtzeitanforderungen zu ermöglichen.
• Real-Time-Optimierung & Modellreduktion: Recherche des aktuellen Stands der Technik zur Beschleunigung und Reduktion von Simulationsmodellen, sowie Implementierung von Strategien zur Verbesserung der Echtzeitfähigkeit.
• Integration & Parametrisierung: Extrahierung von relevanten Modellinformationen aus CPACS- und SysML v2 Spezifikationen, um über das SSP-Standard-Format FMU-basierte Co-Simulationen dynamisch zu parametrisieren.
• Validierung & Dokumentation: Betreuung von Testläufen, Analyse von Simulationsdaten und wissenschaftliche Dokumentation der Optimierungsergebnisse.

Das bringst du mit

• Laufendes Studium im Bereich Mechatronik, Elektrotechnik, Luftfahrttechnik, Maschinenbau, Informatik oder ein vergleichbares ingenieurwissenschaftliches Fach (Master oder fortgeschrittenes Bachelorstudium).
• Kenntnisse in der Modellbildung, Systemdynamik oder Simulationstechnik.
• Sichere Programmierkenntnisse in Sprachen wie Python, Modelica, Matlab.
• Technisches Interesse an Echtzeitsystemen (insbesondere dSPACE) und modellbasierter Entwicklung (MBSE).
• Eine selbstständige, gewissenhafte Arbeitsweise.
• Gute Englischkenntnisse in Wort und Schrift.