This thesis performs a sensitivity analysis and an error propagation for a simulation model of the LSS on the ISS, which has been developed in the simulation environment of V-HAB. V-HAB results from a long year research work at the LRT of the TUM. The general task is the examination of variations of certain simulation parameters, whereby the possible error of the simulation compared to the real system should be estimated. If possible, an error propagation calculation should be done thereby. Therefore, in a first step it is necessary to identify the simulation parameters, which allow a variation because of not exactly known technical specifications, natural oscillations or certain modelling assumptions, and to modify the simulation so that a variation of the parameters is possible and comprehensible. The feasibility of the new implemented simulation values is tested with test simulations and the impact on the simulation results is proven by a sensitivity analysis for plausibility and accuracy. Already known techniques for error propagation are investigated and the best fitted one for the existing problem is chosen and adapted. Hence a method for the creation of functions to calculate deviations because of variations in simulation parameters is developed and a short guidance for this is provided (Standard approach). Furthermore, this method is modified, to get another calculation approach (Advanced approach), which promises better results. Moreover, an approach to determine errors of the subsystem models and their classification during the error calculation is exemplary presented. As an example, these calculating methods are performed for the deviation of the relative humidity and deviation-functions are generated. For verification of the developed functions some comparative simulations are done, which are compared with the results from the error calculations and so the accuracy of these functions is estimated. The Standard Approach yielded mostly poor results during these comparison simulations and the good results were usually random and not reliable. With the Advanced Approach, better and above all more comprehensible results could be achieved. For the estimating of deviations, which were caused by single changed parameters, very accurate values could be calculated. The results with several changed parameters were sufficient to determine the magnitude and direction of the deviations. In the end, an area where the results of the simulation vary due to the changes, could be specified. This also resulted in an estimation of the deviation of the simulation results from reality, which still depends on unknown error values, such as the subsystem errors.     «

This thesis performs a sensitivity analysis and an error propagation for a simulation model of the LSS on the ISS, which has been developed in the simulation environment of V-HAB. V-HAB results from a long year research work at the LRT of the TUM. The general task is the examination of variations of certain simulation parameters, whereby the possible error of the simulation compared to the real system should be estimated. If possible, an error propagation calculation should be done thereby. The...     »

In dieser Masterarbeit wird eine Sensitivitätsanalyse und eine Fehlerfortpflanzungsrechnung für ein Simulationsmodell des Lebenserhaltungssystems (LSS) der Internationalen Raum Station (ISS), das in der Simulationsumgebung Virtual Habitat (V-HAB) entwickelt wurde, durchgeführt. V-HAB ist am Lehrstuhl für Raumfahrtechnik (LRT) an der Technischen Universität München (TUM) während einer langjährigen Forschungsarbeit entstanden. Die Grundlegende Aufgabenstellung ist die Untersuchung von Auswirkungen auf die Simulationsergebnisse, die durch Änderung bestimmter Simulationsparameter ausgelöst werden, wodurch der mögliche Fehler der Simulation im Vergleich zum realen System abgeschätzt werden soll. Zusätzlich wird mit den daraus folgenden Ergebnissen eine Fehlerfortpflanzungsrechnung durchgeführt. Dafür ist es in einem ersten Schritt notwendig Simulationsparameter, die aufgrund von nicht exakt bekannten technischen Spezifikationen, natürlichen Schwankungen oder bestimmten Modellierungsannahmen eine Variation zulassen, zu identifizieren und die Simulation entsprechend zu modifizieren, sodass eine Änderung der Parameter nachvollziehbar möglich ist. Die Machbarkeit aller neu implementierten Simulationswerte wird mit Testsimulationen nachgewiesen und die Auswirkungen auf die Simulationsergebnisse mithilfe einer Sensitivitätsanalyse auf Plausibilität und Richtigkeit geprüft. Bereits vorhandene Verfahren zur Fehlerfortpflanzungsrechnung werden vorgestellt und das für die vorliegende Problemstellung am besten Passende ausgewählt und dafür angepasst. Daraus wird für den bestehenden Fall eine Methodik zur Erstellung von Funktionen für die Berechnung von Abweichungen, aufgrund von Variationen in bestimmten Simulationsparametern, abgeleitet und eine Kurzanleitung dafür bereitgestellt (Standard Approach). Diese Methodik wird außerdem modifiziert um einen weiteren Berechnungsansatz (Advanced Approach) zu erhalten, der bessere Ergebnisse verspricht. Außerdem wird ein Ansatz zur Bestimmung der Modellierungsfehler von kompletten Subsystemen und deren Einordnung während der Fehlerrechnung beispielhaft vorgestellt. Diese beiden Methodiken werden für die Abweichung der relativen Luftfeuchtigkeit durchgeführt und Abweichungsfunktionen hierfür erstellt. Zur Verifikation der entwickelten Funktionen werden einige Vergleichssimulationen durchgeführt, die mit den entsprechenden Ergebnissen aus den beiden Fehlerrechnungen verglichen werden und damit die Genauigkeit von diesen abgeschätzt. Der Standard Approach lieferte während diesen Vergleichssimulationen meist schlechte Ergebnisse und die guten Ergebnisse beruhten meist auf Zufall und waren nicht verlässlich. Mit dem Advanced Approach konnten bessere und vor allem nachvollziehbare Ergebnisse erzielt werden. Für die Abschätzung von Abweichungen, die von einzelnen geänderten Parametern verursacht wurden, konnten sehr genau Werte berechnet werden. Die Ergebnisse bei mehreren veränderten Parametern genügten noch zur Bestimmung der Größenordnung und Richtung der Abweichungen. Am Ende konnte ein Bereich, indem die Ergebnisse der Simulation aufgrund der Änderungen variieren, angeben werden. Daraus folgte auch eine Abschätzung der Abweichung der Simulationsergebnisse von der Realität, die aber weiterhin von noch unbekannten Fehlern, wie den Subsystemfehlern, abhängt.     «

In dieser Masterarbeit wird eine Sensitivitätsanalyse und eine Fehlerfortpflanzungsrechnung für ein Simulationsmodell des Lebenserhaltungssystems (LSS) der Internationalen Raum Station (ISS), das in der Simulationsumgebung Virtual Habitat (V-HAB) entwickelt wurde, durchgeführt. V-HAB ist am Lehrstuhl für Raumfahrtechnik (LRT) an der Technischen Universität München (TUM) während einer langjährigen Forschungsarbeit entstanden. Die Grundlegende Aufgabenstellung ist die Untersuchung von Auswirkungen...     »