Hierdie publikasie verskaf 'n transkripsie van die webinar . Die webinar is deur Mikhail Peselnik, ingenieur, gehou .)
Vandag sal ons leer dat ons modelle kan instel om die optimale balans tussen die getrouheid en akkuraatheid van die simulasieresultate en die spoed van die simulasieproses te bereik. Dit is die sleutel om simulasie effektief te gebruik en seker te maak dat die vlak van detail in jou model gepas is vir die taak wat jy van plan is om uit te voer.
Ons sal ook leer:
- Hoe jy simulasies kan bespoedig deur optimaliseringsalgoritmes en parallelle rekenaars te gebruik;
- Hoe om simulasies oor verskeie rekenaarkerne te versprei, take soos parameterberaming en parameterkeuse te bespoedig;
- Hoe om ontwikkeling te bespoedig deur simulasie- en ontledingstake met behulp van MATLAB te outomatiseer;
- Hoe om MATLAB-skrifte te gebruik vir harmoniese analise en dokumenteer die resultate van enige tipe toets met behulp van outomatiese verslaggenerering.
Ons begin met 'n oorsig van die vliegtuig se elektriese netwerkmodel. Ons sal bespreek wat ons simulasiedoelwitte is en kyk na die ontwikkelingsproses wat gebruik is om die model te skep.
Ons sal dan deur die stadiums van hierdie proses gaan, insluitend die aanvanklike ontwerp - waar ons die vereistes uitklaar. Gedetailleerde ontwerp - waar ons sal kyk na die individuele komponente van die elektriese netwerk, en uiteindelik sal ons die simulasieresultate van die gedetailleerde ontwerp gebruik om die parameters van die abstrakte model aan te pas. Ten slotte sal ons kyk hoe jy die resultate van al hierdie stappe in verslae kan dokumenteer.
Hier is 'n skematiese voorstelling van die stelsel wat ons ontwikkel. Dit is 'n halwe vliegtuigmodel wat 'n kragopwekker, 'n WS-bus, verskeie WS-ladings, 'n transformator-gelykrigter-eenheid, 'n GS-bus met verskeie vragte en 'n battery insluit.
Skakelaars word gebruik om komponente aan die elektriese netwerk te koppel. Soos komponente tydens vlug aan- en afskakel, kan elektriese toestande verander. Ons wil hierdie helfte van die vliegtuig se elektriese netwerk onder hierdie veranderende toestande ontleed.
'n Volledige model van 'n vliegtuig elektriese stelsel moet ander komponente insluit. Ons het hulle nie by hierdie halfvlakmodel ingesluit nie, want ons wil net die interaksies tussen hierdie komponente ontleed. Dit is 'n algemene praktyk in vliegtuie en skeepsbou.
Simulasie doelwitte:
- Bepaal die elektriese vereistes vir die verskillende komponente asook die kraglyne wat hulle verbind.
- Analiseer stelselinteraksies tussen komponente van verskillende ingenieursdissiplines, insluitend elektriese, meganiese, hidrouliese en termiese effekte.
- En op 'n meer gedetailleerde vlak, voer harmoniese analise uit.
- Ontleed die kwaliteit van kragtoevoer onder veranderende toestande en kyk na spannings en strome in verskillende netwerknodusse.
Hierdie stel simulasiedoelwitte word die beste gedien deur modelle van verskillende grade van detail te gebruik. Ons sal sien dat as ons deur die ontwikkelingsproses beweeg, ons 'n abstrakte en 'n gedetailleerde model sal hê.
Wanneer ons na die simulasieresultate van hierdie verskillende modelvariante kyk, sien ons dat die resultate van die stelselvlakmodel en die gedetailleerde model dieselfde is.
As ons die simulasieresultate van nader bekyk, sien ons dat selfs ten spyte van die dinamika wat veroorsaak word deur die omskakeling van kragtoestelle in die gedetailleerde weergawe van ons model, die algehele simulasieresultate dieselfde is.
Dit stel ons in staat om vinnige iterasies op stelselvlak uit te voer, sowel as gedetailleerde ontleding van die elektriese stelsel op 'n korrelvlak. Op hierdie manier kan ons ons doelwitte doeltreffend bereik.
Kom ons praat nou oor die model waarmee ons werk. Ons het verskeie opsies vir elke komponent in die elektriese netwerk geskep. Ons sal kies watter komponentvariant om te gebruik, afhangende van die probleem wat ons oplos.
Wanneer ons roosterkragopwekkingsopsies ondersoek, kan ons die geïntegreerde dryfkragopwekker vervang met 'n siklokonvektortipe veranderlike spoedgenerator of 'n GS-gekoppelde frekwensiegenerator. Ons kan abstrakte of gedetailleerde laskomponente in 'n WS-kring gebruik.
Net so, vir 'n GS-netwerk, kan ons 'n abstrakte, gedetailleerde of multidissiplinêre opsie gebruik wat die invloed van ander fisiese dissiplines soos meganika, hidroulika en temperatuureffekte in ag neem.
Meer besonderhede oor die model.
Hier sien jy die kragopwekker, die verspreidingsnetwerk en die komponente in die netwerk. Die model is tans opgestel vir simulasie met abstrakte komponentmodelle. Die aktuator word eenvoudig gemodelleer deur die aktiewe en reaktiewe drywing wat die komponent verbruik, te spesifiseer.
As ons hierdie model instel om gedetailleerde komponentvariante te gebruik, is die aktuator reeds gemodelleer as 'n elektriese masjien. Ons het permanente magneet sinchrone motor, omsetters en DC bus en beheer stelsel. As ons na die transformator-gelykrigtereenheid kyk, sien ons dat dit gemodelleer is met behulp van transformators en universele brûe wat in kragelektronika gebruik word.
Ons kan ook 'n stelselopsie kies (op TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) wat effekte wat met ander fisiese verskynsels geassosieer word (in Fuel Pomp) in ag neem. Vir die brandstofpomp sien ons dat ons 'n hidrouliese pomp het, hidrouliese vragte. Vir die verwarmer sien ons oorweging van temperatuureffekte wat die gedrag van daardie komponent beïnvloed soos die temperatuur verander. Ons kragopwekker word gemodelleer deur 'n sinchrone masjien te gebruik en ons het 'n beheerstelsel om die spanningsveld vir hierdie masjien in te stel.
Vlugsiklusse word gekies deur 'n MATLAB-veranderlike genaamd Flight_Cycle_Num te gebruik. En hier sien ons data van die MATLAB-werkspasie wat beheer wanneer sekere elektriese netwerkkomponente aan- en afskakel. Hierdie plot (Plot_FC) wys vir die eerste vlugsiklus wanneer komponente aan of afgeskakel word.
As ons die model instel na die Gestemde weergawe, kan ons hierdie skrif (Test_APN_Model_SHORT) gebruik om die model te laat loop en dit in drie verskillende vlugsiklusse te toets. Die eerste vlugsiklus is aan die gang en ons toets die stelsel onder verskeie toestande. Ons konfigureer dan outomaties die model om 'n tweede vlugsiklus en 'n derde te laat loop. Na voltooiing van hierdie toetse het ons 'n verslag wat die resultate van hierdie drie toetse in vergelyking met vorige toetslopies toon. In die verslag kan jy skermkiekies van die model sien, skermkiekies van grafieke wat die spoed, spanning en opgewekte krag by die kragopwekkeruitset aantoon, vergelykingsgrafieke met vorige toetse, asook die resultate van 'n ontleding van die kwaliteit van die elektriese netwerk.
Om 'n afweging te vind tussen modelgetrouheid en simulasiespoed is die sleutel om simulasie effektief te gebruik. Soos jy meer besonderhede by jou model voeg, neem die tyd wat nodig is om die model te bereken en te simuleer, toe. Dit is belangrik om die model aan te pas vir die spesifieke probleem wat jy oplos.
Wanneer ons belangstel in besonderhede soos kraggehalte, voeg ons effekte soos kragelektronika-skakeling en realistiese vragte by. Wanneer ons egter belangstel in kwessies soos die opwekking of verbruik van energie deur verskeie komponente in die elektriese netwerk, sal ons komplekse simulasiemetodes, abstrakte ladings en gemiddelde spanningsmodelle gebruik.
Deur Mathworks-produkte te gebruik, kan jy die regte vlak van detail vir die probleem op hande kies.
Om effektief te ontwerp, benodig ons beide abstrakte en gedetailleerde modelle van komponente. Hier is hoe hierdie opsies by ons ontwikkelingsproses inpas:
- Eerstens verduidelik ons die vereistes deur 'n abstrakte weergawe van die model te gebruik.
- Ons gebruik dan die verfynde vereistes om die komponent in detail te ontwerp.
- Ons kan 'n abstrakte en gedetailleerde weergawe van 'n komponent in ons model kombineer, wat verifikasie en kombinasie van die komponent met meganiese stelsels en beheerstelsels moontlik maak.
- Laastens kan ons die simulasieresultate van die gedetailleerde model gebruik om die parameters van die abstrakte model in te stel. Dit sal vir ons 'n model gee wat vinnig werk en akkurate resultate lewer.
U kan sien dat hierdie twee opsies - stelsel en gedetailleerde model - mekaar aanvul. Die werk wat ons met die abstrakte model doen om vereistes te verduidelik, verminder die aantal iterasies wat nodig is vir gedetailleerde ontwerp. Dit versnel ons ontwikkelingsproses. Die simulasieresultate van die gedetailleerde model gee ons 'n abstrakte model wat vinnig loop en akkurate resultate lewer. Dit stel ons in staat om 'n passing te bereik tussen die vlak van detail van die model en die taak wat die simulasie verrig.
Baie maatskappye regoor die wêreld gebruik MOS om komplekse stelsels te ontwikkel. Airbus ontwikkel 'n brandstofbestuurstelsel vir die A380 gebaseer op MOP. Hierdie stelsel bevat meer as 20 pompe en meer as 40 kleppe. Jy kan jou die aantal verskillende mislukkingscenario's voorstel wat kan voorkom. Deur simulasie te gebruik, kan hulle elke naweek meer as honderdduisend toetse uitvoer. Dit gee hulle die vertroue dat, ongeag die mislukkingsscenario, hul beheerstelsel dit kan hanteer.
Noudat ons 'n oorsig van ons model en ons simulasiedoelwitte gesien het, sal ons deur die ontwerpproses stap. Ons sal begin deur 'n abstrakte model te gebruik om die stelselvereistes te verduidelik. Hierdie verfynde vereistes sal vir gedetailleerde ontwerp gebruik word.
Ons sal sien hoe om vereistesdokumente in die ontwikkelingsproses te integreer. Ons het 'n groot vereistesdokument wat al die vereistes vir ons stelsel uiteensit. Dit is baie moeilik om die vereistes met die projek as geheel te vergelyk en seker te maak dat die projek aan hierdie vereistes voldoen.
Deur SLVNV te gebruik, kan u vereistesdokumente en die model direk in Simulink koppel. U kan skakels direk vanaf die model na die vereistes skep. Dit maak dit makliker om te verifieer dat 'n sekere deel van die model verband hou met 'n spesifieke vereiste en omgekeerd. Hierdie kommunikasie is tweerigting. As ons dus na 'n vereiste kyk, kan ons vinnig na 'n model spring om te sien hoe aan daardie vereiste voldoen word.
Noudat ons die vereistesdokument in die werkvloei geïntegreer het, sal ons die vereistes vir die elektriese netwerk verfyn. Ons sal spesifiek kyk na bedryfs-, piek- en ontwerplasvereistes vir kragopwekkers en transmissielyne. Ons sal hulle oor 'n wye reeks roostertoestande toets. Dié. tydens verskillende vlugsiklusse, wanneer verskillende vragte aan- en afgeskakel word. Aangesien ons net op krag fokus, sal ons die oorskakeling van kragelektronika nalaat. Daarom sal ons abstrakte modelle en vereenvoudigde simulasiemetodes gebruik. Dit beteken dat ons die model sal instel om besonderhede wat ons nie nodig het nie te ignoreer. Dit sal die simulasie vinniger laat loop en ons toelaat om toestande tydens lang vlugsiklusse te toets.
Ons het 'n wisselstroombron wat deur 'n ketting van weerstande, kapasitansies en induktansies gaan. Daar is 'n skakelaar in die stroombaan wat na 'n rukkie oopmaak en dan weer toemaak. As jy die simulasie uitvoer, kan jy die resultate met die deurlopende oplosser sien. (V1) Jy kan sien dat die ossillasies wat verband hou met die oop- en toemaak van die skakelaar akkuraat vertoon word.
Kom ons skakel nou oor na diskrete modus. Dubbelklik op die PowerGui-blok en kies die diskrete oplosser in die Solver-oortjie. Jy kan sien dat die diskrete oplosser nou gekies is. Kom ons begin die simulasie. Jy sal sien dat die resultate nou amper dieselfde is, maar die akkuraatheid hang af van die geselekteerde monstertempo.
Nou kan ek die komplekse simulasiemodus kies, die frekwensie stel - aangesien die oplossing slegs by 'n sekere frekwensie verkry word - en die simulasie weer laat loop. Jy sal sien dat slegs die seinamplitudes vertoon word. Deur op hierdie blok te klik, kan ek 'n MATLAB-skrip laat loop wat die model opeenvolgend in al drie simulasiemodusse sal laat loop en die resulterende plotte bo-op mekaar sal teken. As ons nader kyk na stroom en spanning, sal ons sien dat die diskrete resultate naby aan die kontinue is, maar heeltemal saamval. As jy na die stroom kyk, kan jy sien dat daar 'n piek is wat nie in die diskrete modus van die simulasie opgemerk is nie. En ons sien dat die komplekse modus jou toelaat om net die amplitude te sien. As jy na die oplosserstap kyk, kan jy sien dat die komplekse oplosser slegs 56 stappe benodig het, terwyl die ander oplossers baie meer stappe benodig het om die simulasie te voltooi. Dit het toegelaat dat die komplekse simulasiemodus baie vinniger as ander modusse loop.
Benewens die keuse van 'n gepaste simulasiemodus, benodig ons modelle met 'n gepaste vlak van detail. Om die kragvereistes van komponente in 'n elektriese netwerk te verduidelik, sal ons abstrakte modelle van algemene toepassing gebruik. Die Dynamic Load-blok stel ons in staat om die aktiewe en reaktiewe krag te spesifiseer wat 'n komponent in die netwerk verbruik of genereer.
Ons sal 'n aanvanklike abstrakte model vir reaktiewe en aktiewe drywing definieer gebaseer op 'n aanvanklike stel vereistes. Ons sal die Ideale bronblok as 'n bron gebruik. Dit sal jou toelaat om die spanning op die netwerk te stel, en jy kan dit gebruik om die parameters van die kragopwekker te bepaal en te verstaan hoeveel krag dit moet produseer.
Vervolgens sal jy sien hoe om simulasie te gebruik om die kragvereistes vir 'n kragopwekker en transmissielyne te verfyn.
Ons het 'n aanvanklike stel vereistes wat die kraggradering en drywingsfaktor vir die komponente in die netwerk insluit. Ons het ook 'n reeks toestande waarin hierdie netwerk kan funksioneer. Ons wil hierdie aanvanklike vereistes verfyn deur onder 'n wye reeks toestande te toets. Ons sal dit doen deur die model in te stel om abstrakte vragte en bronne te gebruik en die vereistes onder 'n wye reeks bedryfstoestande te toets.
Ons sal die model opstel om abstrakte las- en kragopwekkermodelle te gebruik, en sien die krag wat opgewek en verbruik word oor 'n wye reeks bedryfstoestande.
Nou gaan ons verder na gedetailleerde ontwerp. Ons sal die verfynde vereistes gebruik om die ontwerp te detail, en ons sal hierdie gedetailleerde komponente kombineer met die stelselmodel om integrasieprobleme op te spoor.
Vandag is verskeie opsies beskikbaar vir die opwekking van elektrisiteit in 'n vliegtuig. Tipies word die kragopwekker aangedryf deur kommunikasie met 'n gasturbine. Die turbine draai teen 'n veranderlike frekwensie. As die netwerk 'n vaste frekwensie moet hê, word 'n omskakeling van veranderlike turbine-asspoed na 'n konstante frekwensie in die netwerk vereis. Dit kan gedoen word deur 'n geïntegreerde konstantespoedaandrywing stroomop van die kragopwekker te gebruik, of deur kragelektronika te gebruik om veranderlike frekwensie WS na konstante frekwensie WS om te skakel. Daar is ook stelsels met drywende frekwensie, waar die frekwensie in die netwerk kan verander en energie-omsetting by die ladings in die netwerk plaasvind.
Elkeen van hierdie opsies vereis 'n kragopwekker en kragelektronika om die energie om te skakel.
Ons het 'n gasturbine wat teen veranderlike spoed roteer. Hierdie turbine word gebruik om die kragopwekkeras te draai, wat wisselstroom van veranderlike frekwensie produseer. Verskeie kragelektronika-opsies kan gebruik word om hierdie veranderlike frekwensie na 'n vaste frekwensie om te skakel. Ons wil graag hierdie verskillende opsies evalueer. Dit kan gedoen word met behulp van SPS.
Ons kan elkeen van hierdie stelsels modelleer en simulasies onder verskillende toestande uitvoer om te evalueer watter opsie die beste vir ons stelsel is. Kom ons skakel oor na die model en kyk hoe dit gedoen word.
Hier is die model waarmee ons werk. Die veranderlike spoed vanaf die gasturbine-as word na die kragopwekker oorgedra. En die siklo-omskakelaar word gebruik om wisselstroom van vaste frekwensie te produseer. As jy die simulasie uitvoer, sal jy sien hoe die model optree. Die boonste grafiek toon die veranderlike spoed van 'n gasturbine. Jy sien dat die frekwensie verander. Hierdie geel sein in die tweede grafiek is die spanning vanaf een van die fases by die kragopwekkeruitset. Hierdie vaste frekwensie wisselstroom word geskep uit veranderlike spoed deur gebruik te maak van kragelektronika.
Kom ons kyk hoe AC-ladings beskryf word. Ons s'n is gekoppel aan 'n lamp, 'n hidrouliese pomp en 'n aandrywer. Hierdie komponente word gemodelleer deur blokke van SPS te gebruik.
Elkeen van hierdie blokke in SPS bevat konfigurasie-instellings om jou in staat te stel om verskillende komponentkonfigurasies te akkommodeer en om die vlak van detail in jou model aan te pas.
Ons het die modelle gekonfigureer om 'n gedetailleerde weergawe van elke komponent te laat loop. Ons het dus baie krag om AC-ladings te modelleer en deur gedetailleerde komponente in diskrete modus te simuleer, kan ons baie meer detail sien van wat in ons elektriese netwerk aangaan.
Een van die take wat ons met die gedetailleerde weergawe van die model sal uitvoer, is die ontleding van die kwaliteit van elektriese energie.
Wanneer 'n las in die stelsel ingebring word, kan dit golfvormvervorming by die spanningsbron veroorsaak. Dit is 'n ideale sinusoïed, en so 'n sein sal by die uitset van die kragopwekker wees as die vragte konstant is. Soos die aantal komponente wat aan- en afgeskakel kan word toeneem, kan hierdie golfvorm egter vervorm word en sulke klein oorskietings tot gevolg hê.
Hierdie spykers in die golfvorm by die spanningsbron kan probleme veroorsaak. Dit kan lei tot oorverhitting van die kragopwekker as gevolg van skakeling in die kragelektronika, dit kan groot neutrale strome skep, en ook onnodige omskakeling in die kragelektronika veroorsaak omdat hulle verwag nie hierdie weiering in die sein nie.
Harmoniese vervorming bied 'n maatstaf van die kwaliteit van AC elektriese krag. Dit is belangrik om hierdie verhouding onder veranderende netwerktoestande te meet, want die kwaliteit sal wissel na gelang van watter komponent aan- en afgeskakel is. Hierdie verhouding is maklik om te meet met behulp van MathWorks-gereedskap en kan geoutomatiseer word vir toetsing onder 'n wye reeks toestande.
Kom meer te wete oor THD by .
Volgende sal ons sien hoe om uit te voer krag kwaliteit analise met behulp van simulasie.
Ons het 'n model van 'n vliegtuig se elektriese netwerk. As gevolg van verskeie ladings in die netwerk, word die spanningsgolfvorm by die kragopwekkeruitset verwring. Dit lei tot 'n verswakking in die kwaliteit van voedsel. Hierdie vragte word op verskillende tye tydens die vlugsiklus ontkoppel en aanlyn gebring.
Ons wil die kraggehalte van hierdie netwerk onder verskillende toestande evalueer. Hiervoor sal ons SPS en MATLAB gebruik om die THD outomaties te bereken. Ons kan die verhouding interaktief bereken deur 'n GUI te gebruik of 'n MATLAB-skrip vir outomatisering te gebruik.
Kom ons gaan terug na die model om jou dit met 'n voorbeeld te wys. Ons vliegtuig elektriese netwerk model bestaan uit 'n kragopwekker, 'n AC bus, AC vragte, en 'n transformator-gelykrigter en DC vragte. Ons wil kragkwaliteit by verskillende punte in die netwerk onder verskillende toestande meet. Om te begin, sal ek jou wys hoe om dit interaktief te doen net vir die kragopwekker. Dan sal ek jou wys hoe om hierdie proses met MATLAB te outomatiseer. Ons sal eers 'n simulasie uitvoer om die data in te samel wat benodig word om die THD te bereken.
Hierdie grafiek (Gen1_Vab) toon die spanning tussen die generatorfases. Soos jy kan sien, is dit nie 'n perfekte sinusgolf nie. Dit beteken dat die kragkwaliteit van die netwerk deur die komponente op die netwerk beïnvloed word. Sodra die simulasie voltooi is, sal ons die Fast Fourier Transform gebruik om die THD te bereken. Ons sal die powergui-blok oopmaak en die FFT-analise-instrument oopmaak. Jy kan sien dat die instrument outomaties gelaai word met die data wat ek tydens die simulasie aangeteken het. Ons sal die FFT-venster kies, die frekwensie en omvang spesifiseer, en die resultate vertoon. Jy kan sien dat die harmoniese vervormingsfaktor 2.8% is. Hier kan jy die bydrae van die verskillende harmonieke sien. Jy het gesien hoe jy harmoniese vervormingskoëffisiënt interaktief kan bereken. Maar ons wil hierdie proses outomatiseer om die koëffisiënt onder verskillende toestande en op verskillende punte in die netwerk te bereken.
Ons sal nou kyk na die opsies wat beskikbaar is vir die modellering van GS-ladings.
Ons kan suiwer elektriese ladings modelleer sowel as multidissiplinêre vragte wat elemente van verskillende ingenieursvelde bevat, soos elektriese en termiese effekte, elektries, meganies en hidroulies.
Ons GS-kring sluit 'n transformator-gelykrigter, lampe, verwarmer, brandstofpomp en battery in. Gedetailleerde modelle kan effekte van ander gebiede in ag neem, byvoorbeeld, 'n verwarmermodel neem veranderinge in die gedrag van die elektriese deel in ag as temperatuur verander. Die brandstofpomp neem effekte van ander gebiede in ag om ook die impak daarvan op die gedrag van die komponent te sien. Ek gaan terug na die model om jou te wys hoe dit lyk.
Dit is die model waarmee ons werk. Soos u kan sien, is die transformator-gelykrigter en die GS-netwerk nou suiwer elektries, d.w.s. slegs effekte van die elektriese domein word in ag geneem. Hulle het elektriese modelle van die komponente in hierdie netwerk vereenvoudig. Ons kan 'n variant van hierdie stelsel kies (TRU DC Loads -> Multidomain) wat effekte van ander ingenieursvelde in ag neem. Jy sien dat ons in die netwerk dieselfde komponente het, maar in plaas van die aantal elektriese modelle, het ons ander effekte bygevoeg - byvoorbeeld vir die hiter, 'n temperatuur fisiese netwerk wat die invloed van temperatuur op gedrag in ag neem. In die pomp neem ons nou die hidrouliese effekte van die pompe en ander vragte in die stelsel in ag.
Die komponente wat jy in die model sien, word saamgestel uit Simscape-biblioteekblokke. Daar is blokke vir rekeningkunde vir elektriese, hidrouliese, magnetiese en ander dissiplines. Deur hierdie blokke te gebruik, kan jy modelle skep wat ons multidissiplinêr noem, m.a.w. met inagneming van effekte van verskeie fisiese en ingenieursdissiplines.
Effekte van ander gebiede kan in die elektriese netwerkmodel geïntegreer word.
Die Simscape-blokbiblioteek bevat blokke vir die simulering van effekte van ander domeine, soos hidroulika of temperatuur. Deur hierdie komponente te gebruik, kan jy meer realistiese netwerkladings skep en dan die toestande waaronder hierdie komponente kan werk meer akkuraat definieer.
Deur hierdie elemente te kombineer, kan jy meer komplekse komponente skep, asook nuwe pasgemaakte dissiplines of gebiede skep deur die Simscape-taal te gebruik.
Meer gevorderde komponente en parameteriseringsinstellings is beskikbaar in gespesialiseerde Simscape-uitbreidings. Meer komplekse en gedetailleerde komponente is in hierdie biblioteke beskikbaar, met inagneming van effekte soos doeltreffendheidverliese en temperatuureffekte. Jy kan ook XNUMXD- en multiliggaamstelsels modelleer deur SimMechanics te gebruik.
Noudat ons die gedetailleerde ontwerp voltooi het, sal ons die resultate van die gedetailleerde simulasies gebruik om die parameters van die abstrakte model aan te pas. Dit sal vir ons 'n model gee wat vinnig loop terwyl dit steeds resultate lewer wat ooreenstem met die resultate van 'n gedetailleerde simulasie.
Ons het die ontwikkelingsproses begin met abstrakte komponentmodelle. Noudat ons gedetailleerde modelle het, wil ons seker maak dat hierdie abstrakte modelle soortgelyke resultate lewer.
Groen wys die aanvanklike vereistes wat ons ontvang het. Ons wil graag hê dat die resultate van die abstrakte model, wat hier in blou getoon word, naby die resultate van die gedetailleerde modelsimulasie, wat in rooi gewys word, moet wees.
Om dit te doen, sal ons die aktiewe en reaktiewe kragte vir die abstrakte model definieer deur die insetsein te gebruik. In plaas daarvan om aparte waardes vir aktiewe en reaktiewe drywing te gebruik, sal ons 'n geparameteriseerde model skep en hierdie parameters aanpas sodat die aktiewe en reaktiewe drywingskrommes van die abstrakte modelsimulasie ooreenstem met die gedetailleerde model.
Vervolgens sal ons sien hoe die abstrakte model ingestel kan word om by die resultate van die gedetailleerde model te pas.
Dit is ons taak. Ons het 'n abstrakte model van 'n komponent in 'n elektriese netwerk. Wanneer ons so 'n beheersein daarop toepas, is die uitset die volgende resultaat vir aktiewe en reaktiewe drywing.
Wanneer ons dieselfde sein toepas op die invoer van 'n gedetailleerde model, kry ons resultate soos hierdie.
Ons benodig die simulasieresultate van die abstrakte en gedetailleerde model om konsekwent te wees sodat ons die abstrakte model kan gebruik om vinnig op die stelselmodel te herhaal. Om dit te doen, sal ons outomaties die parameters van die abstrakte model aanpas totdat die resultate ooreenstem.
Om dit te doen, sal ons SDO gebruik, wat parameters outomaties kan verander totdat die resultate van die abstrakte en gedetailleerde modelle ooreenstem.
Om hierdie instellings op te stel, sal ons die volgende stappe volg.
- Eerstens voer ons die simulasie-uitsette van die gedetailleerde model in en kies hierdie data vir parameterberaming.
- Ons sal dan spesifiseer watter parameters gekonfigureer moet word en parameterreekse stel.
- Vervolgens sal ons die parameters evalueer, met SDO wat die parameters aanpas totdat die resultate ooreenstem.
- Laastens kan ons ander invoerdata gebruik om die parameterskattingsresultate te valideer.
U kan die ontwikkelingsproses aansienlik bespoedig deur simulasies te versprei deur parallelle rekenaars te gebruik.
Jy kan afsonderlike simulasies op verskillende kerns van 'n multi-kern verwerker of op rekenaar groepe hardloop. As jy 'n taak het wat vereis dat jy veelvuldige simulasies moet uitvoer—byvoorbeeld Monte Carlo-analise, parameterpassing of veelvuldige vlugsiklusse hardloop—jy kan hierdie simulasies versprei deur dit op 'n plaaslike veelkernmasjien of rekenaarkluster te laat loop.
In baie gevalle sal dit nie moeiliker wees as om die for-lus in die skrif te vervang met 'n parallel vir lus, parfor nie. Dit kan lei tot 'n aansienlike versnelling in hardloopsimulasies.
Ons het 'n model van 'n vliegtuig se elektriese netwerk. Ons wil graag hierdie netwerk toets onder 'n wye reeks bedryfstoestande - insluitend vlugsiklusse, ontwrigtings en weer. Ons sal PCT gebruik om hierdie toetse te bespoedig, MATLAB om die model in te stel vir elke toets wat ons wil uitvoer. Ons sal dan die simulasies oor verskillende kerns van my rekenaar versprei. Ons sal sien dat parallelle toetse baie vinniger voltooi as opeenvolgende toetse.
Hier is die stappe wat ons sal moet volg.
- Eerstens sal ons 'n poel van werkerprosesse, of sogenaamde MATLAB-werkers, skep deur die parpool-opdrag te gebruik.
- Vervolgens sal ons parameterstelle genereer vir elke toets wat ons wil uitvoer.
- Ons sal die simulasies eers opeenvolgend uitvoer, een na die ander.
- En vergelyk dit dan met parallellopende simulasies.
Volgens die resultate is die totale toetstyd in parallelmodus ongeveer 4 keer minder as in opeenvolgende modus. Ons het in die grafieke gesien dat die kragverbruik oor die algemeen op die verwagte vlak is. Die sigbare pieke hou verband met verskillende netwerktoestande wanneer verbruikers aan- en afgeskakel word.
Die simulasies het baie toetse ingesluit wat ons vinnig kon uitvoer deur die simulasies oor verskillende rekenaarkerne te versprei. Dit het ons in staat gestel om 'n werklik wye reeks vlugtoestande te evalueer.
Noudat ons hierdie deel van die ontwikkelingsproses voltooi het, sal ons sien hoe ons die skepping van dokumentasie vir elke stap kan outomatiseer, hoe ons outomaties toetse kan uitvoer en die resultate kan dokumenteer.
Stelselontwerp is altyd 'n iteratiewe proses. Ons maak 'n verandering aan 'n projek, toets die verandering, evalueer die resultate en maak dan 'n nuwe verandering. Die proses om die resultate en rasionaal vir veranderinge te dokumenteer neem lank. U kan hierdie proses outomatiseer met SLRG.
Deur SLRG te gebruik, kan u die uitvoering van toetse outomatiseer en dan die resultate van daardie toetse in die vorm van 'n verslag versamel. Die verslag kan evaluering van toetsresultate, skermskote van modelle en grafieke, C- en MATLAB-kode insluit.
Ek sal afsluit deur die sleutelpunte van hierdie aanbieding te onthou.
- Ons het baie geleenthede gesien om die model in te stel om 'n balans te vind tussen modelgetrouheid en simulasiespoed - insluitend simulasiemodusse en modelabstraksievlakke.
- Ons het gesien hoe ons simulasies kan bespoedig deur optimaliseringsalgoritmes en parallelle rekenaars te gebruik.
- Ten slotte het ons gesien hoe ons die ontwikkelingsproses kan bespoedig deur simulasie- en ontledingstake in MATLAB te outomatiseer.
Skrywer van die materiaal — Mikhail Peselnik, ingenieur .
Skakel na hierdie webinar
Bron: will.com