Bu nəşr vebinarın transkripsiyasını təqdim edir . Vebinarı mühəndis Mixail Peselnik aparıb .)
Bu gün öyrənəcəyik ki, biz modelləri simulyasiya nəticələrinin düzgünlüyü və dəqiqliyi ilə simulyasiya prosesinin sürəti arasında optimal tarazlığa nail olmaq üçün sazlaya bilərik. Bu, simulyasiyadan səmərəli istifadə etmək və modelinizdəki təfərrüat səviyyəsinin yerinə yetirmək niyyətində olduğunuz vəzifəyə uyğun olduğundan əmin olmaq üçün açardır.
Biz də öyrənəcəyik:
- Optimallaşdırma alqoritmlərindən və paralel hesablamalardan istifadə etməklə simulyasiyaları necə sürətləndirə bilərsiniz;
- Parametrlərin qiymətləndirilməsi və parametrlərin seçilməsi kimi tapşırıqları sürətləndirərək bir çox kompüter nüvələri arasında simulyasiyaları necə yaymaq olar;
- MATLAB istifadə edərək simulyasiya və analiz tapşırıqlarını avtomatlaşdırmaqla inkişafı necə sürətləndirmək olar;
- Harmonik analiz üçün MATLAB skriptlərindən necə istifadə etmək və avtomatik hesabat yaratmaqdan istifadə edərək istənilən növ testin nəticələrini sənədləşdirmək.
Təyyarənin elektrik şəbəkəsi modelinin icmalı ilə başlayacağıq. Simulyasiya məqsədlərimizin nə olduğunu müzakirə edəcəyik və modeli yaratmaq üçün istifadə olunan inkişaf prosesinə baxacağıq.
Daha sonra biz bu prosesin mərhələlərini keçəcəyik, o cümlədən ilkin dizayn - burada biz tələbləri dəqiqləşdiririk. Ətraflı dizayn - burada elektrik şəbəkəsinin ayrı-ayrı komponentlərinə baxacağıq və nəhayət, mücərrəd modelin parametrlərini tənzimləmək üçün ətraflı dizaynın simulyasiya nəticələrindən istifadə edəcəyik. Nəhayət, bütün bu addımların nəticələrini hesabatlarda necə sənədləşdirə biləcəyinizi nəzərdən keçirəcəyik.
Budur, inkişaf etdirdiyimiz sistemin sxematik təsviri. Bu, generator, AC avtobusu, müxtəlif AC yükləri, transformator-rektifikator bloku, müxtəlif yüklərə malik DC avtobusu və batareyanı özündə birləşdirən yarım təyyarə modelidir.
Komponentləri elektrik şəbəkəsinə qoşmaq üçün açarlar istifadə olunur. Uçuş zamanı komponentlər açılıb-söndükcə elektrik şəraiti dəyişə bilər. Bu dəyişən şərtlər altında təyyarənin elektrik şəbəkəsinin bu yarısını təhlil etmək istəyirik.
Təyyarənin elektrik sisteminin tam modeli digər komponentləri də əhatə etməlidir. Biz onları bu yarım müstəvi modelə daxil etmədik, çünki biz yalnız bu komponentlər arasındakı qarşılıqlı əlaqəni təhlil etmək istəyirik. Bu, təyyarə və gəmiqayırmada adi bir təcrübədir.
Simulyasiya məqsədləri:
- Müxtəlif komponentlər, eləcə də onları birləşdirən elektrik xətləri üçün elektrik tələblərini müəyyənləşdirin.
- Elektrik, mexaniki, hidravlik və istilik effektləri daxil olmaqla, müxtəlif mühəndislik fənlərinin komponentləri arasında sistem qarşılıqlı əlaqəsini təhlil edin.
- Və daha ətraflı səviyyədə harmonik analiz aparın.
- Dəyişən şərtlərdə enerji təchizatı keyfiyyətini təhlil edin və müxtəlif şəbəkə qovşaqlarında gərginliklərə və cərəyanlara baxın.
Bu simulyasiya məqsədləri dəsti ən yaxşı şəkildə müxtəlif detallı modellərdən istifadə etməklə həyata keçirilir. Biz inkişaf prosesində irəlilədikcə mücərrəd və təfərrüatlı bir modelimiz olacağını görəcəyik.
Bu müxtəlif model variantlarının simulyasiya nəticələrinə nəzər saldıqda, sistem səviyyəli model və detallı modelin nəticələrinin eyni olduğunu görürük.
Simulyasiya nəticələrinə daha yaxından nəzər salsaq görərik ki, modelimizin təfərrüatlı versiyasında güc cihazlarının dəyişdirilməsi nəticəsində yaranan dinamikaya baxmayaraq, ümumi simulyasiya nəticələri eynidir.
Bu, bizə sistem səviyyəsində sürətli iterasiyaları yerinə yetirməyə, həmçinin elektrik sisteminin detallı təhlilini dənəvər səviyyədə həyata keçirməyə imkan verir. Bu yolla biz məqsədlərimizə səmərəli şəkildə nail ola bilərik.
İndi işlədiyimiz model haqqında danışaq. Elektrik şəbəkəsində hər bir komponent üçün bir neçə variant yaratdıq. Həll etdiyimiz problemdən asılı olaraq hansı komponent variantından istifadə edəcəyimizi seçəcəyik.
Şəbəkə enerjisinin istehsalı variantlarını araşdırdığımız zaman biz inteqrasiya edilmiş sürücü generatorunu siklokonvektor tipli dəyişən sürət generatoru və ya DC ilə əlaqəli tezlik generatoru ilə əvəz edə bilərik. Bir AC dövrəsində mücərrəd və ya ətraflı yük komponentlərindən istifadə edə bilərik.
Eynilə, bir DC şəbəkəsi üçün mexanika, hidravlika və temperatur effektləri kimi digər fiziki fənlərin təsirini nəzərə alan mücərrəd, ətraflı və ya multidisiplinar variantdan istifadə edə bilərik.
Model haqqında ətraflı məlumat.
Burada generatoru, paylayıcı şəbəkəni və şəbəkədəki komponentləri görürsünüz. Model hazırda mücərrəd komponent modelləri ilə simulyasiya üçün qurulub. Ötürücü sadəcə komponentin istehlak etdiyi aktiv və reaktiv gücü təyin etməklə modelləşdirilir.
Bu modeli detallı komponent variantlarından istifadə etmək üçün konfiqurasiya etsək, ötürücü artıq elektrik maşını kimi modelləşdirilmişdir. Daimi maqnit sinxron mühərriki, çeviriciləri və DC avtobusu və idarəetmə sistemimiz var. Transformator-rektifikator qurğusuna nəzər salsaq görərik ki, o, güc elektronikasında istifadə olunan transformatorlar və universal körpülərdən istifadə etməklə modelləşdirilir.
Biz həmçinin digər fiziki hadisələrlə (Yanacaq nasosunda) əlaqəli təsirləri nəzərə alan sistem seçimini (TRU DC Yüklərində -> Blok Seçimləri -> Multidomen) seçə bilərik. Yanacaq pompası üçün biz hidravlik nasosun, hidravlik yüklərin olduğunu görürük. Qızdırıcı üçün biz temperatur dəyişdikcə həmin komponentin davranışına təsir edən temperatur təsirlərinin nəzərə alınmasını görürük. Generatorumuz sinxron maşından istifadə edərək modelləşdirilmişdir və bu maşın üçün gərginlik sahəsini təyin etmək üçün nəzarət sistemimiz var.
Uçuş dövrləri Flight_Cycle_Num adlı MATLAB dəyişəni ilə seçilir. Və burada biz MATLAB iş sahəsindən bəzi elektrik şəbəkə komponentlərinin nə vaxt açılıb-sönməsinə nəzarət edən məlumatları görürük. Bu qrafik (Plot_FC) komponentlər yandırıldıqda və ya söndürüldükdə ilk uçuş dövrü üçün göstərilir.
Modeli Tənzimlənmiş versiyaya kökləsək, bu skriptdən (Test_APN_Model_SHORT) modeli işə salmaq və üç fərqli uçuş dövründə sınaqdan keçirmək üçün istifadə edə bilərik. İlk uçuş dövrü davam edir və biz müxtəlif şərtlər altında sistemi sınaqdan keçiririk. Sonra biz modeli avtomatik olaraq ikinci uçuş dövrünü və üçüncü uçuş dövrünü həyata keçirmək üçün konfiqurasiya edirik. Bu testləri tamamladıqdan sonra əvvəlki sınaq sınaqları ilə müqayisədə bu üç testin nəticələrini göstərən hesabatımız var. Hesabatda siz modelin ekran görüntülərini, generatorun çıxışında sürəti, gərginliyi və yaranan gücü göstərən qrafiklərin skrinşotlarını, əvvəlki sınaqlarla müqayisə qrafiklərini, həmçinin elektrik şəbəkəsinin keyfiyyətinin təhlilinin nəticələrini görə bilərsiniz.
Modelin düzgünlüyü və simulyasiya sürəti arasında uyğunluq tapmaq simulyasiyadan səmərəli istifadə etmək üçün açardır. Modelinizə daha çox təfərrüat əlavə etdikcə modeli hesablamaq və simulyasiya etmək üçün tələb olunan vaxt artır. Modeli həll etdiyiniz konkret problem üçün fərdiləşdirmək vacibdir.
Enerji keyfiyyəti kimi təfərrüatlarla maraqlandığımız zaman, güc elektronikasının dəyişdirilməsi və real yüklər kimi effektlər əlavə edirik. Bununla belə, elektrik şəbəkəsindəki müxtəlif komponentlər tərəfindən enerjinin istehsalı və ya istehlakı kimi məsələlərlə maraqlandıqda, biz mürəkkəb simulyasiya metodundan, abstrakt yüklərdən və orta gərginlik modellərindən istifadə edəcəyik.
Mathworks məhsullarından istifadə edərək, mövcud problem üçün düzgün detal səviyyəsini seçə bilərsiniz.
Effektiv dizayn üçün bizə komponentlərin həm abstrakt, həm də ətraflı modelləri lazımdır. Bu seçimlərin inkişaf prosesimizə necə uyğunlaşdığı budur:
- Birincisi, modelin mücərrəd versiyasından istifadə edərək tələbləri aydınlaşdırırıq.
- Daha sonra komponenti ətraflı şəkildə dizayn etmək üçün dəqiqləşdirilmiş tələblərdən istifadə edirik.
- Biz modelimizdə komponentin mücərrəd və təfərrüatlı versiyasını birləşdirə bilərik ki, bu da komponentin mexaniki sistemlər və idarəetmə sistemləri ilə yoxlanılmasına və birləşməsinə imkan verir.
- Nəhayət, mücərrəd modelin parametrlərini tənzimləmək üçün ətraflı modelin simulyasiya nəticələrindən istifadə edə bilərik. Bu, bizə tez işləyən və dəqiq nəticələr verən bir model verəcəkdir.
Bu iki variantın - sistem və ətraflı modelin bir-birini tamamladığını görə bilərsiniz. Tələbləri aydınlaşdırmaq üçün abstrakt modellə gördüyümüz iş detallı dizayn üçün tələb olunan iterasiyaların sayını azaldır. Bu, bizim inkişaf prosesimizi sürətləndirir. Ətraflı modelin simulyasiya nəticələri bizə tez işləyən və dəqiq nəticələr verən mücərrəd bir model verir. Bu, modelin təfərrüat səviyyəsi ilə simulyasiyanın yerinə yetirdiyi tapşırıq arasında uyğunluğa nail olmağa imkan verir.
Dünyanın bir çox şirkətləri mürəkkəb sistemləri inkişaf etdirmək üçün MOS-dan istifadə edirlər. Airbus şirkəti MOP əsasında A380 üçün yanacaq idarəetmə sistemini hazırlayır. Bu sistemdə 20-dən çox nasos və 40-dan çox klapan var. Baş verə biləcək müxtəlif uğursuzluq ssenarilərinin sayını təsəvvür edə bilərsiniz. Simulyasiyadan istifadə edərək, hər həftə sonu yüz mindən çox test keçirə bilərlər. Bu onlara inam verir ki, uğursuzluq ssenarisindən asılı olmayaraq, onların idarəetmə sistemi bununla məşğul ola bilər.
İndi modelimizin icmalını və simulyasiya məqsədlərimizi gördükdən sonra dizayn prosesini keçəcəyik. Sistem tələblərini aydınlaşdırmaq üçün mücərrəd modeldən istifadə etməklə başlayacağıq. Bu dəqiqləşdirilmiş tələblər təfərrüatlı dizayn üçün istifadə olunacaq.
Tələb sənədlərinin inkişaf prosesinə necə inteqrasiya olunacağını görəcəyik. Bizim sistemimiz üçün bütün tələbləri əks etdirən böyük tələblər sənədimiz var. Tələbləri bütövlükdə layihə ilə müqayisə etmək və layihənin bu tələblərə cavab verdiyinə əmin olmaq çox çətindir.
SLVNV-dən istifadə edərək, tələb sənədlərini və modeli Simulink-də birbaşa əlaqələndirə bilərsiniz. Siz birbaşa modeldən tələblərə birbaşa bağlantılar yarada bilərsiniz. Bu, modelin müəyyən hissəsinin konkret tələbə və əksinə aid olduğunu yoxlamağı asanlaşdırır. Bu ünsiyyət ikitərəflidir. Beləliklə, bir tələbə baxırıqsa, bu tələbin necə yerinə yetirildiyini görmək üçün tez bir modelə keçə bilərik.
İndi tələblər sənədini iş prosesinə inteqrasiya etdikdən sonra elektrik şəbəkəsi üçün tələbləri dəqiqləşdirəcəyik. Konkret olaraq, generatorlar və ötürmə xətləri üçün istismar, pik və dizayn yükü tələblərinə baxacağıq. Biz onları geniş şəbəkə şəraitində sınaqdan keçirəcəyik. Bunlar. müxtəlif uçuş dövrlərində, müxtəlif yüklər açıldıqda və söndürüldükdə. Yalnız gücə diqqət yetirdiyimiz üçün güc elektronikasında keçidi laqeyd qoyacağıq. Buna görə də biz abstrakt modellərdən və sadələşdirilmiş simulyasiya üsullarından istifadə edəcəyik. Bu o deməkdir ki, modeli bizə lazım olmayan detallara məhəl qoymamaq üçün sazlayacağıq. Bu, simulyasiyanın daha sürətli işləməsini təmin edəcək və bizə uzun uçuş dövrləri zamanı şərtləri sınaqdan keçirməyə imkan verəcək.
Müqavimətlər, tutumlar və endüktanslar zəncirindən keçən alternativ cərəyan mənbəyimiz var. Dövrədə bir müddət sonra açılan və yenidən bağlanan bir keçid var. Simulyasiyanı işlədirsinizsə, davamlı həlledici ilə nəticələri görə bilərsiniz. (V1) Siz açarın açılması və bağlanması ilə bağlı salınımların dəqiq şəkildə göstərildiyini görə bilərsiniz.
İndi diskret rejimə keçək. PowerGui blokuna iki dəfə klikləyin və Solver sekmesinde diskret həlledicini seçin. İndi diskret həlledicinin seçildiyini görə bilərsiniz. Simulyasiyaya başlayaq. Nəticələrin indi demək olar ki, eyni olduğunu görəcəksiniz, lakin dəqiqlik seçilmiş nümunə sürətindən asılıdır.
İndi mən mürəkkəb simulyasiya rejimini seçə, tezliyi təyin edə bilərəm - çünki həll yalnız müəyyən bir tezlikdə əldə edilir - və simulyasiyanı yenidən işə sala bilərəm. Siz yalnız siqnal amplitüdlərinin göstərildiyini görəcəksiniz. Bu bloka klikləməklə, mən hər üç simulyasiya rejimində modeli ardıcıl olaraq işlədəcək və nəticədə yaranan süjetləri bir-birinin üstünə çəkəcək MATLAB skriptini işlədə bilərəm. Cari və gərginliyə daha yaxından baxsaq, diskret nəticələrin davamlı olanlara yaxın olduğunu, lakin tamamilə üst-üstə düşdüyünü görərik. Əgər cərəyana baxsanız, simulyasiyanın diskret rejimində qeyd olunmayan bir zirvənin olduğunu görə bilərsiniz. Və görürük ki, kompleks rejim yalnız amplitudu görməyə imkan verir. Həlledici addıma baxsanız, kompleks həlledicinin yalnız 56 addım tələb etdiyini, digər həlledicilərin isə simulyasiyanı tamamlamaq üçün daha çox addımlar tələb etdiyini görə bilərsiniz. Bu, mürəkkəb simulyasiya rejiminin digər rejimlərə nisbətən daha sürətli işləməsinə imkan verdi.
Müvafiq simulyasiya rejimini seçməklə yanaşı, bizə müvafiq detal səviyyəsinə malik modellər lazımdır. Elektrik şəbəkəsindəki komponentlərin güc tələblərini aydınlaşdırmaq üçün ümumi tətbiqin mücərrəd modellərindən istifadə edəcəyik. Dinamik Yük bloku bizə komponentin şəbəkədə istehlak etdiyi və ya yaratdığı aktiv və reaktiv gücü təyin etməyə imkan verir.
Biz ilkin tələblər toplusuna əsaslanaraq reaktiv və aktiv güc üçün ilkin mücərrəd model müəyyən edəcəyik. Mənbə kimi İdeal mənbə blokundan istifadə edəcəyik. Bu, şəbəkədəki gərginliyi təyin etməyə imkan verəcək və bundan istifadə edərək generatorun parametrlərini təyin edə və nə qədər güc istehsal etməsi lazım olduğunu başa düşə bilərsiniz.
Sonra, generator və ötürmə xətləri üçün güc tələblərini dəqiqləşdirmək üçün simulyasiyadan necə istifadə edəcəyinizi görəcəksiniz.
Şəbəkədəki komponentlər üçün güc reytinqi və güc faktorunu özündə əks etdirən ilkin tələblər dəstimiz var. Bu şəbəkənin fəaliyyət göstərə biləcəyi bir sıra şərtlərimiz də var. Biz geniş şərtlər daxilində sınaqdan keçirərək bu ilkin tələbləri təkmilləşdirmək istəyirik. Biz bunu modeli abstrakt yüklərdən və mənbələrdən istifadə etmək üçün sazlayaraq və geniş iş şəraiti altında tələbləri sınaqdan keçirərək edəcəyik.
Modeli mücərrəd yük və generator modellərindən istifadə etmək üçün konfiqurasiya edəcəyik və geniş iş şəraitində istehsal olunan və istehlak olunan gücü görəcəyik.
İndi biz davam edəcəyik ətraflı dizayn. Dizaynı təfərrüatlandırmaq üçün dəqiqləşdirilmiş tələblərdən istifadə edəcəyik və inteqrasiya problemlərini aşkar etmək üçün bu detallı komponentləri sistem modeli ilə birləşdirəcəyik.
Bu gün bir təyyarədə elektrik enerjisi istehsal etmək üçün bir neçə variant mövcuddur. Tipik olaraq, generator qaz turbinləri ilə əlaqə ilə idarə olunur. Turbin dəyişən tezlikdə fırlanır. Şəbəkənin sabit tezliyə malik olması lazımdırsa, o zaman dəyişən turbin şaftının sürətindən şəbəkədə sabit tezlikə çevrilməsi tələb olunur. Bu, generatordan yuxarıya doğru inteqrasiya edilmiş sabit sürət sürücüsündən istifadə etməklə və ya dəyişən tezlikli AC-ni sabit tezlikli AC-yə çevirmək üçün güc elektronikasından istifadə etməklə edilə bilər. Üzən tezlikli sistemlər də var ki, burada şəbəkədəki tezlik dəyişə bilər və şəbəkədəki yüklərdə enerji çevrilməsi baş verir.
Bu seçimlərin hər biri enerjini çevirmək üçün generator və güc elektronikası tələb edir.
Dəyişən sürətlə fırlanan qaz turbinimiz var. Bu turbin dəyişən tezlikli alternativ cərəyan istehsal edən generator şaftını fırlatmaq üçün istifadə olunur. Bu dəyişən tezliyi sabit tezliyə çevirmək üçün müxtəlif güc elektronika variantlarından istifadə edilə bilər. Bu müxtəlif variantları qiymətləndirmək istərdik. Bu SPS istifadə edərək edilə bilər.
Bu sistemlərin hər birini modelləşdirə və sistemimiz üçün hansı variantın ən yaxşı olduğunu qiymətləndirmək üçün müxtəlif şərtlər altında simulyasiyalar apara bilərik. Modelə keçək və bunun necə edildiyini görək.
İşlədiyimiz model budur. Qaz turbin şaftından dəyişən sürət generatora ötürülür. Və siklokonvertor sabit tezlikli alternativ cərəyan istehsal etmək üçün istifadə olunur. Simulyasiyanı həyata keçirsəniz, modelin necə davrandığını görəcəksiniz. Üst qrafik qaz turbininin dəyişən sürətini göstərir. Tezliyin dəyişdiyini görürsən. İkinci qrafikdəki bu sarı siqnal generatorun çıxışındakı fazalardan birinin gərginliyidir. Bu sabit tezlikli alternativ cərəyan güc elektronikasından istifadə edərək dəyişən sürətdən yaradılır.
AC yüklərinin necə təsvir olunduğuna baxaq. Bizimki lampa, hidravlik nasos və aktuatora bağlıdır. Bu komponentlər SPS-dən bloklardan istifadə etməklə modelləşdirilmişdir.
SPS-dəki bu blokların hər biri müxtəlif komponent konfiqurasiyalarını yerləşdirməyə və modelinizdə detalların səviyyəsini tənzimləməyə imkan verən konfiqurasiya parametrlərini ehtiva edir.
Biz modelləri hər bir komponentin ətraflı versiyasını işlətmək üçün konfiqurasiya etdik. Beləliklə, AC yüklərini modelləşdirmək üçün çox gücümüz var və detallı komponentləri diskret rejimdə təqlid etməklə biz elektrik şəbəkəmizdə baş verənləri daha ətraflı görə bilərik.
Modelin ətraflı versiyası ilə yerinə yetirəcəyimiz vəzifələrdən biri elektrik enerjisinin keyfiyyətinin təhlilidir.
Sistemə bir yük daxil olduqda, gərginlik mənbəyində dalğa formasının pozulmasına səbəb ola bilər. Bu ideal sinusoiddir və yüklər sabit olarsa, belə bir siqnal generatorun çıxışında olacaqdır. Bununla belə, yandırıla və söndürülə bilən komponentlərin sayı artdıqca, bu dalğa forması təhrif oluna bilər və belə kiçik həddi aşır.
Gərginlik mənbəyində dalğa şəklindəki bu sıçrayışlar problemlər yarada bilər. Bu, elektrik elektronikasında keçid səbəbindən generatorun həddindən artıq istiləşməsinə səbəb ola bilər, bu, böyük neytral cərəyanlar yarada bilər və həmçinin elektrik elektronikasında lazımsız keçidlərə səbəb ola bilər. onlar siqnalda bu sıçrayışı gözləmirlər.
Harmonik təhrif AC elektrik enerjisinin keyfiyyətinin ölçüsünü təklif edir. Dəyişən şəbəkə şəraitində bu nisbətin ölçülməsi vacibdir, çünki keyfiyyət hansı komponentin açılıb-söndürülməsindən asılı olaraq dəyişəcək. Bu nisbəti MathWorks alətlərindən istifadə etməklə ölçmək asandır və müxtəlif şərtlər daxilində sınaq üçün avtomatlaşdırıla bilər.
THD haqqında daha çox məlumat əldə edin .
Sonra necə həyata keçirəcəyimizi görəcəyik simulyasiyadan istifadə edərək enerji keyfiyyətinin təhlili.
Bizdə təyyarənin elektrik şəbəkəsinin maketi var. Şəbəkədəki müxtəlif yüklərə görə generatorun çıxışında gərginliyin dalğa forması pozulur. Bu, qida keyfiyyətinin pisləşməsinə səbəb olur. Bu yüklər uçuş dövrü ərzində müxtəlif vaxtlarda ayrılır və onlayn rejimə gətirilir.
Biz müxtəlif şərtlərdə bu şəbəkənin enerji keyfiyyətini qiymətləndirmək istəyirik. Bunun üçün THD-ni avtomatik hesablamaq üçün SPS və MATLAB-dan istifadə edəcəyik. GUI-dən istifadə edərək nisbəti interaktiv şəkildə hesablaya bilərik və ya avtomatlaşdırma üçün MATLAB skriptindən istifadə edə bilərik.
Bunu sizə bir nümunə ilə göstərmək üçün modelə qayıdaq. Təyyarəmizin elektrik şəbəkəsi modelimiz generator, AC avtobus, AC yükləri, transformator-rektifikator və DC yüklərindən ibarətdir. Biz müxtəlif şərtlər altında şəbəkənin müxtəlif nöqtələrində enerji keyfiyyətini ölçmək istəyirik. Başlamaq üçün sizə bunu yalnız generator üçün interaktiv şəkildə necə edəcəyinizi göstərəcəyəm. Sonra sizə MATLAB istifadə edərək bu prosesi necə avtomatlaşdırmağı göstərəcəyəm. THD-ni hesablamaq üçün lazım olan məlumatları toplamaq üçün əvvəlcə simulyasiya aparacağıq.
Bu qrafik (Gen1_Vab) generatorun fazaları arasındakı gərginliyi göstərir. Gördüyünüz kimi, bu mükəmməl bir sinus dalğası deyil. Bu o deməkdir ki, şəbəkənin enerji keyfiyyətinə şəbəkədəki komponentlər təsir edir. Simulyasiya tamamlandıqdan sonra THD-ni hesablamaq üçün Sürətli Furye Transformasiyasından istifadə edəcəyik. Powergui blokunu açacağıq və FFT analiz alətini açacağıq. Siz simulyasiya zamanı qeyd etdiyim məlumatların alətin avtomatik yükləndiyini görə bilərsiniz. Biz FFT pəncərəsini seçəcəyik, tezliyi və diapazonu təyin edəcəyik və nəticələri göstərəcəyik. Harmonik təhrif faktorunun 2.8% olduğunu görə bilərsiniz. Burada müxtəlif harmoniklərin töhfəsini görə bilərsiniz. Harmonik təhrif əmsalını interaktiv şəkildə necə hesablaya biləcəyinizi gördünüz. Amma biz müxtəlif şərtlərdə və şəbəkənin müxtəlif nöqtələrində əmsalı hesablamaq üçün bu prosesi avtomatlaşdırmaq istərdik.
İndi DC yüklərinin modelləşdirilməsi üçün mövcud variantlara baxacağıq.
Biz təmiz elektrik yüklərini, eləcə də elektrik və istilik effektləri, elektrik, mexaniki və hidravlik kimi müxtəlif mühəndislik sahələrindən elementləri ehtiva edən multidissiplinar yükləri modelləşdirə bilərik.
Bizim DC dövrəmizə transformator-rektifikator, lampalar, qızdırıcı, yanacaq pompası və batareya daxildir. Ətraflı modellər digər sahələrdən təsirləri nəzərə ala bilər, məsələn, qızdırıcının modeli temperaturun dəyişməsi ilə elektrik hissəsinin davranışındakı dəyişiklikləri nəzərə alır. Yanacaq nasosu komponentin davranışına təsirini görmək üçün digər sahələrdən gələn təsirləri də nəzərə alır. Sizə onun necə göründüyünü göstərmək üçün modelə qayıdacağam.
Bu bizim işlədiyimiz modeldir. Gördüyünüz kimi, indi transformator-rektifikator və DC şəbəkəsi sırf elektrikdir, yəni. yalnız elektrik sahəsindən təsirlər nəzərə alınır. Onlar bu şəbəkədəki komponentlərin sadələşdirilmiş elektrik modellərinə malikdirlər. Bu sistemin digər mühəndislik sahələrindən təsirləri nəzərə alan variantını (TRU DC Loads -> Multidomain) seçə bilərik. Görürsünüz ki, şəbəkədə eyni komponentlər var, lakin elektrik modellərinin sayının əvəzinə başqa effektlər əlavə etdik - məsələn, hiter üçün temperaturun davranışa təsirini nəzərə alan temperatur fiziki şəbəkəsi. Nasosda indi nasosların və sistemdəki digər yüklərin hidravlik təsirlərini nəzərə alırıq.
Modeldə gördüyünüz komponentlər Simscape kitabxana bloklarından yığılmışdır. Elektrik, hidravlik, maqnit və digər fənlərin uçotu üçün bloklar var. Bu bloklardan istifadə edərək multidisciplinary dediyimiz modelləri yarada bilərsiniz, yəni. müxtəlif fiziki və mühəndislik fənlərinin təsirlərini nəzərə alaraq.
Digər sahələrdən olan effektlər elektrik şəbəkəsi modelinə inteqrasiya oluna bilər.
Simscape blok kitabxanasına hidravlika və ya temperatur kimi digər domenlərdən təsirlərin simulyasiyası üçün bloklar daxildir. Bu komponentlərdən istifadə etməklə siz daha real şəbəkə yükləri yarada və sonra bu komponentlərin işləyə biləcəyi şərtləri daha dəqiq müəyyən edə bilərsiniz.
Bu elementləri birləşdirərək siz daha mürəkkəb komponentlər yarada, həmçinin Simscape dilindən istifadə edərək yeni fərdi fənlər və ya sahələr yarada bilərsiniz.
Daha təkmil komponentlər və parametrləşdirmə parametrləri xüsusi Simscape genişləndirmələrində mövcuddur. Bu kitabxanalarda səmərəlilik itkiləri və temperatur effektləri kimi təsirləri nəzərə alaraq daha mürəkkəb və ətraflı komponentlər mövcuddur. Siz həmçinin SimMechanics istifadə edərək XNUMXD və çox gövdəli sistemləri modelləşdirə bilərsiniz.
İndi təfərrüatlı dizaynı tamamladıqdan sonra mücərrəd modelin parametrlərini tənzimləmək üçün ətraflı simulyasiyaların nəticələrindən istifadə edəcəyik. Bu, bizə təfərrüatlı simulyasiyanın nəticələrinə uyğun nəticələr çıxarmaqla yanaşı, sürətli işləyən bir model verəcəkdir.
İnkişaf prosesinə abstrakt komponent modelləri ilə başladıq. İndi ətraflı modellərimiz olduğundan əmin olmaq istərdik ki, bu mücərrəd modellər oxşar nəticələr verir.
Yaşıl aldığımız ilkin tələbləri göstərir. Biz istərdik ki, burada mavi rəngdə göstərilən mücərrəd modelin nəticələri qırmızı rəngdə göstərilən ətraflı model simulyasiyasından əldə edilən nəticələrə yaxın olsun.
Bunun üçün giriş siqnalından istifadə edərək abstrakt model üçün aktiv və reaktiv gücləri təyin edəcəyik. Aktiv və reaktiv güc üçün ayrı-ayrı dəyərlərdən istifadə etmək əvəzinə, biz parametrləşdirilmiş model yaradacağıq və bu parametrləri elə tənzimləyəcəyik ki, mücərrəd model simulyasiyasından aktiv və reaktiv güc əyriləri ətraflı modelə uyğun olsun.
Sonra, mücərrəd modelin təfərrüatlı modelin nəticələrinə necə uyğunlaşdırıla biləcəyini görəcəyik.
Bu, bizim vəzifəmizdir. Elektrik şəbəkəsindəki komponentin mücərrəd modelinə sahibik. Ona belə bir nəzarət siqnalını tətbiq etdikdə, çıxış aktiv və reaktiv güc üçün aşağıdakı nəticədir.
Eyni siqnalı təfərrüatlı bir modelin girişinə tətbiq etdikdə bu kimi nəticələr əldə edirik.
Bizə mücərrəd və təfərrüatlı modelin simulyasiya nəticələrinin ardıcıl olması lazımdır ki, sistem modelini tez təkrarlamaq üçün mücərrəd modeldən istifadə edə bilək. Bunun üçün nəticələr uyğun gələnə qədər abstrakt modelin parametrlərini avtomatik tənzimləyəcəyik.
Bunun üçün biz abstrakt və detallı modellərin nəticələri uyğun gələnə qədər parametrləri avtomatik dəyişə bilən SDO-dan istifadə edəcəyik.
Bu parametrləri konfiqurasiya etmək üçün aşağıdakı addımları yerinə yetirəcəyik.
- Əvvəlcə ətraflı modelin simulyasiya nəticələrini idxal edirik və parametrlərin qiymətləndirilməsi üçün bu məlumatları seçirik.
- Daha sonra hansı parametrlərin konfiqurasiya edilməli olduğunu və parametr diapazonlarını təyin edəcəyik.
- Sonra, biz parametrləri qiymətləndirəcəyik, SDO ilə nəticələr uyğun gələnə qədər parametrləri tənzimləyəcəyik.
- Nəhayət, biz parametrlərin qiymətləndirilməsi nəticələrini təsdiqləmək üçün digər giriş məlumatlarından istifadə edə bilərik.
Paralel hesablamalardan istifadə edərək simulyasiyaları yaymaqla inkişaf prosesini əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirə bilərsiniz.
Siz çoxnüvəli prosessorun müxtəlif nüvələrində və ya hesablama klasterlərində ayrı simulyasiyalar işlədə bilərsiniz. Əgər sizdən çoxlu simulyasiyalar yerinə yetirməyi tələb edən bir tapşırığınız varsa (məsələn, Monte Karlo təhlili, parametrlərin uyğunlaşdırılması və ya birdən çox uçuş dövrünün icrası) siz bu simulyasiyaları yerli çoxnüvəli maşın və ya kompüter klasterində işlətməklə paylaya bilərsiniz.
Bir çox hallarda bu, skriptdəki for döngəsini paralel for döngəsi, parfor ilə əvəz etməkdən çətin olmayacaq. Bu, simulyasiyaların işləməsində əhəmiyyətli sürətlənməyə səbəb ola bilər.
Bizdə təyyarənin elektrik şəbəkəsinin maketi var. Biz bu şəbəkəni uçuş dövrləri, fasilələr və hava da daxil olmaqla geniş əməliyyat şəraiti altında sınaqdan keçirmək istərdik. Bu testləri sürətləndirmək üçün PCT-dən, həyata keçirmək istədiyimiz hər bir test üçün modeli tənzimləmək üçün MATLAB-dan istifadə edəcəyik. Sonra simulyasiyaları kompüterimin müxtəlif nüvələri arasında yayacağıq. Paralel testlərin ardıcıl olanlardan daha sürətli tamamlandığını görəcəyik.
Budur, əməl etməli olduğumuz addımlar.
- Birincisi, biz parpool əmrindən istifadə edərək işçi prosesləri və ya MATLAB işçiləri adlanan bir hovuz yaradacağıq.
- Bundan sonra, həyata keçirmək istədiyimiz hər bir test üçün parametr dəstləri yaradacağıq.
- Simulyasiyaları əvvəlcə ardıcıl olaraq, bir-birinin ardınca aparacağıq.
- Və sonra bunu paralel işləyən simulyasiyalarla müqayisə edin.
Nəticələrə görə, paralel rejimdə ümumi sınaq müddəti ardıcıl rejimdən təxminən 4 dəfə azdır. Qrafiklərdə gördük ki, enerji sərfiyyatı ümumilikdə gözlənilən səviyyədədir. Görünən zirvələr istehlakçılar yandırıldıqda və söndürüldükdə müxtəlif şəbəkə şərtləri ilə əlaqədardır.
Simulyasiyalar müxtəlif kompüter nüvələri arasında simulyasiyaları paylayaraq tez həyata keçirə bildiyimiz bir çox testləri əhatə edirdi. Bu, bizə uçuş şəraitinin həqiqətən geniş spektrini qiymətləndirməyə imkan verdi.
İndi biz inkişaf prosesinin bu hissəsini başa çatdırdıq, biz hər bir addım üçün sənədlərin yaradılmasını necə avtomatlaşdıra biləcəyimizi, testləri necə avtomatik həyata keçirə biləcəyimizi və nəticələri sənədləşdirə biləcəyimizi görəcəyik.
Sistem dizaynı həmişə təkrarlanan prosesdir. Layihədə dəyişiklik edirik, dəyişikliyi sınaqdan keçiririk, nəticələri qiymətləndiririk, sonra yeni dəyişiklik edirik. Nəticələrin sənədləşdirilməsi və dəyişikliklərin əsaslandırılması prosesi uzun müddət tələb edir. SLRG istifadə edərək bu prosesi avtomatlaşdıra bilərsiniz.
SLRG-dən istifadə edərək siz testlərin icrasını avtomatlaşdıra və sonra həmin testlərin nəticələrini hesabat şəklində toplaya bilərsiniz. Hesabata test nəticələrinin qiymətləndirilməsi, modellərin və qrafiklərin ekran görüntüləri, C və MATLAB kodu daxil ola bilər.
Bu təqdimatın əsas məqamlarını xatırlamaqla yekunlaşdıracağam.
- Simulyasiya rejimləri və model abstraksiya səviyyələri daxil olmaqla, modelin etibarlılığı və simulyasiya sürəti arasında tarazlıq tapmaq üçün modeli tənzimləmək üçün bir çox imkanlar gördük.
- Optimallaşdırma alqoritmlərindən və paralel hesablamalardan istifadə edərək simulyasiyaları necə sürətləndirə biləcəyimizi gördük.
- Nəhayət, MATLAB-da simulyasiya və analiz tapşırıqlarını avtomatlaşdırmaqla inkişaf prosesini necə sürətləndirə biləcəyimizi gördük.
Materialın müəllifi — Mixail Peselnik, mühəndis .
Bu vebinara keçid
Mənbə: www.habr.com