Pagdesinyo ug Elektrikal nga Network sa Aircraft Gamit ang Model-Based Design

Kini nga publikasyon naghatag usa ka transkripsyon sa webinar "Pagpalambo sa usa ka network sa elektrisidad sa eroplano gamit ang disenyo nga nakabase sa modelo". Ang webinar gipahigayon ni Mikhail Peselnik, engineer CITM Exhibitor.)

Karon atong mahibal-an nga mahimo natong tune ang mga modelo aron makab-ot ang labing maayo nga balanse tali sa pagkamatinud-anon ug katukma sa mga resulta sa simulation ug sa katulin sa proseso sa simulation. Kini ang yawe sa epektibo nga paggamit sa simulation ug pagsiguro nga ang lebel sa detalye sa imong modelo angay alang sa buluhaton nga gusto nimong buhaton.

Makakat-on usab kita:

• Giunsa nimo mapadali ang mga simulation pinaagi sa paggamit sa mga algorithm sa pag-optimize ug parallel computing;
• Giunsa ang pag-apod-apod sa mga simulation sa daghang mga core sa kompyuter, pagpadali sa mga buluhaton sama sa pagtantiya sa parameter ug pagpili sa parameter;
• Giunsa pagpadali ang pag-uswag pinaagi sa pag-automate sa mga buluhaton sa simulation ug pagtuki gamit ang MATLAB;
• Giunsa paggamit ang mga script sa MATLAB alang sa pagtuki sa harmonic ug pagdokumento sa mga resulta sa bisan unsang klase sa pagsulay gamit ang awtomatikong paghimo sa taho.

Magsugod kami sa usa ka kinatibuk-an nga pagtan-aw sa modelo sa elektrikal nga network sa eroplano. Atong hisgotan kung unsa ang atong mga tumong sa simulation ug tan-awon ang proseso sa pagpalambo nga gigamit sa paghimo sa modelo.

Moagi kami sa mga yugto niini nga proseso, lakip ang inisyal nga disenyo - diin among gipatin-aw ang mga kinahanglanon. Detalyadong disenyo - diin atong tan-awon ang tagsa-tagsa nga mga sangkap sa electrical network, ug sa katapusan atong gamiton ang mga resulta sa simulation sa detalyadong disenyo aron ma-adjust ang mga parameter sa abstract nga modelo. Sa katapusan, atong tan-awon kung giunsa nimo pagdokumento ang mga resulta sa tanan niini nga mga lakang sa mga taho.

Ania ang usa ka eskematiko nga representasyon sa sistema nga among gipalambo. Kini usa ka katunga nga modelo sa eroplano nga adunay usa ka generator, usa ka AC bus, lainlaing mga karga sa AC, usa ka yunit sa transformer-rectifier, usa ka bus sa DC nga adunay lainlaing mga karga, ug usa ka baterya.

Ang mga switch gigamit aron makonektar ang mga sangkap sa elektrikal nga network. Samtang nag-on ug nag-off ang mga sangkap sa panahon sa paglupad, ang mga kahimtang sa kuryente mahimong mausab. Gusto namong analisahon kining katunga sa electrical grid sa ayroplano ubos niining nag-usab-usab nga kondisyon.

Ang usa ka kompleto nga modelo sa usa ka sistema sa elektrisidad sa ayroplano kinahanglan adunay uban pang mga sangkap. Wala namo sila giapil niining katunga nga eroplano nga modelo tungod kay gusto lang namo analisahon ang mga interaksyon tali niini nga mga sangkap. Kini usa ka kasagaran nga praktis sa ayroplano ug paghimo sa barko.

Mga katuyoan sa simulation:

• Tinoa ang mga kinahanglanon sa elektrisidad alang sa lainlaing mga sangkap ingon man ang mga linya sa kuryente nga nagkonektar niini.
• Analisaha ang mga interaksyon sa sistema tali sa mga sangkap gikan sa lainlaing mga disiplina sa inhenyero, lakip ang mga epekto sa elektrikal, mekanikal, hydraulic, ug thermal.
• Ug sa mas detalyado nga lebel, paghimo og harmonic analysis.
• Analisaha ang kalidad sa suplay sa kuryente ubos sa pagbag-o sa mga kondisyon ug tan-awa ang mga boltahe ug mga sulog sa lain-laing mga node sa network.

Kini nga hugpong sa mga tumong sa simulation labing maayo nga giserbisyuhan pinaagi sa paggamit sa mga modelo sa lain-laing ang-ang sa detalye. Atong makita nga samtang kita moagi sa proseso sa pagpalambo, kita adunay abstract ug usa ka detalyado nga modelo.

Kung atong tan-awon ang mga resulta sa simulation niining lain-laing mga variant sa modelo, atong makita nga ang mga resulta sa sistema sa lebel nga modelo ug ang detalyado nga modelo managsama.

Kung atong tan-awon pag-ayo ang mga resulta sa simulation, atong makita nga bisan pa sa mga dynamics nga gipahinabo sa pagbalhin sa mga power device sa detalyado nga bersyon sa atong modelo, ang kinatibuk-ang resulta sa simulation managsama.

Kini nagtugot kanamo sa paghimo sa paspas nga mga pag-uli sa lebel sa sistema, ingon man usab sa detalyado nga pag-analisar sa sistema sa elektrisidad sa usa ka granular nga lebel. Niining paagiha epektibo natong makab-ot ang atong mga tumong.

Karon atong hisgutan ang modelo nga atong gitrabahoan. Naghimo kami daghang mga kapilian alang sa matag sangkap sa elektrikal nga network. Atong pilion kung unsang component nga variant ang gamiton depende sa problema nga atong gisulbad.

Kung gisuhid nato ang mga kapilian sa paghimo sa kuryente sa grid, mahimo natong ilisan ang integrated drive generator sa usa ka cycloconvector-type nga kanunay nga frequency variable speed generator o usa ka DC coupled frequency converter generator. Mahimo natong gamiton ang abstract o detalyado nga mga sangkap sa pagkarga sa usa ka AC circuit.

Sa susama, alang sa usa ka network sa DC, mahimo natong gamiton ang abstract, detalyado o multidisciplinary nga kapilian nga nagkonsiderar sa impluwensya sa ubang pisikal nga disiplina sama sa mekaniko, hydraulics ug mga epekto sa temperatura.

Dugang nga mga detalye bahin sa modelo.

Dinhi imong makita ang generator, ang distribution network, ug ang mga component sa network. Ang modelo sa pagkakaron gipahimutang alang sa simulation nga adunay abstract component nga mga modelo. Ang actuator gimodelo lamang pinaagi sa pagtino sa aktibo ug reaktibo nga gahum nga gigamit sa sangkap.

Kung among i-configure kini nga modelo aron magamit ang mga detalyado nga variant sa sangkap, ang actuator gimodelo na ingon usa ka de-koryenteng makina. Kami adunay permanenteng magnet nga kasabay nga motor, mga converter ug DC bus ug control system. Kung atong tan-awon ang unit sa transformer-rectifier, atong makita nga kini gi-modelo gamit ang mga transformer ug universal bridges nga gigamit sa power electronics.

Makapili usab kita og opsyon sa sistema (sa TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) nga nagkonsiderar sa mga epekto nga nalangkit sa ubang pisikal nga panghitabo (sa Fuel Pump). Alang sa fuel pump, among nakita nga kami adunay hydraulic pump, hydraulic load. Alang sa heater, nakita namon ang pagkonsiderar sa mga epekto sa temperatura nga makaapekto sa pamatasan sa kana nga sangkap samtang nagbag-o ang temperatura. Ang among generator gi-modelo gamit ang usa ka synchronous nga makina ug kami adunay sistema sa pagkontrol aron itakda ang field sa boltahe alang niini nga makina.

Gipili ang mga siklo sa paglupad gamit ang variable nga MATLAB nga ginganlag Flight_Cycle_Num. Ug dinhi atong makita ang data gikan sa MATLAB workspace nga nagkontrol kung ang pipila ka mga electrical network component mo-on ug off. Kini nga laraw (Plot_FC) nagpakita alang sa unang siklo sa paglupad kung ang mga sangkap gi-on o gipalong.

Kon atong ipahiangay ang modelo ngadto sa Tuned nga bersyon, mahimo natong gamiton kini nga script (Test_APN_Model_SHORT) sa pagpadagan sa modelo ug pagsulay niini sa tulo ka lain-laing mga flight cycle. Nagpadayon ang una nga siklo sa paglupad ug gisulayan namon ang sistema sa lainlaing mga kondisyon. Awtomatiko namon nga gi-configure ang modelo aron magpadagan sa ikaduha nga siklo sa paglupad ug ikatulo. Sa pagkompleto niini nga mga pagsulay, kami adunay usa ka taho nga nagpakita sa mga resulta niining tulo ka mga pagsulay kon itandi sa nangaging mga pagsulay. Sa report mahimo nimong makita ang mga screenshot sa modelo, mga screenshot sa mga graph nga nagpakita sa katulin, boltahe ug namugna nga gahum sa output sa generator, pagtandi sa mga graph sa miaging mga pagsulay, ingon man ang mga resulta sa usa ka pagtuki sa kalidad sa electrical network.

Ang pagpangita og trade-off tali sa model fidelity ug simulation speed mao ang yawe sa epektibong paggamit sa simulation. Samtang nagdugang ka og dugang nga mga detalye sa imong modelo, ang oras nga gikinahanglan aron makalkulo ug masundog ang modelo motaas. Importante nga ipahiangay ang modelo alang sa piho nga problema nga imong gisulbad.

Kung interesado kami sa mga detalye sama sa kalidad sa kuryente, gidugang namon ang mga epekto sama sa pagbalhin sa kuryente ug realistiko nga mga karga. Bisan pa, kung interesado kita sa mga isyu sama sa henerasyon o pagkonsumo sa enerhiya sa lainlaing mga sangkap sa elektrikal nga grid, mogamit kami nga komplikado nga pamaagi sa simulation, abstract load ug average nga mga modelo sa boltahe.

Gamit ang mga produkto sa Mathworks, mahimo nimong pilion ang husto nga lebel sa detalye alang sa problema nga giatubang.

Aron epektibong magdesinyo, kinahanglan nato ang abstract ug detalyadong mga modelo sa mga sangkap. Ania kung giunsa kini nga mga kapilian nahiangay sa among proseso sa pag-uswag:

• Una, among gipatin-aw ang mga kinahanglanon gamit ang abstract nga bersyon sa modelo.
• Dayon atong gamiton ang dalisay nga mga kinahanglanon sa pagdesinyo sa component sa detalye.
• Mahimo natong ikombinar ang abstract ug detalyado nga bersyon sa usa ka component sa atong modelo, nga magtugot sa pag-verify ug kombinasyon sa component nga adunay mekanikal nga mga sistema ug mga sistema sa pagkontrol.
• Sa katapusan, mahimo natong gamiton ang mga resulta sa simulation sa detalyadong modelo aron ma-tune ang mga parameter sa abstract nga modelo. Maghatag kini kanato og usa ka modelo nga paspas nga modagan ug makahatag og tukma nga mga resulta.

Imong makita nga kining duha ka kapilian—sistema ug detalyadong modelo—nagtinabangay sa usag usa. Ang trabaho nga among gihimo sa abstract nga modelo aron matin-aw ang mga kinahanglanon nagpamenos sa gidaghanon sa mga pag-ulit nga gikinahanglan alang sa detalyado nga disenyo. Kini nagpadali sa atong proseso sa kalamboan. Ang mga resulta sa simulation sa detalyado nga modelo naghatag kanato og abstract nga modelo nga paspas nga nagdagan ug nagpatunghag tukma nga mga resulta. Kini nagtugot kanato sa pagkab-ot sa usa ka panagsama tali sa lebel sa detalye sa modelo ug sa buluhaton nga gihimo sa simulation.

Daghang mga kompanya sa tibuuk kalibutan ang naggamit sa MOS aron makahimo og komplikado nga mga sistema. Ang Airbus nagpalambo sa usa ka sistema sa pagdumala sa gasolina alang sa A380 base sa MOP. Kini nga sistema adunay labaw pa sa 20 nga mga bomba ug labaw pa sa 40 nga mga balbula. Mahimo nimong mahanduraw ang gidaghanon sa lainlaing mga senaryo sa kapakyasan nga mahimong mahitabo. Gamit ang simulation, makadagan sila kapin sa usa ka gatos ka libo nga mga pagsulay matag semana. Naghatag kini kanila og pagsalig nga, bisan unsa pa ang senaryo sa kapakyasan, ang ilang sistema sa pagkontrol makahimo niini.

Karon nga nakakita kami usa ka kinatibuk-ang pagtan-aw sa among modelo, ug ang among mga katuyoan sa simulation, maglakaw kami sa proseso sa pagdesinyo. Magsugod kami pinaagi sa paggamit sa usa ka abstract nga modelo aron matin-aw ang mga kinahanglanon sa sistema. Kini nga dalisay nga mga kinahanglanon gamiton alang sa detalyado nga disenyo.

Atong tan-awon kung giunsa ang pag-integrate sa mga dokumento sa kinahanglanon sa proseso sa pag-uswag. Adunay kami usa ka dako nga dokumento sa kinahanglanon nga naglatid sa tanan nga mga kinahanglanon alang sa among sistema. Lisud kaayo nga itandi ang mga kinahanglanon sa proyekto sa kinatibuk-an ug siguruha nga ang proyekto nakab-ot kini nga mga kinahanglanon.

Gamit ang SLVNV, mahimo nimong direktang i-link ang mga dokumento sa kinahanglanon ug ang modelo sa Simulink. Makahimo ka og mga link direkta gikan sa modelo direkta ngadto sa mga kinahanglanon. Gipadali niini ang pagmatuod nga ang usa ka bahin sa modelo adunay kalabotan sa usa ka piho nga kinahanglanon ug vice versa. Kini nga komunikasyon duha ka paagi. Mao nga kung nagtan-aw kami sa usa ka kinahanglanon, dali kami makaadto sa usa ka modelo aron mahibal-an kung giunsa ang pagtagbo sa kana nga kinahanglanon.

Karon nga among gisagol ang mga kinahanglanon nga dokumento sa workflow, among pauswagon ang mga kinahanglanon alang sa elektrikal nga network. Sa partikular, atong tan-awon ang operating, peak, ug mga kinahanglanon sa pagkarga sa disenyo alang sa mga generator ug mga linya sa transmission. Atong sulayan sila sa usa ka halapad nga kahimtang sa grid. Mga. sa panahon sa lain-laing mga siklo sa paglupad, sa diha nga lain-laing mga load gi-on ug off. Tungod kay nagpunting lamang kami sa gahum, dili namon tagdon ang pagbalhin sa mga elektroniko sa kuryente. Busa, atong gamiton ang abstract nga mga modelo ug gipasimple nga mga pamaagi sa simulation. Nagpasabot kini nga atong i-tune ang modelo aron dili ibaliwala ang mga detalye nga wala nato kinahanglana. Kini maghimo sa simulation nga modagan nga mas paspas ug tugotan kami sa pagsulay sa mga kondisyon sa panahon sa taas nga mga siklo sa paglupad.

Kita adunay usa ka alternating kasamtangan nga tinubdan nga moagi sa usa ka kadena sa resistensya, capacitances ug inductances. Adunay usa ka switch sa sirkito nga moabli human sa pipila ka panahon ug unya magsira pag-usab. Kung gipadagan nimo ang simulation, imong makita ang mga resulta sa padayon nga solver. (V1) Imong makita nga ang mga oscillation nga nalangkit sa pag-abli ug pagsira sa switch tukma nga gipakita.

Karon mobalhin ta sa discrete mode. Dobleng pag-klik sa PowerGui block ug pilia ang discrete solver sa Solver tab. Makita nimo nga gipili na karon ang discrete solver. Sugdan nato ang simulation. Imong makita nga ang mga resulta karon halos pareho, apan ang katukma nagdepende sa pinili nga sample rate.

Karon mahimo nako mapili ang komplikado nga simulation mode, itakda ang frequency - tungod kay ang solusyon makuha ra sa usa ka piho nga frequency - ug ipadagan pag-usab ang simulation. Imong makita nga ang signal amplitudes ra ang gipakita. Pinaagi sa pag-klik niini nga block, makadagan ko og MATLAB script nga magsunodsunod sa modelo sa tanang tulo ka simulation mode ug magplano sa resulta nga mga laraw sa ibabaw sa usag usa. Kung atong tan-awon pag-ayo ang kasamtangan ug boltahe, atong makita nga ang mga discrete nga mga resulta duol sa padayon nga mga, apan hingpit nga nagtakdo. Kung imong tan-awon ang kasamtangan, imong makita nga adunay usa ka peak nga wala mamatikdan sa discrete mode sa simulation. Ug nakita namon nga ang komplikado nga mode nagtugot kanimo nga makita lamang ang amplitude. Kung atong tan-awon ang lakang sa solver, atong makita nga ang komplikadong solver nagkinahanglan lamang og 56 ka mga lakang, samtang ang ubang mga solver nagkinahanglan og daghang mga lakang aron makompleto ang simulation. Gitugotan niini ang komplikadong simulation mode nga modagan nga mas paspas kaysa ubang mga mode.

Gawas pa sa pagpili sa usa ka angay nga simulation mode, kinahanglan namon ang mga modelo nga adunay angay nga lebel sa detalye. Aron matin-aw ang mga kinahanglanon sa gahum sa mga sangkap sa usa ka elektrikal nga network, mogamit kami mga abstract nga modelo sa kinatibuk-ang aplikasyon. Ang Dynamic Load block nagtugot kanato sa pagtino sa aktibo ug reaktibo nga gahum nga gigamit sa usa ka component o namugna sa network.

Atong ipasabut ang usa ka inisyal nga abstract nga modelo alang sa reaktibo ug aktibo nga gahum base sa usa ka inisyal nga hugpong sa mga kinahanglanon. Atong gamiton ang Ideal source block isip tinubdan. Kini magtugot kanimo sa pag-set sa boltahe sa network, ug mahimo nimo kini gamiton aron mahibal-an ang mga parameter sa generator, ug masabtan kung unsa ka dako ang gahum niini.

Sunod, imong makita kung giunsa paggamit ang simulation aron mapino ang mga kinahanglanon sa kuryente alang sa usa ka generator ug mga linya sa transmission.

Kami adunay usa ka inisyal nga hugpong sa mga kinahanglanon nga naglakip sa power rating ug power factor para sa mga component sa network. Adunay usab kami usa ka lainlaing mga kondisyon diin kini nga network mahimong molihok. Gusto namon nga dalisay kini nga mga inisyal nga kinahanglanon pinaagi sa pagsulay sa ilawom sa usa ka halapad nga kahimtang. Buhaton namo kini pinaagi sa pag-tune sa modelo aron magamit ang abstract nga mga load ug mga tinubdan ug pagsulay sa mga kinahanglanon ubos sa usa ka halapad nga mga kondisyon sa pag-operate.

Atong i-configure ang modelo sa paggamit sa abstract load ug generator models, ug tan-awon ang gahum nga namugna ug gigamit sa usa ka halapad nga mga kondisyon sa pag-operate.

Karon kita magpadayon sa detalyado nga disenyo. Among gamiton ang dalisay nga mga kinahanglanon sa pagdetalye sa disenyo, ug among ikombinar kining mga detalyadong sangkap sa modelo sa sistema aron makamatikod sa mga problema sa paghiusa.

Karon, daghang mga kapilian ang magamit alang sa pagmugna og elektrisidad sa usa ka ayroplano. Kasagaran ang generator gipadagan sa komunikasyon sa usa ka gas turbine. Ang turbine nagtuyok sa usa ka variable frequency. Kung ang network kinahanglan nga adunay usa ka pirmi nga frequency, nan ang usa ka pagkakabig gikan sa variable nga turbine shaft speed ngadto sa usa ka kanunay nga frequency sa network gikinahanglan. Mahimo kini pinaagi sa paggamit sa usa ka hiniusa nga kanunay nga tulin nga pagmaneho sa taas sa agos sa generator, o pinaagi sa paggamit sa mga elektronik nga gahum aron mabag-o ang variable frequency AC sa kanunay nga frequency AC. Adunay usab mga sistema nga adunay naglutaw nga frequency, diin ang frequency sa network mahimong mausab ug ang pagkakabig sa enerhiya mahitabo sa mga load sa network.

Ang matag usa niini nga mga kapilian nanginahanglan usa ka generator ug mga elektroniko sa kuryente aron mabag-o ang kusog.

Kami adunay usa ka gas turbine nga nagtuyok sa lainlain nga tulin. Kini nga turbine gigamit sa pagtuyok sa generator shaft, nga nagpatunghag alternating current sa variable frequency. Ang lainlaing mga kapilian sa elektroniko sa kuryente mahimong magamit aron mabag-o ang kini nga variable frequency sa usa ka pirmi nga frequency. Gusto namong susihon kining lain-laing mga opsyon. Mahimo kini gamit ang SPS.

Mahimo natong modelo ang matag usa niini nga mga sistema ug magpadagan sa mga simulation ubos sa lain-laing mga kondisyon aron sa pagtimbang-timbang kung unsang kapilian ang labing maayo alang sa atong sistema. Mobalhin kita sa modelo ug tan-awon kung giunsa kini nahimo.

Ania ang modelo nga among gitrabahoan. Ang variable speed gikan sa gas turbine shaft gipasa ngadto sa generator. Ug ang cycloconverter gigamit sa pagprodyus og alternating current sa fixed frequency. Kung gipadagan nimo ang simulation, imong makita kung giunsa ang paggawi sa modelo. Ang ibabaw nga graph nagpakita sa variable speed sa usa ka gas turbine. Nakita nimo nga nagbag-o ang frequency. Kining yellow nga signal sa ikaduhang graph mao ang boltahe gikan sa usa sa mga phase sa generator output. Kining pirmi nga frequency alternating current gihimo gikan sa variable speed gamit ang power electronics.

Atong tan-awon kung giunsa gihulagway ang mga load sa AC. Ang amon konektado sa usa ka lampara, usa ka hydraulic pump ug usa ka actuator. Kini nga mga sangkap gimodelo gamit ang mga bloke gikan sa SPS.

Ang matag usa niini nga mga bloke sa SPS naglakip sa mga setting sa pag-configure aron tugotan ka sa pag-accommodate sa lain-laing mga configuration sa component ug sa pag-adjust sa lebel sa detalye sa imong modelo.

Among gi-configure ang mga modelo sa pagpadagan sa usa ka detalyado nga bersyon sa matag component. Mao nga kami adunay daghang gahum sa pag-modelo sa mga load sa AC ug pinaagi sa pag-simulate sa mga detalyado nga sangkap sa discrete mode makita namon ang daghang detalye kung unsa ang nahitabo sa among elektrikal nga network.

Usa sa mga buluhaton nga among buhaton sa detalyado nga bersyon sa modelo mao ang pag-analisar sa kalidad sa enerhiya sa elektrisidad.

Sa diha nga ang usa ka load gipaila-ila ngadto sa sistema, kini mahimong hinungdan sa waveform pagtuis sa boltahe nga tinubdan. Kini usa ka sulundon nga sinusoid, ug ang ingon nga signal anaa sa output sa generator kung ang mga load kanunay. Bisan pa, samtang ang gidaghanon sa mga sangkap nga mahimong i-on ug i-off ang pagtaas, kini nga waveform mahimo’g madaot ug moresulta sa ingon ka gamay nga mga overshoot.

Kini nga mga spike sa waveform sa tinubdan sa boltahe mahimong hinungdan sa mga problema. Mahimo kini nga hinungdan sa sobrang kainit sa generator tungod sa pagbalhin sa mga elektroniko sa kuryente, mahimo’g makamugna kini daghang mga neutral nga sulog, ug hinungdan usab sa dili kinahanglan nga pagbalhin sa mga elektroniko sa kuryente tungod kay wala sila magdahom nga kini nga bounce sa signal.

Ang Harmonic Distortion nagtanyag og sukod sa kalidad sa AC electrical power. Mahinungdanon nga sukdon kini nga ratio ubos sa pagbag-o sa mga kondisyon sa network tungod kay ang kalidad magkalainlain depende kung unsang sangkap ang gi-on ug gi-off. Kini nga ratio dali sukdon gamit ang mga himan sa MathWorks ug mahimong awtomatiko alang sa pagsulay sa ilawom sa usa ka halapad nga kahimtang.

Pagkat-on pa bahin sa THD sa Wikipedia.

Sunod atong tan-awon kon unsaon pagbuhat niini pagtuki sa kalidad sa kuryente gamit ang simulation.

Kita adunay usa ka modelo sa electrical network sa eroplano. Tungod sa lain-laing mga load sa network, ang boltahe waveform sa generator output gituis. Kini mosangpot sa pagkadaot sa kalidad sa pagkaon. Kini nga mga karga gidiskonekta ug gidala online sa lainlaing mga oras sa panahon sa siklo sa paglupad.

Gusto namon nga susihon ang kalidad sa kuryente sa kini nga network sa lainlaing mga kondisyon. Alang niini atong gamiton ang SPS ug MATLAB aron awtomatikong makalkula ang THD. Mahimo natong kuwentahon ang ratio nga interactive gamit ang GUI o gamiton ang MATLAB script para sa automation.

Balikan nato ang modelo aron ipakita kanimo kini sa usa ka pananglitan. Ang among modelo sa electrical network sa ayroplano naglangkob sa usa ka generator, usa ka AC bus, AC load, ug usa ka transformer-rectifier ug DC load. Gusto namon nga sukdon ang kalidad sa kuryente sa lainlaing mga punto sa network ubos sa lainlaing mga kondisyon. Sa pagsugod, ipakita ko kanimo kung unsaon pagbuhat niini nga interactive para lang sa generator. Dayon ipakita ko kanimo kung unsaon pag-automate kini nga proseso gamit ang MATLAB. Maghimo una kami og simulation aron makolekta ang datos nga gikinahanglan aron makalkulo ang THD.

Kini nga graph (Gen1_Vab) nagpakita sa boltahe tali sa mga hugna sa generator. Sama sa imong nakita, dili kini perpekto nga sine wave. Kini nagpasabut nga ang kalidad sa gahum sa network naimpluwensyahan sa mga sangkap sa network. Kung kompleto na ang simulation, atong gamiton ang Fast Fourier Transform aron makalkulo ang THD. Among ablihan ang powergui block ug ablihan ang FFT analysis tool. Imong makita nga ang himan awtomatik nga gikarga sa mga datos nga akong natala sa panahon sa simulation. Atong pilion ang window sa FFT, ipiho ang frequency ug range, ug ipakita ang mga resulta. Imong makita nga ang harmonic distortion factor mao ang 2.8%. Dinhi imong makita ang kontribusyon sa nagkalain-laing harmonics. Nakita nimo kung giunsa nimo pagkalkulo ang harmonic distortion coefficient nga interactive. Apan gusto namon nga i-automate kini nga proseso aron makalkulo ang coefficient ubos sa lainlaing mga kondisyon ug sa lainlaing mga punto sa network.

Atong tan-awon karon ang mga kapilian nga magamit alang sa pagmodelo sa mga load sa DC.

Mahimo natong modelo ang mga lunsay nga electrical load ingon man ang multidisciplinary load nga adunay mga elemento gikan sa lain-laing natad sa engineering, sama sa electrical ug thermal effects, electrical, mechanical ug hydraulic.

Ang among DC circuit naglakip sa transformer-rectifier, lamp, heater, fuel pump ug baterya. Ang mga detalyado nga modelo mahimo’g maghunahuna sa mga epekto gikan sa ubang mga lugar, pananglitan, ang usa ka modelo sa heater nag-isip sa mga pagbag-o sa pamatasan sa elektrikal nga bahin sa pagbag-o sa temperatura. Giisip sa fuel pump ang mga epekto gikan sa ubang mga lugar aron makita usab ang epekto niini sa kinaiya sa component. Mobalik ko sa modelo aron ipakita kanimo kung unsa ang hitsura niini.

Kini ang modelo nga among gitrabahoan. Sama sa imong makita, karon ang transformer-rectifier ug ang DC network pulos elektrikal, i.e. ang mga epekto lamang gikan sa electrical domain ang gikonsiderar. Gipasimple nila ang mga modelo sa elektrikal sa mga sangkap sa kini nga network. Makapili kita og variant niini nga sistema (TRU DC Loads -> Multidomain) nga nagkonsiderar sa mga epekto gikan sa ubang mga lugar sa engineering. Nakita nimo nga sa network kami adunay parehas nga mga sangkap, apan imbis sa gidaghanon sa mga de-koryenteng modelo, gidugang namon ang ubang mga epekto - pananglitan, alang sa hiter, usa ka pisikal nga network sa temperatura nga nagkonsiderar sa impluwensya sa temperatura sa pamatasan. Sa bomba karon atong gikonsiderar ang hydraulic nga mga epekto sa mga bomba ug uban pang mga load sa sistema.

Ang mga sangkap nga imong nakita sa modelo gitigum gikan sa mga bloke sa librarya sa Simscape. Adunay mga bloke alang sa accounting alang sa elektrikal, hydraulic, magnetic ug uban pang mga disiplina. Gamit kini nga mga bloke, makahimo ka og mga modelo nga gitawag namo og multidisciplinary, i.e. nga gikonsiderar ang mga epekto gikan sa lainlaing mga disiplina sa pisikal ug engineering.

Ang mga epekto gikan sa ubang mga lugar mahimong maapil sa modelo sa elektrikal nga network.

Ang block library sa Simscape naglakip sa mga bloke para sa pagsundog sa mga epekto gikan sa ubang mga domain, sama sa hydraulics o temperatura. Pinaagi sa paggamit niini nga mga sangkap, makahimo ka og mas realistiko nga mga load sa network ug dayon mas tukma nga ipasabut ang mga kondisyon diin kini nga mga sangkap mahimong molihok.

Pinaagi sa paghiusa niini nga mga elemento, makahimo ka og mas komplikado nga mga sangkap, ingon man usab sa paghimo og bag-ong custom nga mga disiplina o mga lugar gamit ang Simscape nga pinulongan.

Ang mas abante nga mga sangkap ug mga setting sa parameterization anaa sa espesyal nga mga extension sa Simscape. Ang labi ka komplikado ug detalyado nga mga sangkap magamit sa kini nga mga librarya, nga gikonsiderar ang mga epekto sama sa pagkawala sa kahusayan ug mga epekto sa temperatura. Mahimo usab nimo nga modelo ang mga sistema sa 3D ug multibody gamit ang SimMechanics.

Karon nga nahuman na namo ang detalyadong disenyo, among gamiton ang mga resulta sa detalyadong mga simulation aron ma-adjust ang mga parameter sa abstract nga modelo. Maghatag kini kanato og usa ka modelo nga paspas nga nagdagan samtang nagpatunghag mga resulta nga mohaum sa mga resulta sa usa ka detalyado nga simulation.

Gisugdan namon ang proseso sa pag-uswag gamit ang abstract nga mga modelo sa sangkap. Karon nga kami adunay mga detalyado nga modelo, gusto namong siguroon nga kini nga abstract nga mga modelo makahimo og susama nga mga resulta.

Gipakita sa Green ang mga inisyal nga kinahanglanon nga among nadawat. Gusto namon ang mga resulta gikan sa abstract nga modelo, nga gipakita dinhi sa asul, nga duol sa mga resulta gikan sa detalyado nga simulation sa modelo, nga gipakita sa pula.

Aron mahimo kini, atong ipasabut ang aktibo ug reaktibo nga mga gahum alang sa abstract nga modelo gamit ang input signal. Imbis nga gamiton ang bulag nga mga kantidad alang sa aktibo ug reaktibo nga gahum, maghimo kami usa ka parameter nga modelo ug i-adjust kini nga mga parameter aron ang aktibo ug reaktibo nga kurba sa gahum gikan sa mga resulta sa simulation sa abstract nga modelo motakdo sa detalyado nga modelo.

Sunod, atong tan-awon kon sa unsang paagi ang abstract nga modelo mahimong tune aron mohaum sa mga resulta sa detalyadong modelo.

Kini ang atong buluhaton. Kami adunay abstract nga modelo sa usa ka component sa usa ka electrical network. Kung atong gamiton ang ingon nga kontrol nga signal niini, ang output mao ang mosunod nga resulta alang sa aktibo ug reaktibo nga gahum.

Kung gigamit namon ang parehas nga signal sa input sa usa ka detalyado nga modelo, makakuha kami mga resulta nga sama niini.

Kinahanglan namon ang mga resulta sa simulation sa abstract ug detalyado nga modelo aron mahimong makanunayon aron magamit namon ang abstract nga modelo aron dali nga mag-uli sa modelo sa sistema. Aron mahimo kini, awtomatiko namon nga i-adjust ang mga parameter sa abstract nga modelo hangtod nga magkatugma ang mga resulta.

Aron mahimo kini, gamiton namon ang SDO, nga awtomatiko nga magbag-o sa mga parameter hangtod ang mga sangputanan sa abstract ug detalyado nga mga modelo magkatugma.

Aron ma-configure kini nga mga setting, sundon namon ang mga mosunud nga lakang.

• Una, among gi-import ang simulation nga mga output sa detalyado nga modelo ug pilia kini nga mga datos alang sa pagtantiya sa parameter.
• Atong itakda kung unsang mga parameter ang kinahanglan nga i-configure ug itakda ang mga han-ay sa parameter.
• Sunod, atong susihon ang mga parameter, uban ang SDO nga mag-adjust sa mga parameter hangtod nga magkatugma ang mga resulta.
• Sa katapusan, mahimo namong gamiton ang ubang data sa pag-input aron ma-validate ang mga resulta sa pagtantiya sa parameter.

Mahimo nimong mapadali ang proseso sa pag-uswag pinaagi sa pag-apod-apod sa mga simulation gamit ang parallel computing.

Mahimo nimong ipadagan ang bulag nga mga simulation sa lainlaing mga cores sa usa ka multi-core processor o sa compute clusters. Kung ikaw adunay usa ka buluhaton nga nagkinahanglan kanimo sa pagpadagan og daghang simulation—pananglitan, Monte Carlo analysis, parameter fitting, o pagpadagan og daghang flight cycles—mahimo nimong iapud-apod kini nga mga simulation pinaagi sa pagpadagan niini sa usa ka lokal nga multi-core machine o computer cluster.

Sa daghang mga kaso, dili kini labi ka lisud kaysa pag-ilis sa for loop sa script nga adunay parallel for loop, parfor. Mahimo kini nga hinungdan sa usa ka hinungdanon nga pagpadali sa pagpadagan sa mga simulation.

Kita adunay usa ka modelo sa electrical network sa eroplano. Gusto namon nga sulayan kini nga network sa ilawom sa usa ka halapad nga kahimtang sa operasyon - lakip ang mga siklo sa paglupad, pagkabalda ug panahon. Gamiton namo ang PCT aron mapadali kini nga mga pagsulay, ang MATLAB aron i-tune ang modelo sa matag pagsulay nga gusto namong ipadagan. Among ipang-apod-apod ang mga simulation sa lainlaing mga cores sa akong computer. Atong makita nga ang parallel nga mga pagsulay makompleto nga mas paspas kaysa sunod-sunod nga mga pagsulay.

Ania ang mga lakang nga kinahanglan natong sundon.

• Una, maghimo kita ug usa ka pundok sa mga proseso sa trabahante, o gitawag nga mga trabahante sa MATLAB, gamit ang parpool command.
• Sunod, maghimo kami mga set sa parameter alang sa matag pagsulay nga gusto namon nga pagdagan.
• Atong ipadagan ang mga simulation una nga sunud-sunod, sunodsunod.
• Ug unya itandi kini sa pagpadagan sa mga simulation nga managsama.

Sumala sa mga resulta, ang kinatibuk-ang oras sa pagsulay sa parallel mode mao ang gibana-bana nga 4 ka beses nga mas ubos kaysa sa sequential mode. Nakita namon sa mga graph nga ang konsumo sa kuryente kasagaran sa gipaabut nga lebel. Ang makita nga mga taluktok adunay kalabotan sa lainlaing mga kahimtang sa network kung ang mga konsumedor gi-on ug gipalong.

Ang mga simulation naglakip sa daghang mga pagsulay nga mahimo namon nga dali nga gipadagan pinaagi sa pag-apod-apod sa mga simulation sa lainlaing mga core sa kompyuter. Kini nagtugot kanamo sa pagtimbang-timbang sa usa ka tinuod nga halapad nga kahimtang sa paglupad.

Karon nga nahuman na namo kini nga bahin sa proseso sa pag-uswag, atong tan-awon kon unsaon nato pag-automate ang paghimo sa dokumentasyon alang sa matag lakang, kung unsaon nato awtomatikong pagpadagan sa mga pagsulay ug pagdokumento sa mga resulta.

Ang disenyo sa sistema kanunay nga usa ka proseso nga nagbalikbalik. Naghimo kami usa ka pagbag-o sa usa ka proyekto, gisulayan ang pagbag-o, pagtimbang-timbang sa mga resulta, dayon paghimo usa ka bag-ong pagbag-o. Ang proseso sa pagdokumento sa mga resulta ug katarungan alang sa mga pagbag-o nagkinahanglan og taas nga panahon. Mahimo nimong i-automate kini nga proseso gamit ang SLRG.

Gamit ang SLRG, mahimo nimong awtomatiko ang pagpatuman sa mga pagsulay ug dayon kolektahon ang mga resulta sa mga pagsulay sa porma sa usa ka taho. Ang taho mahimong maglakip sa pagtimbang-timbang sa mga resulta sa pagsulay, mga screenshot sa mga modelo ug mga graph, C ug MATLAB code.

Akong tapuson pinaagi sa paghinumdom sa yawe nga mga punto niini nga presentasyon.

• Nakita namon ang daghang mga oportunidad sa pag-tune sa modelo aron makit-an ang balanse tali sa pagkamatinud-anon sa modelo ug katulin sa simulation-lakip ang mga mode sa simulation ug lebel sa abstraction sa modelo.
• Nakita namon kung giunsa namon mapadali ang mga simulation gamit ang mga algorithm sa pag-optimize ug parallel computing.
• Sa katapusan, nakita namon kung giunsa namon mapadali ang proseso sa pag-uswag pinaagi sa pag-automate sa mga buluhaton sa simulation ug pagtuki sa MATLAB.

Awtor sa materyal — Mikhail Peselnik, enhinyero CITM Exhibitor.

Link niini nga webinar https://exponenta.ru/events/razrabotka-ehlektroseti-samoleta-s-ispolzovaniem-mop

Source: www.habr.com