Mae'r cyhoeddiad hwn yn darparu trawsgrifiad o'r weminar . Cynhaliwyd y gweminar gan Michael Peselnik, peiriannydd .)
Heddiw, byddwn yn dysgu y gallwn diwnio modelau i gyflawni'r cydbwysedd gorau posibl rhwng ffyddlondeb a chywirdeb y canlyniadau efelychu a chyflymder y broses efelychu. Dyma'r allwedd i ddefnyddio efelychiad yn effeithiol a gwneud yn siŵr bod lefel y manylder yn eich model yn briodol ar gyfer y dasg rydych chi'n bwriadu ei chyflawni.
Byddwn hefyd yn dysgu:
- Sut gallwch chi gyflymu efelychiadau trwy ddefnyddio algorithmau optimeiddio a chyfrifiadura cyfochrog;
- Sut i ddosbarthu efelychiadau ar draws creiddiau cyfrifiadurol lluosog, gan gyflymu tasgau fel amcangyfrif paramedr a dewis paramedr;
- Sut i gyflymu datblygiad trwy awtomeiddio tasgau efelychu a dadansoddi gan ddefnyddio MATLAB;
- Sut i ddefnyddio sgriptiau MATLAB ar gyfer dadansoddiad harmonig a dogfennu canlyniadau unrhyw fath o brawf gan ddefnyddio cynhyrchu adroddiadau awtomatig.
Byddwn yn dechrau gyda throsolwg o'r model rhwydwaith trydanol awyrennau. Byddwn yn trafod beth yw ein nodau efelychu ac yn edrych ar y broses ddatblygu a ddefnyddiwyd i greu'r model.
Yna byddwn yn mynd trwy gamau'r broses hon, gan gynnwys y dyluniad cychwynnol - lle byddwn yn egluro'r gofynion. Dyluniad manwl - lle byddwn yn edrych ar gydrannau unigol y rhwydwaith trydanol, ac yn olaf byddwn yn defnyddio canlyniadau efelychu'r dyluniad manwl i addasu paramedrau'r model haniaethol. Yn olaf, byddwn yn edrych ar sut y gallwch ddogfennu canlyniadau'r holl gamau hyn mewn adroddiadau.
Dyma gynrychiolaeth sgematig o'r system rydym yn ei datblygu. Mae hwn yn fodel hanner awyren sy'n cynnwys generadur, bws AC, llwythi AC amrywiol, uned cywiro trawsnewidyddion, bws DC gyda llwythi amrywiol, a batri.
Defnyddir switshis i gysylltu cydrannau â'r rhwydwaith trydanol. Wrth i gydrannau droi ymlaen ac i ffwrdd yn ystod hedfan, gall amodau trydanol newid. Rydym am ddadansoddi'r hanner hwn o grid trydanol yr awyren o dan yr amodau newidiol hyn.
Rhaid i fodel cyflawn o system drydanol awyren gynnwys cydrannau eraill. Nid ydym wedi'u cynnwys yn y model hanner awyren hwn oherwydd dim ond dadansoddi'r rhyngweithiadau rhwng y cydrannau hyn yr ydym am eu dadansoddi. Mae hwn yn arfer cyffredin mewn adeiladu awyrennau ac adeiladu llongau.
Amcanion efelychu:
- Darganfyddwch y gofynion trydanol ar gyfer y gwahanol gydrannau yn ogystal â'r llinellau pŵer sy'n eu cysylltu.
- Dadansoddi rhyngweithiadau system rhwng cydrannau o wahanol ddisgyblaethau peirianneg, gan gynnwys effeithiau trydanol, mecanyddol, hydrolig a thermol.
- Ac ar lefel fanylach, gwnewch ddadansoddiad harmonig.
- Dadansoddwch ansawdd y cyflenwad pŵer o dan amodau newidiol ac edrychwch ar folteddau a cherhyntau mewn gwahanol nodau rhwydwaith.
Y ffordd orau o wasanaethu'r set hon o amcanion efelychu yw defnyddio modelau o wahanol raddau o fanylder. Byddwn yn gweld, wrth inni symud drwy’r broses ddatblygu, y bydd gennym fodel haniaethol a manwl.
Pan edrychwn ar ganlyniadau efelychu'r amrywiadau model gwahanol hyn, gwelwn fod canlyniadau'r model lefel system a'r model manwl yr un peth.
Os byddwn yn edrych yn agosach ar y canlyniadau efelychu, gwelwn, hyd yn oed er gwaethaf y ddeinameg a achosir gan newid dyfeisiau pŵer yn fersiwn fanwl ein model, fod y canlyniadau efelychu cyffredinol yr un peth.
Mae hyn yn ein galluogi i berfformio iteriadau cyflym ar lefel y system, yn ogystal â dadansoddiad manwl o'r system drydanol ar lefel gronynnog. Fel hyn gallwn gyflawni ein nodau yn effeithiol.
Nawr, gadewch i ni siarad am y model rydyn ni'n gweithio gydag ef. Rydym wedi creu sawl opsiwn ar gyfer pob cydran yn y rhwydwaith trydanol. Byddwn yn dewis pa amrywiad cydran i'w ddefnyddio yn dibynnu ar y broblem yr ydym yn ei datrys.
Pan fyddwn yn archwilio opsiynau cynhyrchu pŵer grid, gallwn ddisodli'r generadur gyriant integredig gyda generadur cyflymder amrywiol math cycloconvector neu generadur amledd cypledig DC. Gallwn ddefnyddio cydrannau llwyth haniaethol neu fanwl mewn cylched AC.
Yn yr un modd, ar gyfer rhwydwaith DC, gallwn ddefnyddio opsiwn haniaethol, manwl neu amlddisgyblaethol sy'n ystyried dylanwad disgyblaethau ffisegol eraill megis mecaneg, hydroleg ac effeithiau tymheredd.
Mwy o fanylion am y model.
Yma fe welwch y generadur, y rhwydwaith dosbarthu, a'r cydrannau yn y rhwydwaith. Mae'r model wedi'i sefydlu ar hyn o bryd i'w efelychu gyda modelau cydrannau haniaethol. Mae'r actuator wedi'i fodelu'n syml trwy nodi'r pŵer gweithredol ac adweithiol y mae'r gydran yn ei ddefnyddio.
Os byddwn yn ffurfweddu'r model hwn i ddefnyddio amrywiadau cydran manwl, mae'r actuator eisoes wedi'i fodelu fel peiriant trydanol. Mae gennym fodur cydamserol magnet parhaol, trawsnewidwyr a system bws a rheoli DC. Os edrychwn ar yr uned newidydd-rectifier, gwelwn ei fod yn cael ei fodelu gan ddefnyddio trawsnewidyddion a phontydd cyffredinol a ddefnyddir mewn electroneg pŵer.
Gallwn hefyd ddewis opsiwn system (ar TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) sy'n ystyried effeithiau sy'n gysylltiedig â ffenomenau ffisegol eraill (mewn Pwmp Tanwydd). Ar gyfer y pwmp tanwydd, gwelwn fod gennym bwmp hydrolig, llwythi hydrolig. Ar gyfer y gwresogydd, gwelwn ystyriaeth o effeithiau tymheredd sy'n effeithio ar ymddygiad y gydran honno wrth i'r tymheredd newid. Mae ein generadur wedi'i fodelu gan ddefnyddio peiriant cydamserol ac mae gennym system reoli i osod y maes foltedd ar gyfer y peiriant hwn.
Mae cylchoedd hedfan yn cael eu dewis gan ddefnyddio newidyn MATLAB o'r enw Flight_Cycle_Num. Ac yma gwelwn ddata o weithle MATLAB sy'n rheoli pan fydd rhai cydrannau rhwydwaith trydanol yn troi ymlaen ac i ffwrdd. Mae'r plot hwn (Plot_FC) yn dangos ar gyfer y cylch hedfan cyntaf pan fydd cydrannau'n cael eu troi ymlaen neu i ffwrdd.
Os ydym yn tiwnio'r model i'r fersiwn Tiwnio, gallwn ddefnyddio'r sgript hon (Test_APN_Model_SHORT) i redeg y model a'i brofi mewn tri chylch hedfan gwahanol. Mae'r cylch hedfan cyntaf ar y gweill ac rydym yn profi'r system o dan amodau amrywiol. Yna byddwn yn ffurfweddu'r model yn awtomatig i redeg ail gylchred hedfan a thraean. Ar ôl cwblhau'r profion hyn, mae gennym adroddiad sy'n dangos canlyniadau'r tri phrawf hyn o gymharu â rhediadau prawf blaenorol. Yn yr adroddiad gallwch weld sgrinluniau o'r model, sgrinluniau o graffiau yn dangos y cyflymder, y foltedd a'r pŵer a gynhyrchir yn allbwn y generadur, graffiau cymharu â phrofion blaenorol, yn ogystal â chanlyniadau dadansoddiad o ansawdd y rhwydwaith trydanol.
Mae canfod cyfaddawd rhwng ffyddlondeb model a chyflymder efelychiad yn allweddol i ddefnyddio efelychiad yn effeithiol. Wrth i chi ychwanegu mwy o fanylion at eich model, mae'r amser sydd ei angen i gyfrifo ac efelychu'r model yn cynyddu. Mae'n bwysig addasu'r model ar gyfer y broblem benodol rydych chi'n ei datrys.
Pan fydd gennym ddiddordeb mewn manylion fel ansawdd pŵer, rydym yn ychwanegu effeithiau fel newid pŵer electroneg a llwythi realistig. Fodd bynnag, pan fydd gennym ddiddordeb mewn materion megis cynhyrchu neu ddefnyddio ynni gan wahanol gydrannau yn y grid trydanol, byddwn yn defnyddio dull efelychu cymhleth, llwythi haniaethol a modelau foltedd cyfartalog.
Gan ddefnyddio cynhyrchion Mathworks, gallwch ddewis y lefel gywir o fanylder ar gyfer y broblem dan sylw.
Er mwyn dylunio'n effeithiol, mae arnom angen modelau haniaethol a manwl o gydrannau. Dyma sut mae'r opsiynau hyn yn cyd-fynd â'n proses ddatblygu:
- Yn gyntaf, rydym yn egluro'r gofynion gan ddefnyddio fersiwn haniaethol o'r model.
- Yna byddwn yn defnyddio'r gofynion mireinio i ddylunio'r gydran yn fanwl.
- Gallwn gyfuno fersiwn haniaethol a manwl o gydran yn ein model, gan ganiatáu dilysu a chyfuno'r gydran â systemau mecanyddol a systemau rheoli.
- Yn olaf, gallwn ddefnyddio canlyniadau efelychiad y model manwl i diwnio paramedrau'r model haniaethol. Bydd hyn yn rhoi model i ni sy'n rhedeg yn gyflym ac yn cynhyrchu canlyniadau cywir.
Gallwch weld bod y ddau opsiwn hyn - system a model manwl - yn ategu ei gilydd. Mae'r gwaith a wnawn gyda'r model haniaethol i egluro gofynion yn lleihau nifer yr iteriadau sydd eu hangen ar gyfer dylunio manwl. Mae hyn yn cyflymu ein proses ddatblygu. Mae canlyniadau efelychu'r model manwl yn rhoi model haniaethol i ni sy'n rhedeg yn gyflym ac yn cynhyrchu canlyniadau cywir. Mae hyn yn ein galluogi i sicrhau cyfatebiaeth rhwng lefel manylder y model a'r dasg y mae'r efelychiad yn ei chyflawni.
Mae llawer o gwmnïau ledled y byd yn defnyddio MOS i ddatblygu systemau cymhleth. Mae Airbus yn datblygu system rheoli tanwydd ar gyfer yr A380 yn seiliedig ar MOP. Mae'r system hon yn cynnwys mwy nag 20 o bympiau a mwy na 40 o falfiau. Gallwch ddychmygu nifer y gwahanol senarios methiant a allai ddigwydd. Gan ddefnyddio efelychiad, gallant redeg dros gan mil o brofion bob penwythnos. Mae hyn yn rhoi hyder iddynt, waeth beth fo'r senario methiant, y gall eu system reoli ei drin.
Nawr ein bod wedi gweld trosolwg o'n model, a'n nodau efelychu, byddwn yn cerdded trwy'r broses ddylunio. Byddwn yn dechrau drwy ddefnyddio model haniaethol i egluro gofynion y system. Bydd y gofynion mireinio hyn yn cael eu defnyddio ar gyfer dylunio manwl.
Cawn weld sut i integreiddio dogfennau gofynion yn y broses ddatblygu. Mae gennym ddogfen ofynion fawr sy'n amlinellu'r holl ofynion ar gyfer ein system. Mae'n anodd iawn cymharu'r gofynion gyda'r prosiect cyfan a gwneud yn siŵr bod y prosiect yn bodloni'r gofynion hyn.
Gan ddefnyddio SLVNV, gallwch gysylltu'n uniongyrchol â dogfennau gofynion a'r model yn Simulink. Gallwch greu cysylltiadau uniongyrchol o'r model yn uniongyrchol i'r gofynion. Mae hyn yn ei gwneud hi'n haws gwirio bod rhan benodol o'r model yn ymwneud â gofyniad penodol ac i'r gwrthwyneb. Mae'r cyfathrebu hwn yn ddwy ffordd. Felly os ydym yn edrych ar ofyniad, gallwn neidio'n gyflym at fodel i weld sut y bodlonir y gofyniad hwnnw.
Nawr ein bod wedi integreiddio'r ddogfen ofynion i'r llif gwaith, byddwn yn mireinio'r gofynion ar gyfer y rhwydwaith trydanol. Yn benodol, byddwn yn edrych ar ofynion gweithredu, brig, a llwyth dylunio ar gyfer generaduron a llinellau trawsyrru. Byddwn yn eu profi dros ystod eang o amodau grid. Y rhai. yn ystod gwahanol gylchoedd hedfan, pan fydd gwahanol lwythi'n cael eu troi ymlaen ac i ffwrdd. Gan ein bod yn canolbwyntio ar bŵer yn unig, byddwn yn esgeuluso newid mewn electroneg pŵer. Felly, byddwn yn defnyddio modelau haniaethol a dulliau efelychu symlach. Mae hyn yn golygu y byddwn yn tiwnio'r model i anwybyddu manylion nad oes eu hangen arnom. Bydd hyn yn gwneud i'r efelychiad redeg yn gyflymach ac yn ein galluogi i brofi amodau yn ystod cylchoedd hedfan hir.
Mae gennym ffynhonnell cerrynt eiledol sy'n mynd trwy gadwyn o wrthiannau, cynhwysedd ac anwythiannau. Mae switsh yn y gylched sy'n agor ar ôl peth amser ac yna'n cau eto. Os ydych chi'n rhedeg yr efelychiad, gallwch weld y canlyniadau gyda'r datryswr parhaus. (V1) Gallwch weld bod yr osgiliadau sy'n gysylltiedig ag agor a chau'r switsh wedi'u harddangos yn gywir.
Nawr, gadewch i ni newid i'r modd arwahanol. Cliciwch ddwywaith ar y bloc PowerGui a dewiswch y datryswr arwahanol yn y tab Datryswr. Gallwch weld bod y datryswr arwahanol bellach wedi'i ddewis. Gadewch i ni ddechrau'r efelychiad. Fe welwch fod y canlyniadau bron yr un fath bellach, ond mae'r cywirdeb yn dibynnu ar y gyfradd sampl a ddewiswyd.
Nawr gallaf ddewis y modd efelychu cymhleth, gosod yr amlder - gan mai dim ond ar amlder penodol y ceir yr ateb - a rhedeg yr efelychiad eto. Fe welwch mai dim ond yr amplitudes signal sy'n cael eu harddangos. Trwy glicio ar y bloc hwn, gallaf redeg sgript MATLAB a fydd yn rhedeg y model yn olynol ym mhob un o'r tri dull efelychu a phlotio'r plotiau canlyniadol ar ben ei gilydd. Os edrychwn yn agosach ar gyfredol a foltedd, fe welwn fod y canlyniadau arwahanol yn agos at y rhai di-dor, ond yn cyd-daro'n llwyr. Os edrychwch ar y cerrynt, gallwch weld bod yna uchafbwynt na chafodd ei nodi ym modd arwahanol yr efelychiad. A gwelwn fod y modd cymhleth yn caniatáu ichi weld yr osgled yn unig. Os edrychwch ar y cam datryswr, gallwch weld mai dim ond 56 cam oedd ei angen ar y datryswr cymhleth, tra bod angen llawer mwy o gamau ar y datryswyr eraill i gwblhau'r efelychiad. Roedd hyn yn caniatáu i'r modd efelychu cymhleth redeg yn gynt o lawer na moddau eraill.
Yn ogystal â dewis dull efelychu priodol, mae arnom angen modelau gyda lefel briodol o fanylion. Er mwyn egluro gofynion pŵer cydrannau mewn rhwydwaith trydanol, byddwn yn defnyddio modelau haniaethol o gymhwysiad cyffredinol. Mae'r bloc Llwyth Dynamig yn ein galluogi i nodi'r pŵer gweithredol ac adweithiol y mae cydran yn ei ddefnyddio neu'n ei gynhyrchu yn y rhwydwaith.
Byddwn yn diffinio model haniaethol cychwynnol ar gyfer pŵer adweithiol a gweithredol yn seiliedig ar set gychwynnol o ofynion. Byddwn yn defnyddio'r bloc ffynhonnell Delfrydol fel ffynhonnell. Bydd hyn yn caniatáu ichi osod y foltedd ar y rhwydwaith, a gallwch ei ddefnyddio i bennu paramedrau'r generadur, a deall faint o bŵer y dylai ei gynhyrchu.
Nesaf, fe welwch sut i ddefnyddio efelychiad i fireinio'r gofynion pŵer ar gyfer generadur a llinellau trawsyrru.
Mae gennym set gychwynnol o ofynion sy'n cynnwys y sgôr pŵer a'r ffactor pŵer ar gyfer y cydrannau yn y rhwydwaith. Mae gennym hefyd amrywiaeth o amodau y gall y rhwydwaith hwn weithredu oddi mewn iddynt. Rydym am fireinio'r gofynion cychwynnol hyn drwy brofi o dan ystod eang o amodau. Byddwn yn gwneud hyn trwy diwnio'r model i ddefnyddio llwythi a ffynonellau haniaethol a phrofi'r gofynion o dan ystod eang o amodau gweithredu.
Byddwn yn ffurfweddu'r model i ddefnyddio modelau llwyth haniaethol a generadur, ac yn gweld y pŵer a gynhyrchir ac a ddefnyddir dros ystod eang o amodau gweithredu.
Nawr byddwn yn symud ymlaen i dylunio manwl. Byddwn yn defnyddio'r gofynion mireinio i fanylu ar y dyluniad, a byddwn yn cyfuno'r cydrannau manwl hyn â model y system i ganfod problemau integreiddio.
Heddiw, mae sawl opsiwn ar gael ar gyfer cynhyrchu trydan mewn awyren. Yn nodweddiadol mae'r generadur yn cael ei yrru gan gyfathrebu â thyrbin nwy. Mae'r tyrbin yn cylchdroi ar amledd amrywiol. Os oes rhaid i'r rhwydwaith fod ag amledd sefydlog, yna mae angen trosi o gyflymder siafft tyrbin amrywiol i amlder cyson yn y rhwydwaith. Gellir gwneud hyn trwy ddefnyddio gyriant cyflymder cyson integredig i fyny'r afon o'r generadur, neu drwy ddefnyddio electroneg pŵer i drosi AC amledd amrywiol i AC amledd cyson. Mae yna hefyd systemau ag amledd symudol, lle gall amlder newid yn y rhwydwaith ac mae trosi ynni yn digwydd wrth y llwythi yn y rhwydwaith.
Mae angen generadur ac electroneg pŵer ar bob un o'r opsiynau hyn i drosi'r ynni.
Mae gennym dyrbin nwy sy'n cylchdroi ar gyflymder amrywiol. Defnyddir y tyrbin hwn i gylchdroi siafft y generadur, sy'n cynhyrchu cerrynt eiledol o amledd amrywiol. Gellir defnyddio opsiynau electroneg pŵer amrywiol i drosi'r amledd amrywiol hwn i amledd sefydlog. Hoffem werthuso'r opsiynau gwahanol hyn. Gellir gwneud hyn gan ddefnyddio SPS.
Gallwn fodelu pob un o'r systemau hyn a rhedeg efelychiadau o dan amodau gwahanol i werthuso pa opsiwn sydd orau i'n system. Gadewch i ni newid i'r model a gweld sut mae hyn yn cael ei wneud.
Dyma'r model rydyn ni'n gweithio gydag ef. Mae'r cyflymder amrywiol o siafft y tyrbin nwy yn cael ei drosglwyddo i'r generadur. A defnyddir y cycloconverter i gynhyrchu cerrynt eiledol o amledd sefydlog. Os ydych chi'n rhedeg yr efelychiad, fe welwch sut mae'r model yn ymddwyn. Mae'r graff uchaf yn dangos buanedd newidiol tyrbin nwy. Rydych chi'n gweld bod yr amlder yn newid. Y signal melyn hwn yn yr ail graff yw'r foltedd o un o'r cyfnodau yn allbwn y generadur. Mae'r cerrynt eiledol amledd sefydlog hwn yn cael ei greu o gyflymder amrywiol gan ddefnyddio electroneg pŵer.
Gadewch i ni edrych ar sut mae llwythi AC yn cael eu disgrifio. Mae ein un ni wedi'i gysylltu â lamp, pwmp hydrolig ac actuator. Mae'r cydrannau hyn yn cael eu modelu gan ddefnyddio blociau o SPS.
Mae pob un o'r blociau hyn yn SPS yn cynnwys gosodiadau cyfluniad i'ch galluogi i ddarparu ar gyfer gwahanol ffurfweddiadau cydrannau ac i addasu lefel y manylder yn eich model.
Fe wnaethom ffurfweddu'r modelau i redeg fersiwn fanwl o bob cydran. Felly mae gennym lawer o bŵer i fodelu llwythi AC a thrwy efelychu cydrannau manwl mewn modd arwahanol gallwn weld llawer mwy o fanylion am yr hyn sy'n digwydd yn ein rhwydwaith trydanol.
Un o'r tasgau y byddwn yn ei gyflawni gyda'r fersiwn fanwl o'r model yw dadansoddi ansawdd ynni trydanol.
Pan gyflwynir llwyth i'r system, gall achosi afluniad tonffurf yn y ffynhonnell foltedd. Mae hwn yn sinwsoid delfrydol, a bydd signal o'r fath ar allbwn y generadur os yw'r llwythi'n gyson. Fodd bynnag, wrth i nifer y cydrannau y gellir eu troi ymlaen ac i ffwrdd gynyddu, gall y tonffurf hwn gael ei ystumio ac arwain at or-saethu mor fach.
Gall y pigau hyn yn y tonffurf yn y ffynhonnell foltedd achosi problemau. Gall hyn arwain at orboethi'r generadur oherwydd newid yn yr electroneg pŵer, gall hyn greu cerrynt niwtral mawr, a hefyd achosi newid diangen yn yr electroneg pŵer oherwydd nid ydynt yn disgwyl y bownsio hwn yn y signal.
Mae Harmonic Distortion yn cynnig mesur o ansawdd pŵer trydanol AC. Mae'n bwysig mesur y gymhareb hon o dan amodau rhwydwaith cyfnewidiol oherwydd bydd yr ansawdd yn amrywio yn dibynnu ar ba gydran sy'n cael ei throi ymlaen ac i ffwrdd. Mae'r gymhareb hon yn hawdd i'w mesur gan ddefnyddio offer MathWorks a gellir ei awtomeiddio i'w brofi o dan ystod eang o amodau.
Dysgwch fwy am THD yn .
Nesaf byddwn yn gweld sut i gyflawni dadansoddi ansawdd pŵer gan ddefnyddio efelychiad.
Mae gennym fodel o rwydwaith trydanol awyren. Oherwydd llwythi amrywiol yn y rhwydwaith, mae tonffurf foltedd allbwn y generadur yn cael ei ystumio. Mae hyn yn arwain at ddirywiad yn ansawdd y bwyd. Mae'r llwythi hyn yn cael eu datgysylltu a'u cludo ar-lein ar wahanol adegau yn ystod y cylch hedfan.
Rydym am werthuso ansawdd pŵer y rhwydwaith hwn o dan amodau gwahanol. Ar gyfer hyn byddwn yn defnyddio SPS a MATLAB i gyfrifo'r THD yn awtomatig. Gallwn gyfrifo'r gymhareb yn rhyngweithiol gan ddefnyddio GUI neu ddefnyddio sgript MATLAB ar gyfer awtomeiddio.
Gadewch i ni fynd yn ôl at y model i ddangos hyn i chi gydag enghraifft. Mae ein model rhwydwaith trydanol awyrennau yn cynnwys generadur, bws AC, llwythi AC, a thrawsnewidydd-rectifier a llwythi DC. Rydym am fesur ansawdd pŵer ar wahanol bwyntiau yn y rhwydwaith o dan amodau gwahanol. I ddechrau, byddaf yn dangos i chi sut i wneud hyn yn rhyngweithiol ar gyfer y generadur yn unig. Yna byddaf yn dangos i chi sut i awtomeiddio'r broses hon gan ddefnyddio MATLAB. Yn gyntaf byddwn yn rhedeg efelychiad i gasglu'r data sydd ei angen i gyfrifo'r THD.
Mae'r graff hwn (Gen1_Vab) yn dangos y foltedd rhwng y cyfnodau generadur. Fel y gallwch weld, nid yw hon yn don sin perffaith. Mae hyn yn golygu bod ansawdd pŵer y rhwydwaith yn cael ei ddylanwadu gan y cydrannau ar y rhwydwaith. Unwaith y bydd yr efelychiad wedi'i gwblhau, byddwn yn defnyddio'r Fast Fourier Transform i gyfrifo'r THD. Byddwn yn agor y bloc powergui ac yn agor yr offeryn dadansoddi FFT. Gallwch weld bod yr offeryn yn cael ei lwytho'n awtomatig gyda'r data a gofnodais yn ystod yr efelychiad. Byddwn yn dewis y ffenestr FFT, yn nodi'r amlder a'r ystod, ac yn arddangos y canlyniadau. Gallwch weld bod y ffactor ystumio harmonig yn 2.8%. Yma gallwch weld cyfraniad y harmonics amrywiol. Fe welsoch chi sut y gallwch chi gyfrifo cyfernod ystumio harmonig yn rhyngweithiol. Ond hoffem awtomeiddio'r broses hon er mwyn cyfrifo'r cyfernod o dan amodau gwahanol ac ar wahanol bwyntiau yn y rhwydwaith.
Byddwn nawr yn edrych ar yr opsiynau sydd ar gael ar gyfer modelu llwythi DC.
Gallwn fodelu llwythi trydan pur yn ogystal â llwythi amlddisgyblaethol sy'n cynnwys elfennau o wahanol feysydd peirianneg, megis effeithiau trydanol a thermol, trydanol, mecanyddol a hydrolig.
Mae ein cylched DC yn cynnwys newidydd-rectifier, lampau, gwresogydd, pwmp tanwydd a batri. Gall modelau manwl ystyried effeithiau o feysydd eraill, er enghraifft, mae model gwresogydd yn ystyried newidiadau yn ymddygiad y rhan drydanol wrth i dymheredd newid. Mae'r pwmp tanwydd yn ystyried effeithiau o feysydd eraill i weld hefyd eu heffaith ar ymddygiad y gydran. Fe af yn ôl at y model i ddangos i chi sut olwg sydd arno.
Dyma'r model rydyn ni'n gweithio gydag ef. Fel y gallwch weld, nawr mae'r newidydd-rectifier a'r rhwydwaith DC yn drydanol yn unig, h.y. dim ond effeithiau o'r parth trydanol sy'n cael eu hystyried. Maent wedi symleiddio modelau trydanol o'r cydrannau yn y rhwydwaith hwn. Gallwn ddewis amrywiad o'r system hon (TRU DC Loads -> Multidomain) sy'n ystyried effeithiau o feysydd peirianneg eraill. Rydych chi'n gweld bod gennym yr un cydrannau yn y rhwydwaith, ond yn lle nifer y modelau trydanol, fe wnaethom ychwanegu effeithiau eraill - er enghraifft, ar gyfer y hiter, rhwydwaith tymheredd ffisegol sy'n ystyried dylanwad tymheredd ar ymddygiad. Yn y pwmp rydym nawr yn ystyried effeithiau hydrolig y pympiau a llwythi eraill yn y system.
Mae'r cydrannau a welwch yn y model wedi'u cydosod o flociau llyfrgell Simscape. Mae yna flociau ar gyfer cyfrif am ddisgyblaethau trydanol, hydrolig, magnetig a disgyblaethau eraill. Gan ddefnyddio’r blociau hyn, gallwch greu modelau yr ydym yn eu galw’n amlddisgyblaethol, h.y. gan gymryd i ystyriaeth effeithiau o ddisgyblaethau ffisegol a pheirianneg amrywiol.
Gellir integreiddio effeithiau o feysydd eraill i'r model rhwydwaith trydanol.
Mae llyfrgell bloc Simscape yn cynnwys blociau ar gyfer efelychu effeithiau o barthau eraill, megis hydrolig neu dymheredd. Trwy ddefnyddio'r cydrannau hyn, gallwch greu llwythi rhwydwaith mwy realistig ac yna diffinio'n fwy cywir o dan ba amodau y gall y cydrannau hyn weithredu.
Trwy gyfuno'r elfennau hyn, gallwch greu cydrannau mwy cymhleth, yn ogystal â chreu disgyblaethau neu feysydd arfer newydd gan ddefnyddio iaith Simscape.
Mae cydrannau mwy datblygedig a gosodiadau paramedroli ar gael mewn estyniadau Simscape arbenigol. Mae cydrannau mwy cymhleth a manwl ar gael yn y llyfrgelloedd hyn, gan ystyried effeithiau megis colledion effeithlonrwydd ac effeithiau tymheredd. Gallwch hefyd fodelu systemau XNUMXD ac amlgorff gan ddefnyddio SimMechanics.
Nawr ein bod wedi cwblhau'r dyluniad manwl, byddwn yn defnyddio canlyniadau'r efelychiadau manwl i addasu paramedrau'r model haniaethol. Bydd hyn yn rhoi model i ni sy'n rhedeg yn gyflym tra'n dal i gynhyrchu canlyniadau sy'n cyd-fynd â chanlyniadau efelychiad manwl.
Dechreuon ni'r broses ddatblygu gyda modelau cydrannau haniaethol. Nawr bod gennym fodelau manwl, hoffem wneud yn siŵr bod y modelau haniaethol hyn yn cynhyrchu canlyniadau tebyg.
Mae gwyrdd yn dangos y gofynion cychwynnol a gawsom. Hoffem i'r canlyniadau o'r model haniaethol, a ddangosir yma mewn glas, fod yn agos at y canlyniadau o'r efelychiad model manwl, a ddangosir mewn coch.
I wneud hyn, byddwn yn diffinio'r pwerau gweithredol ac adweithiol ar gyfer y model haniaethol gan ddefnyddio'r signal mewnbwn. Yn hytrach na defnyddio gwerthoedd ar wahân ar gyfer pŵer gweithredol ac adweithiol, byddwn yn creu model parameterized ac yn addasu'r paramedrau hyn fel bod y cromliniau pŵer gweithredol ac adweithiol o'r efelychiad model haniaethol yn cyd-fynd â'r model manwl.
Nesaf, byddwn yn gweld sut y gellir tiwnio'r model haniaethol i gyd-fynd â chanlyniadau'r model manwl.
Dyma ein tasg. Mae gennym fodel haniaethol o gydran mewn rhwydwaith trydanol. Pan fyddwn yn cymhwyso signal rheoli o'r fath iddo, yr allbwn yw'r canlyniad canlynol ar gyfer pŵer gweithredol ac adweithiol.
Pan fyddwn yn cymhwyso'r un signal i fewnbwn model manwl, rydym yn cael canlyniadau fel y rhain.
Mae angen i ganlyniadau efelychu'r model haniaethol a manwl fod yn gyson fel y gallwn ddefnyddio'r model haniaethol i ailadrodd yn gyflym ar y model system. I wneud hyn, byddwn yn addasu paramedrau'r model haniaethol yn awtomatig nes bod y canlyniadau'n cyfateb.
I wneud hyn, byddwn yn defnyddio SDO, a all newid paramedrau'n awtomatig nes bod canlyniadau'r modelau haniaethol a manwl yn cyd-fynd.
I ffurfweddu'r gosodiadau hyn byddwn yn dilyn y camau canlynol.
- Yn gyntaf, rydym yn mewnforio allbynnau efelychu y model manwl ac yn dewis y data hyn ar gyfer amcangyfrif paramedr.
- Yna byddwn yn nodi pa baramedrau sydd angen eu ffurfweddu a gosod ystodau paramedr.
- Nesaf, byddwn yn gwerthuso'r paramedrau, gyda SDO yn addasu'r paramedrau nes bod y canlyniadau'n cyfateb.
- Yn olaf, gallwn ddefnyddio data mewnbwn arall i ddilysu canlyniadau amcangyfrif paramedr.
Gallwch gyflymu'r broses ddatblygu yn sylweddol trwy ddosbarthu efelychiadau gan ddefnyddio cyfrifiadura cyfochrog.
Gallwch redeg efelychiadau ar wahân ar wahanol greiddiau prosesydd aml-graidd neu ar glystyrau cyfrifiannu. Os oes gennych dasg sy'n gofyn ichi redeg efelychiadau lluosog - er enghraifft, dadansoddiad Monte Carlo, gosod paramedr, neu redeg cylchoedd hedfan lluosog - gallwch ddosbarthu'r efelychiadau hyn trwy eu rhedeg ar beiriant aml-graidd lleol neu glwstwr cyfrifiadurol.
Mewn llawer o achosion, ni fydd hyn yn fwy anodd nag amnewid y ddolen for yn y sgript gyda chyfochrog ar gyfer loop, parfor. Gall hyn arwain at gyflymu'r broses o redeg efelychiadau.
Mae gennym fodel o rwydwaith trydanol awyren. Hoffem brofi'r rhwydwaith hwn o dan ystod eang o amodau gweithredu - gan gynnwys cylchoedd hedfan, aflonyddwch a'r tywydd. Byddwn yn defnyddio PCT i gyflymu'r profion hyn, MATLAB i diwnio'r model ar gyfer pob prawf yr ydym am ei redeg. Yna byddwn yn dosbarthu'r efelychiadau ar draws gwahanol greiddiau fy nghyfrifiadur. Byddwn yn gweld bod profion cyfochrog yn cwblhau'n gynt o lawer na'r rhai dilyniannol.
Dyma'r camau y bydd angen i ni eu dilyn.
- Yn gyntaf, byddwn yn creu cronfa o brosesau gweithwyr, neu weithwyr MATLAB fel y'u gelwir, gan ddefnyddio'r gorchymyn parpool.
- Nesaf, byddwn yn cynhyrchu setiau paramedr ar gyfer pob prawf yr ydym am ei redeg.
- Byddwn yn rhedeg yr efelychiadau yn olynol yn gyntaf, un ar ôl y llall.
- Ac yna cymharwch hyn â rhedeg efelychiadau ochr yn ochr.
Yn ôl y canlyniadau, mae cyfanswm yr amser profi yn y modd cyfochrog tua 4 gwaith yn llai nag yn y modd dilyniannol. Gwelsom yn y graffiau fod y defnydd pŵer yn gyffredinol ar y lefel ddisgwyliedig. Mae'r brigau gweladwy yn gysylltiedig â gwahanol amodau rhwydwaith pan fydd defnyddwyr yn cael eu troi ymlaen ac i ffwrdd.
Roedd yr efelychiadau yn cynnwys llawer o brofion yr oeddem yn gallu eu rhedeg yn gyflym trwy ddosbarthu'r efelychiadau ar draws gwahanol greiddiau cyfrifiadurol. Roedd hyn yn ein galluogi i werthuso ystod wirioneddol eang o amodau hedfan.
Nawr ein bod wedi cwblhau'r rhan hon o'r broses ddatblygu, byddwn yn gweld sut y gallwn awtomeiddio creu dogfennaeth ar gyfer pob cam, sut y gallwn redeg profion yn awtomatig a dogfennu'r canlyniadau.
Mae dylunio systemau bob amser yn broses ailadroddus. Rydyn ni'n gwneud newid i brosiect, yn profi'r newid, yn gwerthuso'r canlyniadau, yna'n gwneud newid newydd. Mae'r broses o ddogfennu'r canlyniadau a'r rhesymeg dros newidiadau yn cymryd amser hir. Gallwch awtomeiddio'r broses hon gan ddefnyddio SLRG.
Gan ddefnyddio SLRG, gallwch awtomeiddio'r broses o gynnal profion ac yna casglu canlyniadau'r profion hynny ar ffurf adroddiad. Gall yr adroddiad gynnwys gwerthusiad o ganlyniadau profion, sgrinluniau o fodelau a graffiau, cod C a MATLAB.
Terfynaf drwy ddwyn i gof bwyntiau allweddol y cyflwyniad hwn.
- Gwelsom lawer o gyfleoedd i diwnio'r model i ddod o hyd i gydbwysedd rhwng ffyddlondeb model a chyflymder efelychu - gan gynnwys dulliau efelychu a lefelau tynnu model.
- Gwelsom sut y gallwn gyflymu efelychiadau gan ddefnyddio algorithmau optimeiddio a chyfrifiadura cyfochrog.
- Yn olaf, gwelsom sut y gallwn gyflymu'r broses ddatblygu trwy awtomeiddio tasgau efelychu a dadansoddi yn MATLAB.
Awdur y deunydd - Mikhail Peselnik, peiriannydd .
Dolen i'r gweminar hwn
Ffynhonnell: hab.com