Argitalpen honek webinar-aren transkripzioa eskaintzen du . Webinarra Mikhail Peselnik ingeniariak zuzendu zuen .)
Gaur ikasiko dugu ereduak sintonizatu ditzakegula simulazio-emaitzen fideltasunaren eta zehaztasunaren eta simulazio-prozesuaren abiaduraren arteko oreka optimoa lortzeko. Hau da simulazioa eraginkortasunez erabiltzeko eta zure ereduaren xehetasun-maila egin nahi duzun zereginerako egokia dela ziurtatzeko.
Honela ere ikasiko dugu:
- Nola bizkortu ditzakezun simulazioak optimizazio algoritmoak eta konputazio paraleloa erabiliz;
- Nola banatu simulazioak hainbat ordenagailu-nukleotan, parametroen estimazioa eta parametroen hautaketa bezalako zereginak bizkortuz;
- Nola bizkortu garapena MATLAB erabiliz simulazio- eta analisi-zereginak automatizatuz;
- Nola erabili MATLAB script-ak analisi harmonikoetarako eta nola dokumentatu edozein proba motaren emaitzak txostenen sorkuntza automatikoa erabiliz.
Hegazkinen sare elektrikoaren ereduaren ikuspegi orokorrarekin hasiko gara. Gure simulazio-helburuak zein diren eztabaidatuko dugu eta eredua sortzeko erabili den garapen-prozesua aztertuko dugu.
Ondoren, prozesu honen faseak igaroko ditugu, hasierako diseinua barne, non baldintzak argitzen ditugun. Diseinu xehatua - non sare elektrikoaren osagai indibidualak aztertuko ditugu eta, azkenik, diseinu xehatuaren simulazio-emaitzak erabiliko ditugu eredu abstraktuaren parametroak doitzeko. Azkenik, urrats horien guztien emaitzak nola dokumentatu ditzakezun aztertuko dugu txostenetan.
Hona hemen garatzen ari garen sistemaren irudikapen eskematiko bat. Sorgailu bat, AC bus bat, hainbat AC karga, transformadore-zuzengailu unitatea, DC bus bat eta bateria bat barne hartzen dituen hegazkin erdi eredu bat da.
Etengailuak osagaiak sare elektrikora konektatzeko erabiltzen dira. Hegaldian zehar osagaiak piztu eta itzaltzen diren heinean, baldintza elektrikoak alda daitezke. Baldintza aldakor hauetan aztertu nahi dugu hegazkinaren sare elektrikoaren erdi hori.
Hegazkinaren sistema elektriko baten eredu osoak beste osagai batzuk izan behar ditu. Ez ditugu plano erdiko eredu honetan sartu osagai horien arteko elkarrekintzak soilik aztertu nahi ditugulako. Hegazkinen eta ontzigintzan ohikoa da hori.
Simulazioaren helburuak:
- Osagai ezberdinen eskakizun elektrikoak eta horiek konektatzen dituzten linea elektrikoak zehaztea.
- Ingeniaritza diziplina ezberdinetako osagaien arteko sistema-interakzioak aztertzea, efektu elektrikoak, mekanikoak, hidraulikoak eta termikoak barne.
- Eta maila zehatzago batean, analisi harmonikoa egin.
- Baldintza aldakorretan elikadura-horniduraren kalitatea aztertzea eta sareko nodo desberdinetako tentsioak eta korronteak aztertzea.
Simulazio-helburu-multzo hau xehetasun-maila ezberdineko ereduak erabiliz hobetzen da. Ikusiko dugu garapen prozesuan goazen heinean eredu abstraktu eta zehatza izango dugula.
Eredu-aldaera ezberdin hauen simulazio-emaitzak aztertzen ditugunean, sistema-mailako ereduaren eta eredu xehatuaren emaitzak berdinak direla ikusten dugu.
Simulazioaren emaitzei hurbilagotik begiratzen badiegu, ikusiko dugu gure ereduaren bertsio zehatzean potentzia-gailuak aldatzeak eragindako dinamika gorabehera, simulazio-emaitza orokorrak berdinak direla.
Horri esker, sistema mailan iterazio azkarrak egin ditzakegu, baita sistema elektrikoaren azterketa zehatza maila pikor batean. Horrela gure helburuak modu eraginkorrean lortu ahal izango ditugu.
Orain hitz egin dezagun lanean ari garen ereduaz. Sare elektrikoko osagai bakoitzerako hainbat aukera sortu ditugu. Ebazten ari garen arazoaren arabera zein osagai aldaera erabili aukeratuko dugu.
Sareko potentzia sortzeko aukerak aztertzen ditugunean, unitate-sorgailu integratua abiadura aldagarriko ziklokonbektore motako sorgailu batekin edo DC akoplatutako maiztasun-sorgailu batekin ordezkatu dezakegu. Karga osagai abstraktuak edo zehatzak erabil ditzakegu AC zirkuitu batean.
Era berean, DC sare baterako, beste diziplina fisiko batzuen eragina kontuan hartzen duen aukera abstraktu, zehatza edo diziplina anitzekoa erabil dezakegu, hala nola mekanika, hidraulika eta tenperatura-efektuak.
Ereduari buruzko xehetasun gehiago.
Hemen sorgailua, banaketa sarea eta sareko osagaiak ikusten dituzu. Gaur egun eredua osagai abstraktuen ereduekin simulatzeko konfiguratuta dago. Eragingailua osagaiak kontsumitzen duen potentzia aktiboa eta erreaktiboa zehaztuz modelatzen da.
Eredu hau osagaien aldaera zehatzak erabiltzeko konfiguratzen badugu, eragingailua dagoeneko makina elektriko gisa modelatzen da. Iman iraunkorreko motor sinkronoa, bihurgailuak eta DC bus eta kontrol sistema ditugu. Transformadore-zuzengailu unitateari erreparatzen badiogu, potentzia elektronikan erabiltzen diren transformadore eta zubi unibertsalak erabiliz modelatzen dela ikusiko dugu.
Sistemaren aukera bat ere hauta dezakegu (TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) beste fenomeno fisiko batzuekin lotutako efektuak kontuan hartzen dituena (Fuel Pump-en). Erregai-ponparako, ponpa hidrauliko bat dugula ikusten dugu, karga hidraulikoak. Berogailuari dagokionez, osagai horren portaeran eragina duten tenperatura-efektuak kontuan hartzen ditugu tenperatura aldatzean. Gure sorgailua makina sinkrono baten bidez modelatzen da eta kontrol-sistema bat dugu makina honen tentsio-eremua ezartzeko.
Hegaldi-zikloak Flight_Cycle_Num izeneko MATLAB aldagai bat erabiliz hautatzen dira. Eta hemen sare elektrikoko zenbait osagai noiz pizten eta noiz itzaltzen diren kontrolatzen duten MATLAB lan-eremuko datuak ikusten ditugu. Diagrama honek (Plot_FC) lehen hegaldiaren zikloa erakusten du osagaiak aktibatuta edo itzalita daudenean.
Eredua Tuned bertsiora sintonizatzen badugu, script hau (Test_APN_Model_SHORT) erabil dezakegu eredua exekutatzeko eta hiru hegaldi-ziklo desberdinetan probatzeko. Lehenengo hegaldi-zikloa abian da eta sistema probatzen ari gara hainbat baldintzatan. Ondoren, eredua automatikoki konfiguratzen dugu bigarren hegaldi-ziklo bat eta hirugarren bat egiteko. Proba hauek amaitutakoan, hiru proba horien emaitzak aurreko probekin alderatuta erakusten dituen txosten bat dugu. Txostenean ereduaren pantaila-argazkiak, sorgailuaren irteeran abiadura, tentsioa eta sortutako potentzia erakusten duten grafikoen pantaila-argazkiak, aurreko probekin konparazio grafikoak, baita sare elektrikoaren kalitatearen analisiaren emaitzak ere.
Ereduaren fideltasunaren eta simulazioaren abiaduraren arteko trukaketa aurkitzea funtsezkoa da simulazioa modu eraginkorrean erabiltzeko. Zure ereduari xehetasun gehiago gehitzen dituzun heinean, eredua kalkulatzeko eta simulatzeko behar den denbora handitzen da. Garrantzitsua da eredua pertsonalizatzea konpontzen ari zaren arazo zehatzerako.
Potentziaren kalitatea bezalako xehetasunak interesatzen zaizkigunean, potentzia-elektronika aldatzea eta karga errealistak bezalako efektuak gehitzen ditugu. Hala ere, sare elektrikoko hainbat osagaik energiaren sorrera edo kontsumoa bezalako gaiak interesatzen zaizkigunean, simulazio-metodo konplexuak, karga abstraktuak eta batez besteko tentsio-ereduak erabiliko ditugu.
Mathworks produktuak erabiliz, arazoaren xehetasun-maila egokia hauta dezakezu.
Eraginkor diseinatzeko, osagaien eredu abstraktuak eta zehatzak behar ditugu. Hona hemen aukera hauek gure garapen-prozesuan nola sartzen diren:
- Lehenik eta behin, baldintzak argitzen ditugu ereduaren bertsio abstraktu bat erabiliz.
- Ondoren, eskakizun finduak erabiltzen ditugu osagaia xehetasunez diseinatzeko.
- Osagai baten bertsio abstraktu eta zehatza konbina dezakegu gure ereduan, osagaia sistema mekanikoekin eta kontrol-sistemekin konbinatu eta egiaztatzea ahalbidetuz.
- Azkenik, eredu zehatzaren simulazio-emaitzak erabil ditzakegu eredu abstraktuaren parametroak sintonizatzeko. Horrek azkar funtzionatzen duen eta emaitza zehatzak ematen dituen eredu bat emango digu.
Ikus dezakezu bi aukera hauek βsistema eta eredu xehatuaβ elkarren osagarri direla. Eskakizunak argitzeko eredu abstraktuarekin egiten dugun lanak diseinu zehatzerako beharrezkoak diren iterazioen kopurua murrizten du. Horrek gure garapen prozesua bizkortzen du. Eredu zehatzaren simulazioaren emaitzek eredu abstraktu bat ematen digute, azkar exekutatzen dena eta emaitza zehatzak sortzen dituena. Horri esker, ereduaren xehetasun-mailaren eta simulazioa egiten ari den zereginaren arteko parekatze bat lortzen dugu.
Mundu osoko enpresa askok MOS erabiltzen dute sistema konplexuak garatzeko. Airbus A380rako erregaia kudeatzeko sistema bat garatzen ari da MOPn oinarrituta. Sistema honek 20 ponpa baino gehiago eta 40 balbula baino gehiago ditu. Imajina dezakezu zenbat hutsegite-egoera izan daitezkeen. Simulazioa erabiliz, ehun mila proba baino gehiago egin ditzakete astebururo. Horrek konfiantza ematen die, hutsegite-egoera edozein dela ere, haien kontrol-sistemak hori kudeatu dezakeela.
Orain gure ereduaren ikuspegi orokorra eta gure simulazio-helburuak ikusi ditugunean, diseinu-prozesuan zehar ibiliko gara. Sistemaren eskakizunak argitzeko eredu abstraktu bat erabiltzen hasiko gara. Eskakizun findu hauek diseinu zehatzerako erabiliko dira.
Eskakizunen dokumentuak garapen prozesuan nola txertatu ikusiko dugu. Gure sistemaren baldintza guztiak zehazten dituen eskakizun dokumentu handi bat dugu. Oso zaila da eskakizunak proiektu osoarekin alderatzea eta proiektuak baldintza horiek betetzen dituela ziurtatzea.
SLVNV erabiliz, eskakizunen dokumentuak eta eredua zuzenean lotu ditzakezu Simulink-en. Estekak zuzenean sor ditzakezu eredutik zuzenean eskakizunetara. Horri esker, errazagoa da ereduaren zati jakin bat eskakizun zehatz bati lotuta dagoela egiaztatzea eta alderantziz. Komunikazio hau bi norabidekoa da. Beraz, baldintza bat aztertzen ari bagara, eredu batera azkar salto egin dezakegu baldintza hori nola betetzen den ikusteko.
Orain eskakizunen dokumentua lan-fluxuan integratu dugunez, sare elektrikoaren eskakizunak findu egingo ditugu. Zehazki, sorgailuen eta transmisio-lineen funtzionamendu-, gailur- eta diseinu-karga-eskakizunak aztertuko ditugu. Sare-baldintza ugaritan probatuko ditugu. Horiek. hegaldi-ziklo desberdinetan, karga desberdinak piztu eta itzaltzen direnean. Potentzian bakarrik zentratzen ari garenez, potentzia elektronika aldatzea alde batera utziko dugu. Horregatik, eredu abstraktuak eta simulazio-metodo sinplifikatuak erabiliko ditugu. Horrek esan nahi du eredua sintonizatuko dugula behar ez ditugun xehetasunak alde batera uzteko. Honek simulazioa azkarrago egingo du eta hegaldi-ziklo luzeetan baldintzak probatzeko aukera emango digu.
Korronte alternoko iturri bat dugu, erresistentzia, kapazitate eta induktantzia kate batetik pasatzen dena. Zirkuituan etengailu bat dago, denbora pixka bat igaro ondoren ireki eta berriro ixten dena. Simulazioa exekutatzen baduzu, emaitzak ikusi ahal izango dituzu etengabeko soluzioarekin. (V1) Etengailuaren irekierarekin eta ixtearekin lotutako oszilazioak zehaztasunez bistaratzen direla ikus dezakezu.
Orain pasa gaitezen modu diskretura. Egin klik bikoitza PowerGui blokean eta hautatu konpontzaile diskretua Solver fitxan. Ebazteko diskretua orain hautatuta dagoela ikus dezakezu. Has gaitezen simulazioa. Ikusiko duzu orain emaitzak ia berdinak direla, baina zehaztasuna aukeratutako lagin-tasaren araberakoa da.
Orain simulazio modu konplexua hauta dezaket, maiztasuna ezarri -soluzioa maiztasun jakin batean soilik lortzen baita- eta simulazioa berriro exekutatu. Seinalearen anplitudeak soilik bistaratzen direla ikusiko duzu. Bloke honetan klik eginez, hiru simulazio-moduetan eredua sekuentzialki exekutatuko duen MATLAB script bat exekuta dezaket eta ondoriozko grafikoak bata bestearen gainean marraztuko ditu. Korrontea eta tentsioa gertuagotik begiratuz gero, emaitza diskretuak etengabekoetatik hurbil daudela ikusiko dugu, baina guztiz bat datozela. Korronteari erreparatuz gero, simulazioaren modu diskretuan ohartu ez den gailur bat dagoela ikusiko duzu. Eta modu konplexuak anplitudea soilik ikusteko aukera ematen duela ikusten dugu. Ebazle-urratsari erreparatzen badiogu, ikus dezakegu ebazteko konplexuak 56 urrats besterik ez zituela behar, eta beste ebatzaileek simulazioa burutzeko askoz ere urrats gehiago behar izan zituzten. Horri esker, simulazio modu konplexua beste modu batzuk baino askoz azkarrago exekutatu zen.
Simulazio modu egokia aukeratzeaz gain, xehetasun maila egokia duten ereduak behar ditugu. Sare elektriko bateko osagaien potentzia-eskakizunak argitzeko, aplikazio orokorreko eredu abstraktuak erabiliko ditugu. Karga Dinamikoaren blokeak osagai batek sarean kontsumitzen edo sortzen duen potentzia aktiboa eta erreaktiboa zehazteko aukera ematen digu.
Potentzia erreaktibo eta aktiboaren hasierako eredu abstraktua definituko dugu, hasierako eskakizun multzo batean oinarrituta. Iturburu Ideal blokea erabiliko dugu iturri gisa. Horri esker, sareko tentsioa ezarri ahal izango duzu, eta sorgailuaren parametroak zehazteko erabil dezakezu eta zenbat potentzia sortu behar duen ulertzeko.
Ondoren, simulazioa nola erabili ikusiko duzu sorgailu baten eta transmisio-lineen potentzia-eskakizunak fintzeko.
Sareko osagaien potentzia-kalifikazioa eta potentzia-faktorea barne hartzen dituen baldintza-sorta bat dugu. Sare honek funtzionatzeko baldintza ugari ere baditugu. Hasierako eskakizun hauek hobetu nahi ditugu baldintza ugaritan probatuz. Horretarako eredua sintonizatuz egingo dugu karga eta iturri abstraktuak erabiltzeko eta eskakizunak funtzionamendu-baldintza ugaritan probatuz.
Eredua karga eta sorgailu modelo abstraktuak erabiltzeko konfiguratuko dugu, eta funtzionamendu-baldintza ugaritan sortutako eta kontsumitutako potentzia ikusiko dugu.
Orain aurrera egingo dugu diseinu zehatza. Eskakizun finduak diseinua xehatzeko erabiliko ditugu, eta osagai zehatz horiek sistemaren ereduarekin konbinatuko ditugu integrazio-arazoak detektatzeko.
Gaur egun, hainbat aukera daude hegazkin batean elektrizitatea sortzeko. Normalean sorgailua gas-turbinarekin komunikazioaren bidez gidatzen da. Turbinak maiztasun aldakorrean biratzen du. Sareak maiztasun finkoa izan behar badu, turbinaren ardatzaren abiadura aldagarritik sareko maiztasun konstante batera bihurtzea beharrezkoa da. Hau sorgailutik gorako abiadura konstanteko unitate integratua erabiliz egin daiteke, edo potentzia elektronika erabiliz maiztasun aldakorreko AC maiztasun konstante AC maiztasun konstante bihurtzeko. Frekuentzia flotagarria duten sistemak ere badaude, non sareko maiztasuna alda daitekeen eta sareko kargetan energia bihurketa gertatzen den.
Aukera horietako bakoitzak sorgailu bat eta potentzia elektronika behar ditu energia bihurtzeko.
Abiadura aldakorrean biratzen den gas turbina dugu. Turbina hau sorgailuaren ardatza biratzeko erabiltzen da, maiztasun aldakorreko korronte alternoa sortzen duena. Potentzia-elektronika aukera ezberdinak erabil daitezke maiztasun aldakor hori maiztasun finko batean bihurtzeko. Aukera ezberdin hauek ebaluatu nahi ditugu. SPS erabiliz egin daiteke.
Sistema horietako bakoitza modelatu eta simulazioak egin ditzakegu baldintza ezberdinetan, gure sistemarako zein den aukerarik onena ebaluatzeko. Goazen eredura eta ikus dezagun nola egiten den.
Hona hemen lantzen ari garen eredua. Gas-turbinaren ardatzetik abiadura aldakorra sorgailura transmititzen da. Eta ziklobihurgailua maiztasun finkoko korronte alternoa sortzeko erabiltzen da. Simulazioa exekutatzen baduzu, ereduak nola jokatzen duen ikusiko duzu. Goiko grafikoak gas-turbina baten abiadura aldakorra erakusten du. Maiztasuna aldatzen ari dela ikusten duzu. Bigarren grafikoko seinale hori hori sorgailuaren irteerako faseetako baten tentsioa da. Maiztasun finkoko korronte alterno hau abiadura aldagarritik sortzen da potentzia-elektronika erabiliz.
Ikus dezagun nola deskribatzen diren AC kargak. Gurea lanpara bati, ponpa hidrauliko bati eta eragingailu bati dago lotuta. Osagai hauek SPSko blokeak erabiliz modelatzen dira.
SPS-ko bloke horietako bakoitzak konfigurazio-ezarpenak ditu osagaien konfigurazio desberdinak egokitzeko eta zure ereduaren xehetasun-maila doitzeko.
Osagai bakoitzaren bertsio zehatza exekutatzeko ereduak konfiguratu ditugu. Beraz, potentzia handia dugu AC kargak modelatzeko eta osagai zehatzak modu diskretuan simulatuz gero, gure sare elektrikoan gertatzen ari denaren askoz xehetasun gehiago ikus ditzakegu.
Ereduaren bertsio zehatzarekin egingo dugun lanetako bat energia elektrikoaren kalitatearen azterketa da.
Karga bat sisteman sartzen denean, uhin-formaren distortsioa eragin dezake tentsio iturrian. Sinusoide ideala da hau, eta seinale hori sorgailuaren irteeran egongo da kargak konstanteak badira. Hala ere, piztu eta itzali daitezkeen osagaien kopurua handitzen den heinean, uhin-forma hori desitxuratu egin daiteke eta halako gainditze txikiak eragin ditzake.
Tentsio-iturriaren uhin-formako erpin hauek arazoak sor ditzakete. Horrek sorgailuaren gainberotzea ekar dezake potentzia-elektronika pizteagatik, korronte neutro handiak sor ditzake eta potentzia-elektronika alferrikako etetea ere eragin dezake. ez dute seinalearen errebote hori espero.
Distortsio harmonikoak AC potentzia elektrikoaren kalitatearen neurria eskaintzen du. Garrantzitsua da erlazio hori sareko baldintza aldakorren arabera neurtzea, kalitatea aldatu egingo baita aktibatu eta itzaltzen den osagaiaren arabera. Ratio hau MathWorks tresnak erabiliz neurtzen da erraza eta automatizatu daiteke probak egiteko baldintza ugaritan.
Lortu informazio gehiago THDri buruz hemen .
Jarraian, nola gauzatu ikusiko dugu energia-kalitatearen analisia simulazioa erabiliz.
Hegazkin baten sare elektrikoaren maketa dugu. Sareko hainbat karga direla eta, sorgailuaren irteerako tentsio-uhin-forma desitxuratu egiten da. Horrek elikagaien kalitatea hondatzea dakar. Karga hauek hegaldiaren zikloan zehar deskonektatu eta sarean jartzen dira.
Baldintza ezberdinetan sare honen potentzia-kalitatea ebaluatu nahi dugu. Horretarako SPS eta MATLAB erabiliko ditugu THD automatikoki kalkulatzeko. Ratioa modu interaktiboan kalkula dezakegu GUI bat erabiliz edo automatizaziorako MATLAB script bat erabili.
Itzul gaitezen eredura adibide batekin hau erakusteko. Gure hegazkinen sare elektrikoaren ereduak sorgailu batek, AC bus batek, AC kargak eta transformadore-zuzengailu batek eta DC kargak osatzen dute. Potentziaren kalitatea sareko puntu ezberdinetan neurtu nahi dugu baldintza ezberdinetan. Hasteko, hau interaktiboki nola egin erakutsiko dizut sorgailurako soilik. Ondoren, MATLAB erabiliz prozesu hau nola automatizatu erakutsiko dizut. Lehenengo simulazio bat egingo dugu THD kalkulatzeko beharrezkoak diren datuak biltzeko.
Grafiko honek (Gen1_Vab) sorgailuaren faseen arteko tentsioa erakusten du. Ikus dezakezunez, hau ez da uhin sinusoidal perfektua. Horrek esan nahi du sarearen potentzia-kalitatean sareko osagaiek eragina dutela. Simulazioa amaitutakoan, Fourier Transformazio azkarra erabiliko dugu THD kalkulatzeko. Powergui blokea irekiko dugu eta FFT azterketa tresna irekiko dugu. Ikus dezakezu tresna automatikoki kargatzen dela simulazioan grabatu ditudan datuekin. FFT leihoa hautatuko dugu, maiztasuna eta tartea zehaztu eta emaitzak bistaratuko ditugu. Distortsio harmonikoaren faktorea %2.8koa dela ikus dezakezu. Hemen ikus dezakezue hainbat harmonikoren ekarpena. Distortsio harmonikoaren koefizientea modu interaktiboan nola kalkula dezakezun ikusi duzu. Baina prozesu hau automatizatu nahiko genuke koefizientea baldintza ezberdinetan eta sareko puntu ezberdinetan kalkulatzeko.
Orain DC kargak modelatzeko dauden aukerak aztertuko ditugu.
Karga elektriko hutsak nahiz ingeniaritza arlo ezberdinetako elementuak dituzten diziplina anitzeko kargak modelatu ditzakegu, hala nola efektu elektrikoak eta termikoak, elektrikoak, mekanikoak eta hidraulikoak.
Gure DC zirkuituak transformadore-zuzengailua, lanparak, berogailua, erregai-ponpa eta bateria ditu. Eredu xehatuek beste arlo batzuetako efektuak kontuan izan ditzakete, adibidez, berogailuaren eredu batek zati elektrikoaren portaeraren aldaketak hartzen ditu kontuan tenperatura aldatzean. Erregai-ponpak beste eremu batzuetako efektuak hartzen ditu kontuan osagaiaren portaeran duten eragina ikusteko. Itzuliko naiz eredura nolakoa den erakusteko.
Hau da lan egiten dugun eredua. Ikusten duzunez, orain transformadore-zuzengailua eta DC sarea elektriko hutsak dira, hau da. eremu elektrikoaren ondorioak bakarrik hartzen dira kontuan. Sare honetako osagaien eredu elektrikoak sinplifikatu dituzte. Sistema honen aldaera bat aukeratu dezakegu (TRU DC Loads -> Multidomain) beste ingeniaritza arloetako efektuak kontuan hartzen dituena. Ikusten duzu sarean osagai berdinak ditugula, baina eredu elektriko kopuruaren ordez, beste efektu batzuk gehitu ditugu -adibidez, hiterarentzat, tenperatura-sare fisikoa, tenperaturak portaeran duen eragina kontuan hartzen duena. Ponpan orain ponpen eta sistemako beste karga batzuen eragin hidraulikoak hartzen ditugu kontuan.
Ereduan ikusten dituzun osagaiak Simscape liburutegiko blokeetatik muntatzen dira. Elektrikoa, hidraulikoa, magnetikoa eta beste diziplina batzuk kontabilizatzeko blokeak daude. Bloke hauek erabiliz, guk diziplina anitzeko deitzen ditugun ereduak sor ditzakezu, hau da. hainbat diziplina fisiko eta ingeniaritzaren ondorioak kontuan hartuta.
Beste eremu batzuetako ondorioak sare elektrikoaren ereduan integra daitezke.
Simscape blokeen liburutegiak beste domeinu batzuetako efektuak simulatzeko blokeak biltzen ditu, hala nola hidraulikoa edo tenperatura. Osagai hauek erabiliz, sareko karga errealistagoak sor ditzakezu eta, ondoren, osagai horiek funtziona dezaketen baldintzak zehatzago definitu.
Elementu hauek konbinatuz, osagai konplexuagoak sor ditzakezu, baita diziplina edo arlo pertsonalizatu berriak sor ditzakezu Simscape lengoaia erabiliz.
Osagai aurreratuagoak eta parametrizazio ezarpenak Simscape-ren luzapen espezializatuetan eskuragarri daude. Osagai konplexuagoak eta zehatzagoak eskuragarri daude liburutegi hauetan, eraginkortasun-galerak eta tenperatura-efektuak bezalako ondorioak kontuan hartuta. XNUMXD eta gorputz anitzeko sistemak ere modelatu ditzakezu SimMechanics erabiliz.
Diseinu zehatza amaituta, simulazio xehatuen emaitzak erabiliko ditugu eredu abstraktuaren parametroak doitzeko. Horrek azkar funtzionatzen duen eredu bat emango digu simulazio zehatz baten emaitzekin bat datozen emaitzak ematen dituen bitartean.
Garapen prozesua osagai abstraktu ereduekin hasi dugu. Orain eredu zehatzak ditugula, eredu abstraktu hauek antzeko emaitzak ematen dituztela ziurtatu nahiko genuke.
Berdeak jaso genituen hasierako eskakizunak erakusten ditu. Hemen urdinez ageri diren eredu abstraktuko emaitzak gorriz agertzen diren eredu zehatzaren simulazioko emaitzetatik hurbil egotea nahiko genuke.
Horretarako, eredu abstrakturako potentzia aktibo eta erreaktiboak definituko ditugu sarrerako seinalea erabiliz. Potentzia aktiboaren eta erreaktiboaren balio bereiziak erabili beharrean, eredu parametrizatua sortuko dugu eta parametro horiek egokituko ditugu, eredu abstraktuaren simulazioko potentzia aktibo eta erreaktiboaren kurbak eredu zehatzarekin bat etor daitezen.
Ondoren, eredu abstraktua nola sintonizatu daitekeen ikusiko dugu eredu zehatzaren emaitzekin bat etortzeko.
Hau da gure zeregina. Sare elektriko bateko osagai baten eredu abstraktua dugu. Horrelako kontrol-seinale bat aplikatzen diogunean, irteera potentzia aktibo eta erreaktiboaren emaitza da.
Modelo zehatz baten sarreran seinale bera aplikatzen dugunean, honelako emaitzak lortzen ditugu.
Eredu abstraktuaren eta xehatuaren simulazio-emaitzak koherenteak izan behar ditugu, eredu abstraktua erabili ahal izateko sistema-eredua azkar errepikatzeko. Horretarako, eredu abstraktuaren parametroak automatikoki egokituko ditugu emaitzak bat etorri arte.
Horretarako, SDO erabiliko dugu, parametroak automatikoki alda ditzakeena eredu abstraktuen eta xehatuen emaitzak bat etorri arte.
Ezarpen hauek konfiguratzeko, pauso hauek jarraituko ditugu.
- Lehenik eta behin, eredu xehatuaren simulazio-irteerak inportatzen ditugu eta datu hauek aukeratzen ditugu parametroen estimaziorako.
- Ondoren, zein parametro konfiguratu behar diren zehaztuko dugu eta parametro barrutiak ezarriko ditugu.
- Jarraian, parametroak ebaluatuko ditugu, SDOk parametroak egokituz emaitzak bat etorri arte.
- Azkenik, beste sarrerako datu batzuk erabil ditzakegu parametroen estimazioaren emaitzak balioztatzeko.
Garapen-prozesua nabarmen bizkortu dezakezu simulazioak konputazio paraleloa erabiliz banatuz.
Simulazio bereiziak exekutatu ditzakezu nukleo anitzeko prozesadore baten nukleo desberdinetan edo konputazio-klusteretan. Simulazio anitz exekutatu behar dituzun zereginen bat baduzu (adibidez, Monte Carloren analisia, parametroen doikuntza edo hegaldi-ziklo anitz exekutatzen), simulazio horiek banatu ditzakezu nukleo anitzeko makina lokal batean edo ordenagailu-kluster batean exekutatuta.
Kasu askotan, hau ez da zailagoa izango script-eko for begizta ordeztea baino, for begizta paralelo batekin, parfor. Honek simulazioen exekuzioan bizkortze handia ekar dezake.
Hegazkin baten sare elektrikoaren maketa dugu. Sare hau funtzionamendu-baldintza ugaritan probatu nahi dugu, hegaldi-zikloak, etenaldiak eta eguraldia barne. Proba hauek bizkortzeko PCT erabiliko dugu, MATLAB egin nahi dugun proba bakoitzaren eredua sintonizatzeko. Ondoren, simulazioak nire ordenagailuaren nukleo ezberdinetan banatuko ditugu. Proba paraleloak sekuentzialak baino askoz azkarrago betetzen direla ikusiko dugu.
Hona hemen jarraitu beharko ditugun pausoak.
- Lehenik eta behin, lan-prozesuen multzoa sortuko dugu, edo MATLAB-eko langileak deitzen direnak, parpool komandoa erabiliz.
- Ondoren, parametro multzoak sortuko ditugu egin nahi dugun proba bakoitzerako.
- Simulazioak lehenik sekuentzialki egingo ditugu, bata bestearen atzetik.
- Eta gero alderatu hau paraleloan exekutatzen diren simulazioekin.
Emaitzen arabera, probaren denbora osoa modu paraleloan modu sekuentzialean baino 4 aldiz txikiagoa da gutxi gorabehera. Grafikoetan ikusi dugu energia-kontsumoa orokorrean espero den mailan dagoela. Ikusgai dauden gailurrak sareko baldintza ezberdinekin erlazionatzen dira kontsumitzaileak piztu eta itzaltzen direnean.
Simulazioak ordenagailu nukleo ezberdinetan banatuz azkar exekutatu ahal izan genituen proba asko barne hartzen zituzten. Horri esker, hegaldi-baldintza benetan zabala ebaluatu genuen.
Garapen-prozesuaren zati hau amaituta, urrats bakoitzeko dokumentazioa nola automatizatzen dugun ikusiko dugu, probak automatikoki nola exekutatu eta emaitzak nola dokumentatu ditzakegun.
Sistemaren diseinua prozesu iteratiboa da beti. Proiektu batean aldaketa bat egiten dugu, aldaketa probatzen dugu, emaitzak ebaluatzen ditugu eta gero aldaketa berri bat egiten dugu. Aldaketen emaitzak eta arrazoiak dokumentatzeko prozesuak denbora luzea izaten du. SLRG erabiliz prozesu hau automatiza dezakezu.
SLRG erabiliz, testen exekuzioa automatiza dezakezu eta, ondoren, proba horien emaitzak txosten baten moduan bil ditzakezu. Txostenak proben emaitzen ebaluazioa, ereduen eta grafikoen pantaila-argazkiak, C eta MATLAB kodea izan ditzake.
Aurkezpen honen gakoak gogoratuz amaituko dut.
- Aukera asko ikusi genituen eredua sintonizatzeko ereduaren fideltasunaren eta simulazio-abiaduraren arteko oreka aurkitzeko, simulazio moduak eta modeloen abstrakzio-mailak barne.
- Optimizazio algoritmoak eta konputazio paraleloa erabiliz simulazioak nola bizkor ditzakegun ikusi genuen.
- Azkenik, MATLABen simulazio- eta analisi-zereginak automatizatuz garapen-prozesua nola bizkortu dezakegun ikusi dugu.
Materialaren egilea - Mikhail Peselnik, ingeniaria .
Esteka webinar honetara
Iturria: www.habr.com