Ova publikacija sadrži prijepis webinara . Webinar je vodio Mikhail Peselnik, inženjer .)
Danas ćemo naučiti da možemo podesiti modele kako bismo postigli optimalnu ravnotežu između vjernosti i točnosti rezultata simulacije i brzine procesa simulacije. Ovo je ključ učinkovitog korištenja simulacije i osiguravanja da razina detalja u vašem modelu odgovara zadatku koji namjeravate izvršiti.
Također ćemo naučiti:
- Kako možete ubrzati simulacije korištenjem optimizacijskih algoritama i paralelnog računanja;
- Kako distribuirati simulacije na više računalnih jezgri, ubrzavajući zadatke kao što su procjena parametara i odabir parametara;
- Kako ubrzati razvoj automatizacijom zadataka simulacije i analize pomoću MATLAB-a;
- Kako koristiti MATLAB skripte za harmonijsku analizu i dokumentirati rezultate bilo koje vrste ispitivanja pomoću automatskog generiranja izvješća.
Počet ćemo s pregledom modela električne mreže zrakoplova. Raspravit ćemo koji su naši ciljevi simulacije i pogledati razvojni proces koji je korišten za izradu modela.
Zatim ćemo proći kroz faze ovog procesa, uključujući početni dizajn - gdje pojašnjavamo zahtjeve. Glavni projekt - gdje ćemo promatrati pojedine komponente električne mreže, a na kraju ćemo koristiti rezultate simulacije izvedbenog projekta za podešavanje parametara apstraktnog modela. Na kraju ćemo pogledati kako možete dokumentirati rezultate svih ovih koraka u izvješćima.
Ovdje je shematski prikaz sustava koji razvijamo. Ovo je model polovice aviona koji uključuje generator, sabirnicu izmjenične struje, različita opterećenja izmjenične struje, jedinicu transformator-ispravljač, sabirnicu istosmjerne struje s različitim opterećenjima i bateriju.
Prekidači se koriste za spajanje komponenti na električnu mrežu. Kako se komponente uključuju i isključuju tijekom leta, električni uvjeti se mogu promijeniti. Želimo analizirati ovu polovicu električne mreže zrakoplova pod ovim promjenjivim uvjetima.
Kompletan model električnog sustava zrakoplova mora uključivati i druge komponente. Nismo ih uključili u ovaj model poluravni jer samo želimo analizirati interakcije između tih komponenti. To je uobičajena praksa u zrakoplovnoj i brodogradnji.
Ciljevi simulacije:
- Odredite električne zahtjeve za različite komponente kao i vodove koji ih povezuju.
- Analizirajte interakcije sustava između komponenti iz različitih inženjerskih disciplina, uključujući električne, mehaničke, hidrauličke i toplinske učinke.
- I na detaljnijoj razini, provesti harmonijsku analizu.
- Analizirati kvalitetu napajanja pod promjenjivim uvjetima i pogledati napone i struje u različitim mrežnim čvorovima.
Ovaj skup simulacijskih ciljeva najbolje se postiže korištenjem modela različitih stupnjeva detalja. Vidjet ćemo da ćemo, kako budemo prolazili kroz razvojni proces, imati apstraktan i detaljan model.
Kada pogledamo rezultate simulacije ovih različitih varijanti modela, vidimo da su rezultati modela na razini sustava i detaljnog modela isti.
Ako bolje pogledamo rezultate simulacije, vidimo da su čak i unatoč dinamici uzrokovanoj prebacivanjem energetskih uređaja u detaljnoj verziji našeg modela, ukupni rezultati simulacije isti.
To nam omogućuje izvođenje brzih iteracija na razini sustava, kao i detaljnu analizu električnog sustava na granularnoj razini. Na taj način možemo učinkovito postići svoje ciljeve.
Razgovarajmo sada o modelu s kojim radimo. Kreirali smo nekoliko opcija za svaku komponentu u električnoj mreži. Koju ćemo varijantu komponente odabrati ovisno o problemu koji rješavamo.
Kada istražujemo mogućnosti proizvodnje električne energije iz mreže, možemo zamijeniti integrirani pogonski generator s ciklokonvektorskim generatorom promjenjive brzine ili istosmjernim generatorom frekvencije. Možemo koristiti apstraktne ili detaljne komponente opterećenja u AC krugu.
Slično, za istosmjernu mrežu možemo koristiti apstraktnu, detaljnu ili multidisciplinarnu opciju koja uzima u obzir utjecaj drugih fizičkih disciplina kao što su mehanika, hidraulika i temperaturni učinci.
Više detalja o modelu.
Ovdje vidite generator, distribucijsku mrežu i komponente u mreži. Model je trenutno postavljen za simulaciju s modelima apstraktnih komponenti. Aktuator se jednostavno modelira određivanjem aktivne i jalove snage koju komponenta troši.
Ako ovaj model konfiguriramo za korištenje detaljnih varijanti komponenti, aktuator je već modeliran kao električni stroj. Imamo sinkroni motor s trajnim magnetima, pretvarače i DC sabirnicu i sustav upravljanja. Ako pogledamo jedinicu transformator-ispravljač, vidimo da je ona modelirana pomoću transformatora i univerzalnih mostova koji se koriste u energetskoj elektronici.
Također možemo odabrati opciju sustava (na TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) koja uzima u obzir učinke povezane s drugim fizičkim fenomenima (u Fuel Pump). Za pumpu goriva vidimo da imamo hidrauličku pumpu, hidraulička opterećenja. Za grijač vidimo razmatranje temperaturnih učinaka koji utječu na ponašanje te komponente pri promjeni temperature. Naš generator je modeliran korištenjem sinkronog stroja i imamo kontrolni sustav za postavljanje naponskog polja za ovaj stroj.
Ciklusi leta odabiru se pomoću MATLAB varijable pod nazivom Flight_Cycle_Num. I ovdje vidimo podatke iz radnog prostora MATLAB koji kontrolira kada se određene komponente električne mreže uključuju i isključuju. Ovaj dijagram (Plot_FC) prikazuje za prvi ciklus leta kada su komponente uključene ili isključene.
Ako prilagodimo model prilagođenoj verziji, možemo koristiti ovu skriptu (Test_APN_Model_SHORT) za pokretanje modela i testiranje u tri različita ciklusa leta. U tijeku je prvi ciklus letenja i testiramo sustav u različitim uvjetima. Zatim automatski konfiguriramo model za pokretanje drugog i trećeg ciklusa leta. Nakon završetka ovih testova, imamo izvješće koje prikazuje rezultate ova tri testa u usporedbi s prethodnim testovima. U izvješću možete vidjeti screenshotove modela, screenshotove grafova brzine, napona i generirane snage na izlazu generatora, usporedne grafove s prethodnim ispitivanjima, kao i rezultate analize kvalitete električne mreže.
Pronalaženje kompromisa između vjernosti modela i brzine simulacije ključno je za učinkovito korištenje simulacije. Kako svom modelu dodajete više detalja, vrijeme potrebno za izračun i simulaciju modela se povećava. Važno je prilagoditi model konkretnom problemu koji rješavate.
Kada nas zanimaju detalji poput kvalitete električne energije, dodajemo efekte poput prebacivanja energetske elektronike i realnih opterećenja. Međutim, kada nas zanimaju pitanja kao što su proizvodnja ili potrošnja energije od strane različitih komponenti u električnoj mreži, koristit ćemo složenu simulacijsku metodu, apstraktna opterećenja i modele prosječnog napona.
Koristeći Mathworks proizvode, možete odabrati pravu razinu detalja za problem koji imate.
Za učinkovito projektiranje potrebni su nam i apstraktni i detaljni modeli komponenti. Evo kako se te opcije uklapaju u naš proces razvoja:
- Prvo, razjašnjavamo zahtjeve pomoću apstraktne verzije modela.
- Zatim koristimo pročišćene zahtjeve za detaljno projektiranje komponente.
- Možemo kombinirati apstraktnu i detaljnu verziju komponente u našem modelu, omogućujući provjeru i kombinaciju komponente s mehaničkim sustavima i sustavima upravljanja.
- Konačno, možemo koristiti rezultate simulacije detaljnog modela za podešavanje parametara apstraktnog modela. To će nam dati model koji radi brzo i daje točne rezultate.
Možete vidjeti da se ove dvije opcije—sustav i detaljni model—nadopunjuju. Rad koji obavljamo s apstraktnim modelom kako bismo razjasnili zahtjeve smanjuje broj ponavljanja potrebnih za detaljan dizajn. To ubrzava naš proces razvoja. Rezultati simulacije detaljnog modela daju nam apstraktni model koji radi brzo i daje točne rezultate. To nam omogućuje postizanje podudaranja između razine detalja modela i zadatka koji simulacija obavlja.
Mnoge tvrtke diljem svijeta koriste MOS za razvoj složenih sustava. Airbus razvija sustav upravljanja gorivom za A380 temeljen na MOP-u. Ovaj sustav sadrži više od 20 pumpi i više od 40 ventila. Možete zamisliti koliko se različitih scenarija kvarova može dogoditi. Koristeći simulaciju, mogu pokrenuti više od sto tisuća testova svakog vikenda. To im daje povjerenje da, bez obzira na scenarij kvara, njihov kontrolni sustav to može podnijeti.
Sada kada smo vidjeli pregled našeg modela i naše ciljeve simulacije, proći ćemo kroz proces dizajna. Počet ćemo korištenjem apstraktnog modela kako bismo pojasnili sistemske zahtjeve. Ovi pročišćeni zahtjevi koristit će se za detaljni dizajn.
Vidjet ćemo kako integrirati dokumente zahtjeva u razvojni proces. Imamo veliki dokument sa zahtjevima koji ocrtava sve zahtjeve za naš sustav. Vrlo je teško usporediti zahtjeve s projektom u cjelini i uvjeriti se da projekt ispunjava te zahtjeve.
Koristeći SLVNV, možete izravno povezati dokumente zahtjeva i model u Simulinku. Možete stvoriti veze izravno iz modela izravno na zahtjeve. To olakšava provjeru da li se određeni dio modela odnosi na određeni zahtjev i obrnuto. Ova komunikacija je dvosmjerna. Dakle, ako gledamo zahtjev, možemo brzo prijeći na model da vidimo kako je taj zahtjev ispunjen.
Sada kada smo dokument sa zahtjevima integrirali u tijek rada, doradit ćemo zahtjeve za električnu mrežu. Konkretno, pogledat ćemo radne, vršne i projektne zahtjeve opterećenja za generatore i dalekovode. Testirat ćemo ih u širokom rasponu mrežnih uvjeta. Oni. tijekom različitih ciklusa leta, kada se različita opterećenja uključuju i isključuju. Budući da se fokusiramo samo na snagu, zanemarit ćemo prebacivanje u energetskoj elektronici. Stoga ćemo koristiti apstraktne modele i pojednostavljene metode simulacije. To znači da ćemo podesiti model tako da zanemari detalje koji nam nisu potrebni. To će ubrzati simulaciju i omogućiti nam testiranje uvjeta tijekom dugih ciklusa leta.
Imamo izvor izmjenične struje koji prolazi kroz lanac otpora, kapaciteta i induktiviteta. U strujnom krugu postoji prekidač koji se nakon nekog vremena otvara i zatim ponovno zatvara. Ako pokrenete simulaciju, možete vidjeti rezultate pomoću kontinuiranog rješavača. (V1) Možete vidjeti da su oscilacije povezane s otvaranjem i zatvaranjem prekidača točno prikazane.
Prijeđimo sada na diskretni način rada. Dvaput kliknite na PowerGui blok i odaberite diskretni rješavač na kartici Solver. Možete vidjeti da je diskretni rješavač sada odabran. Započnimo simulaciju. Vidjet ćete da su rezultati sada gotovo isti, ali točnost ovisi o odabranoj brzini uzorkovanja.
Sada mogu odabrati način složene simulacije, postaviti frekvenciju - budući da se rješenje dobiva samo na određenoj frekvenciji - i ponovno pokrenuti simulaciju. Vidjet ćete da su prikazane samo amplitude signala. Klikom na ovaj blok, mogu pokrenuti MATLAB skriptu koja će pokrenuti model uzastopno u sva tri načina simulacije i nacrtati rezultirajuće crteže jedan na drugi. Promotrimo li pobliže struju i napon, vidjet ćemo da su diskretni rezultati bliski kontinuiranim, ali se u potpunosti podudaraju. Ako pogledate struju, možete vidjeti da postoji vrh koji nije zabilježen u diskretnom načinu simulacije. I vidimo da vam složeni način rada omogućuje da vidite samo amplitudu. Ako pogledate korak rješavača, možete vidjeti da je složeni rješavač zahtijevao samo 56 koraka, dok su drugi rješavači zahtijevali puno više koraka za dovršetak simulacije. To je omogućilo složenom načinu simulacije da radi mnogo brže od ostalih načina.
Osim odabira odgovarajućeg načina simulacije, potrebni su nam modeli s odgovarajućom razinom detalja. Kako bismo pojasnili zahtjeve za snagom komponenti u električnoj mreži, koristit ćemo se apstraktnim modelima opće primjene. Blok dinamičkog opterećenja omogućuje nam da odredimo aktivnu i jalovu snagu koju komponenta troši ili stvara u mreži.
Definirat ćemo početni apstraktni model za jalovu i djelatnu snagu na temelju početnog skupa zahtjeva. Kao izvor ćemo koristiti blok Ideal source. To će vam omogućiti da postavite napon na mreži, a pomoću toga možete odrediti parametre generatora i shvatiti koliko snage treba proizvesti.
Zatim ćete vidjeti kako koristiti simulaciju za preciziranje zahtjeva za napajanje generatora i dalekovoda.
Imamo početni skup zahtjeva koji uključuju nazivnu snagu i faktor snage za komponente u mreži. Također imamo niz uvjeta u kojima ova mreža može raditi. Želimo poboljšati ove početne zahtjeve testiranjem u širokom rasponu uvjeta. To ćemo učiniti podešavanjem modela za korištenje apstraktnih opterećenja i izvora i testiranjem zahtjeva u širokom rasponu radnih uvjeta.
Konfigurirat ćemo model da koristi apstraktne modele opterećenja i generatora i vidjeti generiranu i potrošenu snagu u širokom rasponu radnih uvjeta.
Sada ćemo prijeći na detaljni dizajn. Koristit ćemo pročišćene zahtjeve za detaljiziranje dizajna i kombinirat ćemo te detaljne komponente s modelom sustava kako bismo otkrili probleme integracije.
Danas je dostupno nekoliko opcija za proizvodnju električne energije u zrakoplovu. Tipično se generator pokreće komunikacijom s plinskom turbinom. Turbina se okreće promjenjivom frekvencijom. Ako mreža mora imati fiksnu frekvenciju, tada je potrebna pretvorba iz promjenjive brzine turbinske osovine u konstantnu frekvenciju u mreži. To se može učiniti korištenjem integriranog pogona konstantne brzine ispred generatora ili korištenjem energetske elektronike za pretvaranje AC promjenjive frekvencije u AC konstantne frekvencije. Postoje i sustavi s promjenjivom frekvencijom, gdje se frekvencija u mreži može mijenjati, a pretvorba energije se događa na opterećenjima u mreži.
Svaka od ovih opcija zahtijeva generator i energetsku elektroniku za pretvorbu energije.
Imamo plinsku turbinu koja se okreće promjenjivom brzinom. Ova turbina služi za rotaciju osovine generatora, koja proizvodi izmjeničnu struju promjenjive frekvencije. Različite opcije energetske elektronike mogu se koristiti za pretvaranje ove varijabilne frekvencije u fiksnu frekvenciju. Željeli bismo procijeniti ove različite opcije. To se može učiniti pomoću SPS-a.
Možemo modelirati svaki od ovih sustava i pokrenuti simulacije pod različitim uvjetima kako bismo procijenili koja je opcija najbolja za naš sustav. Prijeđimo na model i vidimo kako se to radi.
Evo modela s kojim radimo. Promjenjiva brzina s osovine plinske turbine prenosi se na generator. A ciklopretvarač se koristi za proizvodnju izmjenične struje fiksne frekvencije. Ako pokrenete simulaciju, vidjet ćete kako se model ponaša. Gornji grafikon prikazuje promjenjivu brzinu plinske turbine. Vidite da se frekvencija mijenja. Ovaj žuti signal na drugom grafikonu je napon iz jedne od faza na izlazu generatora. Ova izmjenična struja fiksne frekvencije stvara se iz promjenjive brzine pomoću energetske elektronike.
Pogledajmo kako su opisana AC opterećenja. Naš je spojen na svjetiljku, hidrauličku pumpu i aktuator. Ove komponente su modelirane pomoću blokova iz SPS-a.
Svaki od ovih blokova u SPS-u uključuje konfiguracijske postavke koje vam omogućuju prilagođavanje različitih konfiguracija komponenti i prilagodbu razine detalja u vašem modelu.
Konfigurirali smo modele za pokretanje detaljne verzije svake komponente. Dakle, imamo puno snage za modeliranje AC opterećenja i simuliranjem detaljnih komponenti u diskretnom načinu rada možemo vidjeti puno više detalja o tome što se događa u našoj električnoj mreži.
Jedan od zadataka koje ćemo obavljati detaljnom verzijom modela je analiza kvalitete električne energije.
Kada se opterećenje uvede u sustav, ono može uzrokovati izobličenje valnog oblika na izvoru napona. Ovo je idealna sinusoida, a takav će signal biti na izlazu generatora ako su opterećenja konstantna. Međutim, kako se broj komponenti koje se mogu uključiti i isključiti povećava, ovaj valni oblik može postati iskrivljen i rezultirati tako malim prekoračenjima.
Ovi skokovi u valnom obliku na izvoru napona mogu uzrokovati probleme. To može dovesti do pregrijavanja generatora zbog uključivanja u energetskoj elektronici, može stvoriti velike neutralne struje, a također uzrokovati nepotrebno uključivanje u energetskoj elektronici jer ne očekuju ovo odbijanje signala.
Harmonijsko izobličenje nudi mjeru kvalitete AC električne energije. Važno je izmjeriti ovaj omjer u promjenjivim mrežnim uvjetima jer će kvaliteta varirati ovisno o tome koja je komponenta uključena i isključena. Ovaj omjer lako je izmjeriti pomoću MathWorks alata i može se automatizirati za testiranje u širokom rasponu uvjeta.
Saznajte više o THD-u na .
Zatim ćemo vidjeti kako to izvesti analiza kvalitete električne energije pomoću simulacije.
Imamo model električne mreže zrakoplova. Zbog različitih opterećenja u mreži, valni oblik napona na izlazu generatora je izobličen. To dovodi do pogoršanja kvalitete hrane. Ta se opterećenja isključuju i povezuju u različito vrijeme tijekom ciklusa leta.
Želimo procijeniti kvalitetu električne energije ove mreže pod različitim uvjetima. Za ovo ćemo koristiti SPS i MATLAB za automatski proračun THD-a. Možemo izračunati omjer interaktivno koristeći GUI ili koristiti MATLAB skriptu za automatizaciju.
Vratimo se modelu da vam to pokažemo na primjeru. Naš model električne mreže zrakoplova sastoji se od generatora, izmjenične sabirnice, izmjeničnih trošila i transformatora-ispravljača i istosmjernih trošila. Želimo mjeriti kvalitetu električne energije na različitim točkama u mreži pod različitim uvjetima. Za početak, pokazat ću vam kako to učiniti interaktivno samo za generator. Zatim ću vam pokazati kako automatizirati ovaj proces koristeći MATLAB. Prvo ćemo pokrenuti simulaciju kako bismo prikupili podatke potrebne za izračun THD-a.
Ovaj grafikon (Gen1_Vab) prikazuje napon između faza generatora. Kao što vidite, ovo nije savršen sinusni val. To znači da na kvalitetu električne energije mreže utječu komponente mreže. Kada je simulacija gotova, koristit ćemo brzu Fourierovu transformaciju za izračunavanje THD-a. Otvorit ćemo powergui blok i otvoriti alat za FFT analizu. Možete vidjeti da se alat automatski učitava s podacima koje sam zabilježio tijekom simulacije. Odabrat ćemo FFT prozor, odrediti frekvenciju i raspon i prikazati rezultate. Možete vidjeti da je faktor harmonijskog izobličenja 2.8%. Ovdje možete vidjeti doprinos različitih harmonika. Vidjeli ste kako možete interaktivno izračunati koeficijent harmonijskog izobličenja. Ali željeli bismo automatizirati ovaj proces kako bismo izračunali koeficijent pod različitim uvjetima i na različitim točkama u mreži.
Sada ćemo pogledati dostupne opcije za modeliranje istosmjernih opterećenja.
Možemo modelirati čista električna opterećenja kao i multidisciplinarna opterećenja koja sadrže elemente iz različitih inženjerskih područja, kao što su električni i toplinski učinci, električni, mehanički i hidraulički.
Naš istosmjerni krug uključuje transformator-ispravljač, lampe, grijač, pumpu za gorivo i bateriju. Detaljni modeli mogu uzeti u obzir učinke iz drugih područja, na primjer, model grijača uzima u obzir promjene u ponašanju električnog dijela s promjenama temperature. Pumpa za gorivo uzima u obzir učinke iz drugih područja kako bi također vidjela njihov utjecaj na ponašanje komponente. Vratit ću se modelu da vam pokažem kako izgleda.
Ovo je model s kojim radimo. Kao što vidite, sada su transformator-ispravljač i istosmjerna mreža čisto električni, tj. u obzir se uzimaju samo učinci iz električne domene. Oni su pojednostavili električne modele komponenti u ovoj mreži. Možemo odabrati varijantu ovog sustava (TRU DC Loads -> Multidomain) koja uzima u obzir učinke iz drugih inženjerskih polja. Vidite da u mreži imamo iste komponente, ali umjesto broja električnih modela, dodali smo druge efekte - na primjer, za hiter, temperaturnu fizičku mrežu koja uzima u obzir utjecaj temperature na ponašanje. U pumpi sada uzimamo u obzir hidrauličke učinke pumpi i drugih opterećenja u sustavu.
Komponente koje vidite u modelu sastavljene su od blokova knjižnice Simscape. Postoje blokovi za obračun električnih, hidrauličkih, magnetskih i drugih disciplina. Pomoću ovih blokova možete kreirati modele koje nazivamo multidisciplinarnim, tj. uzimajući u obzir učinke iz različitih fizikalnih i inženjerskih disciplina.
Učinci iz drugih područja mogu se integrirati u model električne mreže.
Knjižnica blokova Simscape uključuje blokove za simulaciju učinaka iz drugih domena, poput hidraulike ili temperature. Korištenjem ovih komponenti možete stvoriti realističnija mrežna opterećenja, a zatim točnije definirati uvjete pod kojima te komponente mogu raditi.
Kombiniranjem ovih elemenata možete stvoriti složenije komponente, kao i stvoriti nove prilagođene discipline ili područja koristeći Simscape jezik.
Naprednije komponente i postavke parametara dostupne su u specijaliziranim Simscape ekstenzijama. Složenije i detaljnije komponente dostupne su u ovim bibliotekama, uzimajući u obzir učinke kao što su gubici učinkovitosti i temperaturni učinci. Također možete modelirati XNUMXD i sustave s više tijela koristeći SimMechanics.
Sada kada smo dovršili detaljni dizajn, koristit ćemo se rezultatima detaljnih simulacija za prilagodbu parametara apstraktnog modela. To će nam dati model koji radi brzo, a opet daje rezultate koji odgovaraju rezultatima detaljne simulacije.
Započeli smo proces razvoja s modelima apstraktnih komponenti. Sada kada imamo detaljne modele, htjeli bismo biti sigurni da ti apstraktni modeli daju slične rezultate.
Zeleno pokazuje početne zahtjeve koje smo primili. Željeli bismo da rezultati apstraktnog modela, ovdje prikazanog plavom bojom, budu slični rezultatima detaljne simulacije modela, prikazanoj crvenom bojom.
Da bismo to učinili, definirat ćemo aktivnu i jalovu snagu za apstraktni model koristeći ulazni signal. Umjesto korištenja odvojenih vrijednosti za aktivnu i jalovu snagu, izradit ćemo parametrizirani model i prilagoditi ove parametre tako da krivulje aktivne i jalove snage iz simulacije apstraktnog modela odgovaraju detaljnom modelu.
Zatim ćemo vidjeti kako se apstraktni model može podesiti da odgovara rezultatima detaljnog modela.
To je naš zadatak. Imamo apstraktni model komponente u električnoj mreži. Kada na njega primijenimo takav upravljački signal, izlaz je sljedeći rezultat za djelatnu i jalovu snagu.
Kada primijenimo isti signal na ulaz detaljnog modela, dobivamo rezultate poput ovih.
Trebaju nam konzistentni rezultati simulacije apstraktnog i detaljnog modela kako bismo mogli koristiti apstraktni model za brzo ponavljanje modela sustava. Da bismo to učinili, automatski ćemo prilagoditi parametre apstraktnog modela dok se rezultati ne poklope.
Da bismo to učinili, koristit ćemo SDO, koji može automatski mijenjati parametre dok se rezultati apstraktnog i detaljnog modela ne podudaraju.
Da bismo konfigurirali ove postavke, slijedit ćemo sljedeće korake.
- Prvo uvozimo simulacijske izlaze detaljnog modela i odabiremo te podatke za procjenu parametara.
- Zatim ćemo odrediti koje parametre je potrebno konfigurirati i postaviti raspone parametara.
- Zatim ćemo procijeniti parametre, a SDO će prilagođavati parametre dok se rezultati ne poklope.
- Konačno, možemo koristiti druge ulazne podatke za provjeru valjanosti rezultata procjene parametara.
Možete značajno ubrzati razvojni proces distribucijom simulacija pomoću paralelnog računanja.
Možete pokrenuti zasebne simulacije na različitim jezgrama višejezgrenog procesora ili na računalnim klasterima. Ako imate zadatak koji od vas zahtijeva pokretanje više simulacija—na primjer, Monte Carlo analiza, prilagođavanje parametara ili izvođenje višestrukih ciklusa letenja—možete distribuirati te simulacije tako što ćete ih pokrenuti na lokalnom višejezgrenom računalu ili klasteru računala.
U mnogim slučajevima to neće biti ništa teže od zamjene for petlje u skripti s paralelnom for petljom, parfor. To može dovesti do značajnog ubrzanja pokretanja simulacija.
Imamo model električne mreže zrakoplova. Željeli bismo testirati ovu mrežu u širokom rasponu radnih uvjeta - uključujući cikluse leta, smetnje i vremenske prilike. Koristit ćemo PCT za ubrzavanje ovih testova, MATLAB za podešavanje modela za svaki test koji želimo pokrenuti. Zatim ćemo distribuirati simulacije kroz različite jezgre mog računala. Vidjet ćemo da se paralelni testovi završavaju mnogo brže od sekvencijalnih.
Evo koraka koje ćemo morati slijediti.
- Prvo ćemo stvoriti skup radnih procesa, ili takozvane MATLAB radnike, pomoću naredbe parpool.
- Zatim ćemo generirati skupove parametara za svaki test koji želimo pokrenuti.
- Prvo ćemo pokrenuti simulacije uzastopno, jednu za drugom.
- Zatim to usporedite s paralelnim izvođenjem simulacija.
Prema rezultatima, ukupno vrijeme testiranja u paralelnom načinu je približno 4 puta manje nego u sekvencijalnom načinu. Na grafikonima smo vidjeli da je potrošnja energije uglavnom na očekivanoj razini. Vidljivi vrhovi povezani su s različitim mrežnim uvjetima kada su potrošači uključeni i isključeni.
Simulacije su uključivale mnoge testove koje smo mogli brzo pokrenuti distribucijom simulacija na različite računalne jezgre. To nam je omogućilo da procijenimo zaista širok raspon uvjeta leta.
Sada kada smo dovršili ovaj dio razvojnog procesa, vidjet ćemo kako možemo automatizirati izradu dokumentacije za svaki korak, kako možemo automatski pokretati testove i dokumentirati rezultate.
Dizajn sustava uvijek je iterativni proces. Unosimo izmjene u projekt, testiramo promjenu, procjenjujemo rezultate, zatim radimo novu promjenu. Proces dokumentiranja rezultata i obrazloženja promjena traje dugo. Ovaj proces možete automatizirati pomoću SLRG-a.
Pomoću SLRG-a možete automatizirati izvođenje testova i potom prikupiti rezultate tih testova u obliku izvješća. Izvješće može uključivati procjenu rezultata testa, snimke zaslona modela i grafikona, C i MATLAB kod.
Zaključit ću podsjećanjem na ključne točke ovog izlaganja.
- Vidjeli smo mnoge prilike za podešavanje modela kako bismo pronašli ravnotežu između vjernosti modela i brzine simulacije—uključujući načine simulacije i razine apstrakcije modela.
- Vidjeli smo kako možemo ubrzati simulacije pomoću optimizacijskih algoritama i paralelnog računanja.
- Konačno, vidjeli smo kako možemo ubrzati razvojni proces automatiziranjem zadataka simulacije i analize u MATLAB-u.
Autor materijala — Mihail Peselnik, inženjer .
Link na ovaj webinar
Izvor: www.habr.com