Að hanna rafmagnsnet flugvéla með því að nota líkanabyggða hönnun

Þetta rit veitir uppskrift af vefnámskeiðinu „Þróun rafkerfis flugvéla með því að nota líkanatengda hönnun“. Vefnámskeiðið var stjórnað af Mikhail Peselnik, verkfræðingi Sýnandi CITM.)

Í dag munum við læra að við getum stillt líkön til að ná ákjósanlegu jafnvægi á milli tryggðar og nákvæmni uppgerðarniðurstaðna og hraða uppgerðarinnar. Þetta er lykillinn að því að nota uppgerð á áhrifaríkan hátt og tryggja að smáatriðin í líkaninu þínu sé viðeigandi fyrir verkefnið sem þú ætlar að framkvæma.

Við munum einnig læra:

• Hvernig þú getur flýtt fyrir uppgerðum með því að nota hagræðingaralgrím og samhliða tölvuvinnslu;
• Hvernig á að dreifa uppgerðum yfir marga tölvukjarna, flýta fyrir verkefnum eins og mati á færibreytum og vali á færibreytum;
• Hvernig á að flýta fyrir þróun með því að gera sjálfvirkan uppgerð og greiningarverkefni með MATLAB;
• Hvernig á að nota MATLAB forskriftir fyrir harmonic greiningu og skjalfesta niðurstöður hvers kyns prófunar með því að nota sjálfvirka skýrslugerð.

Við byrjum á yfirliti yfir rafnetslíkan flugvéla. Við ræðum hver hermimarkmið okkar eru og skoðum þróunarferlið sem var notað til að búa til líkanið.

Við munum síðan fara í gegnum stig þessa ferlis, þar á meðal frumhönnun - þar sem við skýrum kröfurnar. Ítarleg hönnun - þar sem við munum skoða einstaka þætti rafnetsins og að lokum munum við nota uppgerð niðurstöður ítarlegrar hönnunar til að stilla færibreytur abstrakt líkansins. Að lokum munum við skoða hvernig þú getur skjalfest niðurstöður allra þessara skrefa í skýrslum.

Hér er skýringarmynd af kerfinu sem við erum að þróa. Þetta er hálf flugvélargerð sem inniheldur rafall, riðstraum, ýmis riðstraumsálag, spenni-afriðaraeiningu, jafnstraumsrútu með ýmsum álagi og rafhlöðu.

Rofar eru notaðir til að tengja íhluti við rafnetið. Þegar kveikt og slökkt er á íhlutum meðan á flugi stendur geta rafmagnsaðstæður breyst. Við viljum greina þennan helming rafmagnskerfis flugvélarinnar við þessar breyttu aðstæður.

Heildarlíkan af rafkerfi loftfars verður að innihalda aðra íhluti. Við höfum ekki tekið þau með í þessu hálfplans líkani vegna þess að við viljum aðeins greina víxlverkun þessara þátta. Þetta er algengt í flugvélum og skipasmíði.

Hermimarkmið:

• Ákvarða rafmagnskröfur fyrir hina ýmsu íhluti sem og raflínur sem tengja þá saman.
• Greindu kerfissamskipti milli íhluta úr mismunandi verkfræðigreinum, þar á meðal rafmagns-, vélrænni-, vökva- og varmaáhrifum.
• Og á ítarlegri stigi, framkvæma harmonic greiningu.
• Greindu gæði aflgjafa við breyttar aðstæður og skoðaðu spennu og strauma í mismunandi nethnútum.

Þessu setti af hermimarkmiðum er best þjónað með því að nota líkön af mismunandi smáatriðum. Við munum sjá að þegar við förum í gegnum þróunarferlið munum við hafa ágrip og ítarlegt líkan.

Þegar við skoðum eftirlíkingarniðurstöður þessara mismunandi líkanaafbrigða sjáum við að niðurstöður kerfislíkans og nákvæma líkansins eru þær sömu.

Ef við skoðum nánar niðurstöður hermisins sjáum við að jafnvel þrátt fyrir gangverkið sem orsakast af því að skipta um rafmagnstæki í ítarlegri útgáfu líkansins okkar, eru heildarniðurstöður uppgerðarinnar þær sömu.

Þetta gerir okkur kleift að framkvæma hraðar endurtekningar á kerfisstigi, sem og nákvæma greiningu á rafkerfinu á kornuðu stigi. Þannig getum við náð markmiðum okkar á áhrifaríkan hátt.

Nú skulum við tala um líkanið sem við erum að vinna með. Við höfum búið til nokkra möguleika fyrir hvern íhlut í rafkerfinu. Við munum velja hvaða íhlutaafbrigði á að nota eftir því vandamáli sem við erum að leysa.

Þegar við könnum möguleika á raforkuframleiðslu, getum við skipt út samþætta drifrafallinu fyrir sýklóconvector gerð breytilegra hraða rafalls eða DC tengda tíðni rafall. Við getum notað abstrakt eða nákvæma álagsíhluti í AC hringrás.

Á sama hátt, fyrir DC net, getum við notað óhlutbundinn, ítarlegan eða þverfaglegan valkost sem tekur tillit til áhrifa annarra eðlisfræðigreina eins og vélfræði, vökvafræði og hitaáhrifa.

Nánari upplýsingar um líkanið.

Hér sérðu rafalann, dreifikerfið og íhlutina í netinu. Líkanið er nú sett upp fyrir hermun með óhlutbundnum líkönum. Stýribúnaðurinn er mótaður einfaldlega með því að tilgreina virka og hvarfkrafta sem íhluturinn eyðir.

Ef við stillum þetta líkan til að nota ítarlegar íhlutaafbrigði, þá er stýrivélin þegar gerð sem rafvél. Við höfum varanlegan segulsamstilltan mótor, breyta og DC strætó og stjórnkerfi. Ef við skoðum spenni-afriðlareininguna sjáum við að hún er gerð með spennum og alhliða brýr sem eru notaðar í rafeindatækni.

Við getum líka valið kerfisvalkost (á TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) sem tekur tillit til áhrifa sem tengjast öðrum líkamlegum fyrirbærum (í Fuel Pump). Fyrir eldsneytisdæluna sjáum við að við erum með vökvadælu, vökvaálag. Fyrir hitara sjáum við tillit til hitastigsáhrifa sem hafa áhrif á hegðun þess íhluta þegar hitastigið breytist. Rafallinn okkar er gerður með samstilltri vél og við höfum stjórnkerfi til að stilla spennusviðið fyrir þessa vél.

Fluglotur eru valdar með því að nota MATLAB breytu sem heitir Flight_Cycle_Num. Og hér sjáum við gögn frá MATLAB vinnusvæðinu sem stjórnar því hvenær ákveðnir rafnetsíhlutir kveikja og slökkva á sér. Þessi söguþráður (Plot_FC) sýnir fyrir fyrstu fluglotu þegar kveikt eða slökkt er á íhlutum.

Ef við stillum líkanið á Tuned útgáfuna getum við notað þetta handrit (Test_APN_Model_SHORT) til að keyra líkanið og prófa það í þremur mismunandi fluglotum. Fyrsta flugferlið er í gangi og við erum að prófa kerfið við ýmsar aðstæður. Við stillum síðan líkanið sjálfkrafa til að keyra aðra fluglotu og þá þriðju. Þegar þessum prófunum er lokið höfum við skýrslu sem sýnir niðurstöður þessara þriggja prófa samanborið við fyrri prófunarkeyrslur. Í skýrslunni má sjá skjáskot af líkaninu, skjáskot af línuritum sem sýna hraða, spennu og framleitt afl við úttak rafala, samanburðarlínur við fyrri prófanir, svo og niðurstöður úr greiningu á gæðum rafkerfisins.

Að finna málamiðlun milli tryggðar líkana og uppgerðshraða er lykillinn að því að nota uppgerð á áhrifaríkan hátt. Eftir því sem þú bætir fleiri upplýsingum við líkanið þitt eykst tíminn sem þarf til að reikna út og líkja eftir líkaninu. Það er mikilvægt að sérsníða líkanið að því tiltekna vandamáli sem þú ert að leysa.

Þegar við höfum áhuga á smáatriðum eins og orkugæðum bætum við við áhrifum eins og rafeindaskipti og raunhæfu álagi. Hins vegar, þegar við höfum áhuga á málefnum eins og framleiðslu eða neyslu orku með ýmsum íhlutum í rafmagnsnetinu, munum við nota flókna hermiaðferð, óhlutbundið álag og meðalspennulíkön.

Með því að nota Mathworks vörurnar geturðu valið rétta smáatriðin fyrir vandamálið sem fyrir hendi er.

Til að hanna á áhrifaríkan hátt þurfum við bæði abstrakt og nákvæm líkön af íhlutum. Svona passa þessir valkostir inn í þróunarferli okkar:

• Í fyrsta lagi skýrum við kröfurnar með því að nota abstrakt útgáfu af líkaninu.
• Við notum síðan fíngerðar kröfur til að hanna íhlutinn í smáatriðum.
• Við getum sameinað óhlutbundna og nákvæma útgáfu af íhlut í líkaninu okkar, sem gerir kleift að sannprófa og sameina íhlutinn við vélræn kerfi og stjórnkerfi.
• Að lokum getum við notað eftirlíkingarniðurstöður nákvæma líkansins til að stilla færibreytur abstrakt líkansins. Þetta mun gefa okkur líkan sem keyrir hratt og gefur nákvæmar niðurstöður.

Þú getur séð að þessir tveir valkostir - kerfi og ítarlegt líkan - bæta hver annan upp. Vinnan sem við gerum með abstrakt líkaninu til að skýra kröfur dregur úr fjölda endurtekninga sem þarf fyrir nákvæma hönnun. Þetta flýtir fyrir þróunarferlinu okkar. Herminiðurstöður ítarlega líkansins gefa okkur abstrakt líkan sem keyrir hratt og gefur nákvæmar niðurstöður. Þetta gerir okkur kleift að ná samsvörun á milli smáatriðis líkansins og verkefnisins sem uppgerðin er að framkvæma.

Mörg fyrirtæki um allan heim nota MOS til að þróa flókin kerfi. Airbus er að þróa eldsneytisstjórnunarkerfi fyrir A380 sem byggir á MOP. Þetta kerfi inniheldur meira en 20 dælur og meira en 40 ventla. Þú getur ímyndað þér fjölda mismunandi bilunaratburða sem gætu átt sér stað. Með því að nota uppgerð geta þeir keyrt yfir hundrað þúsund próf um hverja helgi. Þetta gefur þeim fullvissu um að, óháð bilunaratburðarásinni, geti stjórnkerfi þeirra séð um það.

Nú þegar við höfum séð yfirlit yfir líkanið okkar og hermimarkmið okkar, munum við ganga í gegnum hönnunarferlið. Við byrjum á því að nota abstrakt líkan til að skýra kerfiskröfurnar. Þessar fáguðu kröfur verða notaðar fyrir ítarlega hönnun.

Við munum sjá hvernig á að samþætta kröfur skjöl í þróunarferlinu. Við erum með stórt kröfuskjal sem lýsir öllum kröfum fyrir kerfið okkar. Mjög erfitt er að bera kröfurnar saman við verkefnið í heild sinni og ganga úr skugga um að verkefnið standist þessar kröfur.

Með því að nota SLVNV er hægt að tengja kröfuskjöl beint og líkanið í Simulink. Þú getur búið til tengla beint úr líkaninu beint á kröfurnar. Þetta gerir það auðveldara að sannreyna að ákveðinn hluti líkansins tengist tiltekinni kröfu og öfugt. Þessi samskipti eru tvíhliða. Þannig að ef við erum að skoða kröfu, getum við fljótt hoppað yfir í líkan til að sjá hvernig þeirri kröfu er uppfyllt.

Nú þegar við höfum samþætt kröfuskjalið inn í verkflæðið munum við betrumbæta kröfurnar fyrir rafnetið. Nánar tiltekið munum við skoða rekstrar-, hámarks- og hönnunarálagskröfur fyrir rafala og flutningslínur. Við munum prófa þau yfir margs konar netskilyrði. Þeir. á mismunandi flugferlum, þegar kveikt og slökkt er á mismunandi álagi. Þar sem við einblínum aðeins á orku, munum við vanrækja að skipta um rafeindatækni. Þess vegna munum við nota óhlutbundin líkön og einfaldaðar hermiaðferðir. Þetta þýðir að við munum stilla líkanið til að hunsa smáatriði sem við þurfum ekki. Þetta mun gera uppgerðina hraðari og gera okkur kleift að prófa aðstæður á löngum flugferlum.

Við höfum riðstraumsgjafa sem fer í gegnum keðju viðnáms, rafrýma og inductances. Það er rofi í hringrásinni sem opnast eftir nokkurn tíma og lokar svo aftur. Ef þú keyrir uppgerðina geturðu séð niðurstöðurnar með samfellda leysinum. (V1) Þú getur séð að sveiflur sem tengjast opnun og lokun rofans eru sýndar nákvæmlega.

Nú skulum við skipta yfir í stakan ham. Tvísmelltu á PowerGui blokkina og veldu staka leysirinn í Solver flipanum. Þú getur séð að staki leysirinn er nú valinn. Við skulum hefja uppgerðina. Þú munt sjá að niðurstöðurnar eru nú næstum þær sömu, en nákvæmnin fer eftir völdum sýnishraða.

Nú get ég valið flókna hermihaminn, stillt tíðnina - þar sem lausnin fæst aðeins á ákveðinni tíðni - og keyrt uppgerðina aftur. Þú munt sjá að aðeins merki amplitudes eru sýndar. Með því að smella á þennan reit get ég keyrt MATLAB skriftu sem mun keyra líkanið í röð í öllum þremur uppgerðastillingunum og teikna plottið sem myndast ofan á hvert annað. Ef við skoðum straum og spennu nánar sjáum við að stakar niðurstöður eru nálægt þeim samfelldu, en falla algjörlega saman. Ef þú skoðar strauminn geturðu séð að það er toppur sem var ekki skráður í stakri stillingu uppgerðarinnar. Og við sjáum að flókinn háttur gerir þér kleift að sjá aðeins amplitude. Ef þú skoðar leysisskrefið geturðu séð að flókni leysirinn þurfti aðeins 56 skref, en hinir leysirarnir þurftu mörg fleiri skref til að klára uppgerðina. Þetta gerði flóknu uppgerðinni kleift að keyra mun hraðar en aðrar stillingar.

Auk þess að velja viðeigandi uppgerð, þurfum við líkön með viðeigandi smáatriði. Til að skýra aflþörf íhluta í rafneti munum við nota óhlutbundin líkön af almennri notkun. Dynamic Load blokkin gerir okkur kleift að tilgreina virka og hvarfgjarna orku sem íhlutur eyðir eða framleiðir í netinu.

Við munum skilgreina upphaflegt óhlutbundið líkan fyrir hvarfgjarnt og virkt afl byggt á upphafskröfum. Við munum nota Ideal source blokkina sem heimild. Þetta gerir þér kleift að stilla spennuna á netinu og þú getur notað þetta til að ákvarða breytur rafallsins og skilja hversu mikið afl það ætti að framleiða.

Næst muntu sjá hvernig á að nota uppgerð til að betrumbæta aflþörf fyrir rafall og flutningslínur.

Við erum með upphafskröfur sem innihalda aflmat og aflstuðul fyrir íhluti netsins. Við höfum líka margvíslegar aðstæður sem þetta net getur starfað við. Við viljum betrumbæta þessar upphafskröfur með því að prófa við margvíslegar aðstæður. Við munum gera þetta með því að stilla líkanið til að nota óhlutbundið álag og heimildir og prófa kröfurnar við margs konar rekstrarskilyrði.

Við munum stilla líkanið til að nota óhlutbundið álags- og rafallslíkön og sjá orkuna sem myndast og er neytt yfir margs konar rekstrarskilyrði.

Nú förum við að nákvæm hönnun. Við munum nota fíngerðar kröfur til að gera smáatriði í hönnuninni og við munum sameina þessa ítarlegu íhluti við kerfislíkanið til að greina samþættingarvandamál.

Í dag eru nokkrir möguleikar í boði til að framleiða rafmagn í flugvél. Venjulega er rafalinn knúinn áfram af samskiptum við gastúrbínu. Hverflinn snýst með breytilegri tíðni. Ef netið verður að hafa fasta tíðni, þá þarf að breyta úr breytilegum snúningshraða túrbínu í stöðuga tíðni í netinu. Þetta er hægt að gera með því að nota samþættan stöðugan hraða drif framan við rafallinn, eða með því að nota rafeindatækni til að breyta breytilegri tíðni AC í stöðuga tíðni AC. Einnig eru til kerfi með fljótandi tíðni, þar sem tíðnin í netinu getur breyst og orkubreyting á sér stað við álag á netinu.

Hver þessara valkosta krefst rafalls og rafeindabúnaðar til að umbreyta orkunni.

Við erum með gastúrbínu sem snýst á breytilegum hraða. Þessi hverfli er notaður til að snúa rafalaskaftinu, sem framleiðir riðstraum með breytilegri tíðni. Hægt er að nota ýmsa rafeindatækni til að breyta þessari breytilegu tíðni í fasta tíðni. Okkur langar til að meta þessa mismunandi valkosti. Þetta er hægt að gera með því að nota SPS.

Við getum mótað hvert þessara kerfa og keyrt uppgerð við mismunandi aðstæður til að meta hvaða valkostur er bestur fyrir kerfið okkar. Við skulum skipta yfir í líkanið og sjá hvernig þetta er gert.

Hér er líkanið sem við erum að vinna með. Breytilegur hraði frá gasturbínuskaftinu er sendur til rafallsins. Og hringbreytirinn er notaður til að framleiða riðstraum með fastri tíðni. Ef þú keyrir uppgerðina muntu sjá hvernig líkanið hegðar sér. Efsta línuritið sýnir breytilegan hraða gastúrbínu. Þú sérð að tíðnin er að breytast. Þetta gula merki á öðru línuritinu er spennan frá einum fasa við úttak rafala. Þessi fasta tíðni riðstraumur er búinn til úr breytilegum hraða með því að nota rafeindatækni.

Við skulum skoða hvernig AC álagi er lýst. Okkar er tengt við lampa, vökvadælu og stýri. Þessir íhlutir eru gerðir með kubba frá SPS.

Hver þessara kubba í SPS inniheldur stillingar til að gera þér kleift að koma til móts við mismunandi íhlutastillingar og aðlaga smáatriði í líkaninu þínu.

Við stilltum módelin til að keyra ítarlega útgáfu af hverjum íhlut. Þannig að við höfum mikið afl til að móta riðstraumsálag og með því að líkja eftir ítarlegum íhlutum í stakri stillingu getum við séð mun meiri smáatriði um hvað er að gerast í rafnetinu okkar.

Eitt af þeim verkefnum sem við munum framkvæma með ítarlegri útgáfu líkansins er greining á gæðum raforku.

Þegar álag er komið inn í kerfið getur það valdið röskun á bylgjulögun við spennugjafann. Þetta er tilvalin sinusoid og slíkt merki verður við úttak rafallsins ef álagið er stöðugt. Hins vegar, eftir því sem fjöldi íhluta sem hægt er að kveikja og slökkva á eykst, getur þetta bylgjuform brenglast og valdið svo litlum yfirskotum.

Þessir toppar í bylgjuforminu við spennugjafann geta valdið vandræðum. Þetta getur leitt til ofhitnunar á rafalanum vegna þess að rafeindabúnaðurinn er rofinn, þetta getur skapað stóra hlutlausa strauma og einnig valdið óþarfa rofi í rafeindabúnaðinum vegna þess að þeir búast ekki við þessu hoppi í merkinu.

Harmonic distortion býður upp á mælikvarða á gæði AC raforku. Mikilvægt er að mæla þetta hlutfall við breyttar netaðstæður því gæðin eru mismunandi eftir því hvaða íhlut er kveikt og slökkt. Þetta hlutfall er auðvelt að mæla með því að nota MathWorks verkfæri og hægt er að gera það sjálfvirkt til að prófa við margvíslegar aðstæður.

Lærðu meira um THD á Wikipedia.

Næst munum við sjá hvernig á að framkvæma orkugæðagreining með uppgerð.

Við erum með líkan af rafkerfi flugvéla. Vegna margvíslegrar álags á netinu er spennubylgjuformið við úttak rafala brenglað. Þetta leiðir til rýrnunar á gæðum matvæla. Þetta álag er aftengt og komið á netið á ýmsum tímum meðan á flugi stendur.

Við viljum meta orkugæði þessa nets við mismunandi aðstæður. Fyrir þetta munum við nota SPS og MATLAB til að reikna sjálfkrafa út THD. Við getum reiknað út hlutfallið gagnvirkt með því að nota GUI eða notað MATLAB skriftu til sjálfvirkni.

Við skulum fara aftur í líkanið til að sýna þér þetta með dæmi. Rafkerfislíkan flugvéla okkar samanstendur af rafalli, AC strætó, AC álagi og spenni-afriðli og DC álagi. Við viljum mæla orkugæði á mismunandi stöðum í netinu við mismunandi aðstæður. Til að byrja, mun ég sýna þér hvernig á að gera þetta gagnvirkt bara fyrir rafallinn. Þá mun ég sýna þér hvernig á að gera þetta ferli sjálfvirkt með MATLAB. Við munum fyrst keyra uppgerð til að safna þeim gögnum sem þarf til að reikna út THD.

Þetta línurit (Gen1_Vab) sýnir spennuna á milli rafallfasa. Eins og þú sérð er þetta ekki fullkomin sinusbylgja. Þetta þýðir að rafmagnsgæði netsins eru undir áhrifum frá íhlutunum á netinu. Þegar uppgerðinni er lokið munum við nota Fast Fourier Transform til að reikna út THD. Við munum opna powergui blokkina og opna FFT greiningartólið. Þú getur séð að tólið er sjálfkrafa hlaðið með gögnum sem ég skráði í uppgerðinni. Við veljum FFT gluggann, tilgreinum tíðni og svið og birtum niðurstöðurnar. Þú getur séð að harmonic röskun er 2.8%. Hér má sjá framlag hinna ýmsu harmoniku. Þú sást hvernig þú getur reiknað út harmonic röskunarstuðul á gagnvirkan hátt. En við viljum gera þetta ferli sjálfvirkt til að reikna út stuðulinn við mismunandi aðstæður og á mismunandi stöðum á netinu.

Við munum nú skoða valkostina sem eru í boði fyrir líkanagerð af DC álagi.

Við getum líkan hreint rafmagnsálag sem og þverfaglegt álag sem inniheldur þætti frá mismunandi verkfræðisviðum, svo sem rafmagns- og varmaáhrifum, rafmagns-, vélrænum og vökvaáhrifum.

DC hringrásin okkar inniheldur spenni-afriðli, lampa, hitara, eldsneytisdælu og rafhlöðu. Ítarlegar líkön geta tekið tillit til áhrifa frá öðrum svæðum, til dæmis tekur hitaralíkan tillit til breytinga á hegðun rafmagnshlutans þegar hitastig breytist. Eldsneytisdælan tekur tillit til áhrifa frá öðrum svæðum til að sjá einnig áhrif þeirra á hegðun íhlutsins. Ég mun fara aftur í líkanið til að sýna þér hvernig það lítur út.

Þetta er líkanið sem við vinnum með. Eins og þú sérð eru nú spenni-afriðlarinn og DC netið eingöngu rafmagnstæki, þ.e. aðeins er tekið tillit til áhrifa frá rafmagnssvæðinu. Þeir hafa einfaldað rafmagnslíkön af íhlutunum í þessu neti. Við getum valið afbrigði af þessu kerfi (TRU DC Loads -> Multidomain) sem tekur tillit til áhrifa frá öðrum verkfræðisviðum. Þú sérð að í netkerfinu höfum við sömu íhluti, en í stað fjölda rafmagnslíkana bættum við við öðrum áhrifum - til dæmis fyrir hiter, hitastigsnet sem tekur tillit til áhrifa hitastigs á hegðun. Í dælunni tökum við nú tillit til vökvaáhrifa dælanna og annars álags í kerfinu.

Íhlutirnir sem þú sérð í líkaninu eru settir saman úr Simscape bókasafnsblokkum. Það eru blokkir til að gera grein fyrir raf-, vökva-, segul- og öðrum greinum. Með því að nota þessa kubba er hægt að búa til líkön sem við köllum þverfagleg, þ.e. að teknu tilliti til áhrifa frá ýmsum eðlis- og verkfræðigreinum.

Hægt er að samþætta áhrif frá öðrum svæðum inn í rafnetslíkanið.

Simscape blokkasafnið inniheldur blokkir til að líkja eftir áhrifum frá öðrum lénum, ​​svo sem vökva eða hitastigi. Með því að nota þessa íhluti geturðu búið til raunhæfara netálag og skilgreint síðan nákvæmari skilyrðin sem þessir íhlutir geta starfað við.

Með því að sameina þessa þætti geturðu búið til flóknari hluti, auk þess að búa til nýjar sérsniðnar greinar eða svæði með því að nota Simscape tungumálið.

Ítarlegri íhlutir og breytustillingar eru fáanlegar í sérhæfðum Simscape viðbótum. Flóknari og ítarlegri íhlutir eru fáanlegir í þessum bókasöfnum, að teknu tilliti til áhrifa eins og taps á skilvirkni og hitaáhrifa. Þú getur líka líkan 3D og multibody kerfi með SimMechanics.

Nú þegar við höfum lokið ítarlegri hönnun munum við nota niðurstöður ítarlegra uppgerða til að stilla færibreytur abstrakt líkansins. Þetta mun gefa okkur líkan sem keyrir hratt á meðan það framleiðir niðurstöður sem passa við niðurstöður nákvæmrar uppgerðar.

Við byrjuðum þróunarferlið með óhlutbundnum líkönum. Nú þegar við höfum ítarleg líkön viljum við tryggja að þessi óhlutbundnu líkön skili svipaðum niðurstöðum.

Grænt sýnir upphaflegar kröfur sem við fengum. Við viljum að niðurstöður úr óhlutbundnu líkaninu, sýnt hér í bláu, séu nálægt niðurstöðum úr ítarlegri líkanhermun, sýndar með rauðu.

Til að gera þetta munum við skilgreina virka og hvarfgjarna krafta fyrir abstrakt líkanið með því að nota inntaksmerkið. Í stað þess að nota aðskilin gildi fyrir virkt og hvarfgjarnt afl, munum við búa til breytubreytt líkan og stilla þessar breytur þannig að virka og hvarfgjarna aflsferillinn úr óhlutbundnu líkaninu passi við nákvæma líkanið.

Næst munum við sjá hvernig hægt er að stilla abstrakt líkanið til að passa við niðurstöður ítarlega líkansins.

Þetta er verkefni okkar. Við höfum abstrakt líkan af íhlut í rafneti. Þegar við notum slíkt stýrimerki á það er úttakið eftirfarandi niðurstaða fyrir virkt og hvarfkraft.

Þegar við notum sama merkið á inntak ítarlegs líkans fáum við niðurstöður eins og þessar.

Við þurfum að hermi niðurstöður ágrips og nákvæma líkansins séu samkvæmar svo að við getum notað abstrakt líkanið til að endurtaka kerfislíkanið fljótt. Til að gera þetta munum við sjálfkrafa stilla færibreytur abstrakt líkansins þar til niðurstöðurnar passa saman.

Til að gera þetta munum við nota SDO, sem getur sjálfkrafa breytt breytum þar til niðurstöður ágripsins og ítarlegra líkana passa saman.

Til að stilla þessar stillingar munum við fylgja eftirfarandi skrefum.

• Fyrst flytjum við inn uppgerð úttaks nákvæma líkansins og veljum þessi gögn til að meta færibreytur.
• Við munum þá tilgreina hvaða færibreytur þarf að stilla og stilla færibreytusvið.
• Næst munum við meta færibreyturnar, þar sem SDO stillir færibreyturnar þar til niðurstöðurnar passa saman.
• Að lokum getum við notað önnur inntaksgögn til að sannreyna niðurstöður færibreytumatsins.

Þú getur flýtt verulega fyrir þróunarferlinu með því að dreifa uppgerðum með samhliða tölvuvinnslu.

Þú getur keyrt aðskildar eftirlíkingar á mismunandi kjarna fjölkjarna örgjörva eða á tölvuklösum. Ef þú ert með verkefni sem krefst þess að þú keyrir margar eftirlíkingar - til dæmis Monte Carlo greiningu, færibreytustillingu eða keyrir margar fluglotur - geturðu dreift þessum uppgerðum með því að keyra þær á staðbundinni fjölkjarna vél eða tölvuklasa.

Í mörgum tilfellum verður þetta ekki erfiðara en að skipta út for lykkjunni í handritinu fyrir samsíða fyrir lykkju, parfor. Þetta getur leitt til verulegs hraða í hlaupi eftirlíkinga.

Við erum með líkan af rafkerfi flugvéla. Okkur langar að prófa þetta net við margvíslegar rekstraraðstæður - þar á meðal flugsveiflur, truflanir og veður. Við munum nota PCT til að flýta fyrir þessum prófum, MATLAB til að stilla líkanið fyrir hvert próf sem við viljum keyra. Við munum svo dreifa uppgerðunum yfir mismunandi kjarna tölvunnar minnar. Við munum sjá að samhliða próf lýkur mun hraðar en röð.

Hér eru skrefin sem við þurfum að fylgja.

• Fyrst munum við búa til hóp starfsmannaferla, eða svokallaða MATLAB starfsmenn, með því að nota parpool skipunina.
• Næst munum við búa til færibreytusett fyrir hvert próf sem við viljum keyra.
• Við munum keyra uppgerðina fyrst í röð, hver á eftir annarri.
• Og berðu þetta svo saman við að keyra eftirlíkingar samhliða.

Samkvæmt niðurstöðunum er heildarprófunartíminn í samhliða stillingu um það bil 4 sinnum styttri en í röðunarham. Við sáum á myndunum að orkunotkunin er almennt á því stigi sem búist var við. Sjáanlegu topparnir tengjast mismunandi netaðstæðum þegar kveikt og slökkt er á neytendum.

Eftirlíkingarnar innihéldu mörg próf sem við gátum keyrt hratt með því að dreifa uppgerðunum yfir mismunandi tölvukjarna. Þetta gerði okkur kleift að meta mjög fjölbreytt flugskilyrði.

Nú þegar við höfum lokið þessum hluta þróunarferlisins munum við sjá hvernig við getum sjálfvirkt gerð skjala fyrir hvert skref, hvernig við getum sjálfkrafa keyrt próf og skjalfest niðurstöðurnar.

Kerfishönnun er alltaf endurtekið ferli. Við gerum breytingu á verkefni, prófum breytinguna, metum árangurinn og gerum svo nýja breytingu. Ferlið við að skrá niðurstöður og rökstuðning fyrir breytingum tekur langan tíma. Þú getur sjálfvirkt þetta ferli með því að nota SLRG.

Með því að nota SLRG geturðu sjálfvirkt framkvæmd prófana og safnað síðan niðurstöðum þessara prófa í formi skýrslu. Skýrslan getur innihaldið mat á niðurstöðum prófa, skjáskot af líkönum og línuritum, C og MATLAB kóða.

Ég mun að lokum rifja upp helstu atriði þessarar framsögu.

• Við sáum mörg tækifæri til að stilla líkanið til að finna jafnvægi á milli trúrækni líkansins og uppgerðshraða - þar á meðal uppgerðastillingar og útdráttarstig líkansins.
• Við sáum hvernig við getum flýtt fyrir uppgerðum með því að nota hagræðingaralgrím og samhliða tölvuvinnslu.
• Að lokum sáum við hvernig við getum flýtt fyrir þróunarferlinu með því að gera uppgerð og greiningarverkefni sjálfvirk í MATLAB.

Höfundur efnisins — Mikhail Peselnik, verkfræðingur Sýnandi CITM.

Tengill á þetta vefnámskeið https://exponenta.ru/events/razrabotka-ehlektroseti-samoleta-s-ispolzovaniem-mop

Heimild: www.habr.com