Бул басылма вебинардын транскрипциясын берет . Вебинарды инженер Михаил Песельник өткөрдү .)
Бүгүн биз моделдөөнүн натыйжаларынын тактыгы жана тактыгы менен симуляция процессинин ылдамдыгынын ортосундагы оптималдуу баланска жетүү үчүн моделдерди тууралай аларыбызды билебиз. Бул симуляцияны эффективдүү колдонуунун ачкычы жана моделиңиздеги деталдардын деңгээли сиз аткара турган тапшырмага ылайыктуу экенине ынануу.
Биз дагы үйрөнөбүз:
- Оптималдаштыруу алгоритмдерин жана параллелдүү эсептөөлөрдү колдонуу менен симуляцияларды кантип тездете аласыз;
- Параметрлерди баалоо жана параметрди тандоо сыяктуу тапшырмаларды тездетүү, бир нече компьютер өзөктөрүнө симуляцияларды кантип бөлүштүрүү керек;
- MATLAB аркылуу симуляция жана талдоо тапшырмаларын автоматташтыруу аркылуу өнүгүүнү кантип тездетүү керек;
- Гармоникалык талдоо үчүн MATLAB скриптерин кантип колдонуу керек жана автоматтык отчетту түзүү аркылуу ар кандай түрдөгү тесттин натыйжаларын документтештирүү.
Биз учактын электр тармагынын моделин карап чыгуу менен баштайбыз. Биз симуляциялык максаттарыбызды талкуулайбыз жана моделди түзүү үчүн колдонулган иштеп чыгуу процессин карайбыз.
Андан кийин биз бул процесстин этаптарынан өтөбүз, анын ичинде баштапкы долбоорлоо – мында талаптарды тактайбыз. Деталдаштырылган долбоор - мында электр тармагынын айрым компоненттерин карап чыгабыз, акырында биз абстракттуу моделдин параметрлерин тууралоо үчүн деталдуу долбоордун моделдөө натыйжаларын колдонобуз. Акыр-аягы, биз бул кадамдардын жыйынтыгын отчеттордо кантип документтештирүүгө болорун карап чыгабыз.
Бул жерде биз иштеп жаткан системанын схемалык көрүнүшү. Бул жарым учак модели, ал генератор, AC автобус, ар кандай AC жүктер, трансформатор-түзөткүч бирдиги, ар кандай жүктөрү бар DC автобус жана батареяны камтыйт.
Коммутаторлор компоненттерди электр тармагына туташтыруу үчүн колдонулат. Компоненттер учуу учурунда күйүп-өчкөндүктөн, электрдик шарттар өзгөрүшү мүмкүн. Биз ушул өзгөрүп жаткан шарттарда учактын электр тармагынын жарымын анализдеп алгыбыз келет.
Учактын электр системасынын толук модели башка компоненттерди камтууга тийиш. Биз аларды бул жарым тегиздик моделге киргизген жокпуз, анткени биз бул компоненттердин ортосундагы өз ара аракеттенишүүнү гана талдоону каалайбыз. Бул учак жана кеме курууда кеңири таралган практика.
Симуляциянын максаттары:
- Ар кандай компоненттердин электрдик талаптарын, ошондой эле аларды туташтырган электр линияларын аныктаңыз.
- Ар кандай инженердик дисциплиналардагы компоненттердин ортосундагы системанын өз ара аракеттенүүсүн, анын ичинде электрдик, механикалык, гидравликалык жана жылуулук эффекттерин талдоо.
- Жана дагы деталдуу деңгээлде гармоникалык анализди жүргүзүңүз.
- өзгөрүп жаткан шарттарда электр менен жабдуунун сапатын талдоо жана ар кандай тармак түйүндөрүндө чыңалууларды жана агымдарды карап.
Бул моделдөө максаттарынын топтому деталдардын ар кандай даражадагы моделдерин колдонуу менен эң жакшы аткарылат. Өнүктүрүү процессинде биз абстракттуу жана деталдуу моделге ээ болорун көрөбүз.
Бул ар түрдүү моделдердин моделдөө натыйжаларын караганыбызда, система деңгээлиндеги моделдин жана деталдуу моделдин натыйжалары бирдей экенин көрөбүз.
Эгерде биз симуляциянын натыйжаларына тереңирээк көз чаптырсак, биздин моделдин деталдуу версиясында кубаттуулук түзүлүштөрүн алмаштыруудан келип чыккан динамикага карабастан, симуляциянын жалпы натыйжалары бирдей экенин көрөбүз.
Бул система деңгээлинде тез итерацияларды аткарууга, ошондой эле электр тутумунун майда-чүйдөсүнө чейин талдоо жүргүзүүгө мүмкүндүк берет. Ушундай жол менен биз максаттарыбызга натыйжалуу жете алабыз.
Эми биз иштеп жаткан модель жөнүндө сүйлөшөлү. Биз электр тармагындагы ар бир компонент үчүн бир нече варианттарды түздүк. Биз чечип жаткан маселеге жараша кайсы компоненттин вариантын колдонууну тандайбыз.
Электр тармагын өндүрүүнүн варианттарын изилдегенибизде, интегралдык диск генераторун циклоконвектор тибиндеги өзгөрмө ылдамдык генератору же туруктуу токтун жыштык генератору менен алмаштыра алабыз. Биз AC схемасында абстракттуу же деталдуу жүк компоненттерин колдоно алабыз.
Ошо сыяктуу эле, DC тармагы үчүн биз механика, гидравлика жана температуралык эффекттер сыяктуу башка физикалык дисциплиналардын таасирин эске алган абстракттуу, деталдуу же көп дисциплинардык вариантты колдоно алабыз.
Модели жөнүндө көбүрөөк маалымат.
Бул жерде сиз генераторду, бөлүштүрүү тармагын жана тармактагы компоненттерди көрөсүз. Учурда модель абстракттуу компонент моделдери менен симуляциялоо үчүн орнотулган. Жетекчи жөн гана компонент керектеген активдүү жана реактивдүү кубаттуулукту көрсөтүү менен моделделет.
Эгерде биз бул моделди деталдаштырылган компоненттердин варианттарын колдонуу үчүн конфигурацияласак, анда кыймылдаткыч электрдик машина катары моделденген. Бизде туруктуу магнит синхрондуу мотор, конвертерлер жана DC автобус жана башкаруу системасы бар. Трансформатор-түзөткүч блокту карасак, анда ал электрдик электроникада колдонулган трансформаторлор жана универсалдуу көпүрөлөр аркылуу моделдештирилгенин көрөбүз.
Биз ошондой эле башка физикалык кубулуштар менен байланышкан эффекттерди эске алган система опциясын (TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain боюнча) тандай алабыз (Отун насосунда). Күйүүчү май насосу үчүн бизде гидронасос, гидравликалык жүктөр бар экенин көрөбүз. Жылыткыч үчүн биз температура өзгөргөндө ошол компоненттин жүрүм-турумуна таасир этүүчү температуралык эффекттерди карап көрөбүз. Биздин генератор синхрондук машинанын жардамы менен моделделген жана бизде бул машина үчүн чыңалуу талаасын орнотуу үчүн башкаруу системасы бар.
Учуу циклдери Flight_Cycle_Num аттуу MATLAB өзгөрмөнүн жардамы менен тандалат. Жана бул жерде биз MATLAB жумушчу мейкиндигинен алынган маалыматтарды көрөбүз, алар кээ бир электр тармагынын компоненттери күйүп-өчкөндө көзөмөлдөйт. Бул сюжет (Plot_FC) компоненттери күйгүзүлгөн же өчүрүлгөн биринчи учуу циклин көрсөтөт.
Эгер биз моделди Түзүлгөн версияга туураласак, бул скриптти (Test_APN_Model_SHORT) моделди иштетүү жана аны үч түрдүү учуу циклинде сынап көрүү үчүн колдоно алабыз. Биринчи учуу цикли жүрүп жатат жана биз системаны ар кандай шарттарда сынап жатабыз. Андан кийин биз автоматтык түрдө экинчи учуу циклин жана үчүнчүсүн иштетүү үчүн моделди конфигурациялайбыз. Бул сыноолор аяктагандан кийин, бизде мурунку сыноолорго салыштырмалуу бул үч сыноонун натыйжаларын көрсөткөн отчет бар. Отчетто сиз моделдин скриншотторун, генератордун чыгышындагы ылдамдыкты, чыңалууну жана өндүрүлгөн кубаттуулукту көрсөткөн графиктердин скриншотторун, мурунку сыноолор менен салыштыруу графиктерин, ошондой эле электр тармагынын сапатын талдоонун жыйынтыктарын көрө аласыз.
Моделдин тактыгы менен симуляциянын ылдамдыгынын ортосундагы компромиссти табуу симуляцияны эффективдүү колдонуунун ачкычы болуп саналат. Моделиңизге көбүрөөк маалымат кошкон сайын, моделди эсептөө жана симуляциялоо үчүн талап кылынган убакыт көбөйөт. Сиз чечип жаткан конкреттүү маселе үчүн моделди ыңгайлаштыруу маанилүү.
Биз энергиянын сапаты сыяктуу майда-чүйдөсүнө чейин кызыкканыбызда, электр электроникасын которуу жана реалдуу жүктөө сыяктуу эффекттерди кошобуз. Бирок, биз электр тармагынын ар кандай компоненттери тарабынан энергияны өндүрүү же керектөө сыяктуу маселелерге кызыкканыбызда, биз татаал симуляция ыкмасын, абстракттуу жүктөрдү жана орточо чыңалуу моделдерин колдонобуз.
Mathworks өнүмдөрүн колдонуу менен, сиз коюлган маселе үчүн деталдардын туура деңгээлин тандай аласыз.
Натыйжалуу долбоорлоо үчүн бизге компоненттердин абстракттуу жана деталдуу моделдери керек. Бул параметрлер биздин иштеп чыгуу процессибизге кандайча туура келет:
- Биринчиден, моделдин абстракттуу версиясын колдонуу менен талаптарды тактап алабыз.
- Андан кийин биз компонентти деталдуу долбоорлоо үчүн такталган талаптарды колдонобуз.
- Биз өзүбүздүн моделибизде компоненттин абстракттуу жана деталдуу версиясын айкалыштыра алабыз, бул компонентти механикалык системалар жана башкаруу системалары менен текшерүүгө жана айкалыштырууга мүмкүндүк берет.
- Акырында, биз абстракттуу моделдин параметрлерин тууралоо үчүн деталдаштырылган моделдин моделдөө натыйжаларын колдоно алабыз. Бул бизге тез иштеген жана так натыйжаларды берген моделди берет.
Сиз бул эки вариант-системалык жана деталдуу модель-бири-бирин толуктап турганын көрө аласыз. Талаптарды тактоо үчүн абстрактуу модел менен аткарган ишибиз деталдуу дизайн үчүн талап кылынган кайталоолордун санын азайтат. Бул биздин өнүгүү процессибизди тездетет. Детальдуу моделдин моделдөө натыйжалары бизге тез иштеген жана так натыйжаларды чыгарган абстрактуу моделди берет. Бул бизге моделдин деталдарынын деңгээли менен симуляция аткарып жаткан тапшырманын ортосундагы дал келүүгө мүмкүндүк берет.
Дүйнө жүзү боюнча көптөгөн компаниялар татаал системаларды иштеп чыгуу үчүн MOS колдонушат. Airbus MOP негизинде A380 үчүн күйүүчү май башкаруу системасын иштеп чыгууда. Бул системада 20дан ашык насос жана 40тан ашык клапан бар. Сиз пайда болушу мүмкүн болгон ар кандай ката сценарийлеринин санын элестете аласыз. Симуляцияны колдонуп, алар ар бир дем алыш күндөрү жүз миңден ашык тестти өткөрө алышат. Бул аларга ийгиликсиздик сценарийине карабастан, алардын башкаруу системасы аны чече аларына ишеним берет.
Эми биз моделибиздин жалпы көрүнүшүн жана симуляция максаттарыбызды көргөндөн кийин, долбоорлоо процессин басып өтөбүз. Биз системанын талаптарын тактоо үчүн абстрактуу моделди колдонуу менен баштайбыз. Бул такталган талаптар деталдуу долбоорлоо үчүн колдонулат.
Биз талаптар документтерин иштеп чыгуу процессине кантип интеграциялоону көрөбүз. Биздин системабызга бардык талаптарды камтыган чоң талаптар документибиз бар. Талаптарды жалпы долбоор менен салыштыруу жана долбоордун бул талаптарга жооп берерине ынануу өтө кыйын.
SLVNV колдонуп, сиз Simulink'те талаптардын документтерин жана моделди түздөн-түз байланыштыра аласыз. Сиз түздөн-түз талаптарга моделден түз шилтемелерди түзө аласыз. Бул моделдин белгилүү бир бөлүгү белгилүү бир талапка жана тескерисинче тиешелүү экендигин текшерүүнү жеңилдетет. Бул байланыш эки тараптуу. Демек, эгер биз талапты карап жаткан болсок, ал талап кандайча аткарылып жатканын көрүү үчүн моделге тез эле өтсөк болот.
Эми биз талаптар документин жумуш процессине киргиздик, электр тармагына талаптарды тактайбыз. Тактап айтканда, генераторлор жана электр өткөргүч линиялары үчүн эксплуатациялоо, эң жогорку жана дизайн жүктөө талаптарын карап чыгабыз. Биз аларды тордун шарттарынын кеңири спектринде сынап көрөбүз. Ошол. учуунун ар турдуу циклдеринде, ар турдуу жуктерду иштеткенде жана өчүргөндө. Биз электр энергиясына гана көңүл буруп жаткандыктан, электр электроникасын алмаштырууга көңүл бурбайбыз. Ошондуктан, биз абстракттуу моделдерди жана жөнөкөйлөтүлгөн моделдөө ыкмаларын колдонобуз. Бул бизге кереги жок деталдарды этибарга албаш үчүн моделди тууралайбыз дегенди билдирет. Бул симуляцияны тезирээк иштетүүгө жана узак учуу циклдериндеги шарттарды сыноого мүмкүндүк берет.
Бизде каршылыктардын, сыйымдуулуктардын жана индуктивдүүлүктөрдүн чынжырынан өткөн өзгөрмө ток булагы бар. Схемада бир аз убакыт өткөндөн кийин ачылып, кайра жабыла турган өчүргүч бар. Эгерде сиз симуляцияны иштетсеңиз, натыйжаларды үзгүлтүксүз чечүүчү менен көрө аласыз. (V1) Сиз өчүргүчтүн ачылышы жана жабылышы менен байланышкан термелүүлөр так көрсөтүлгөнүн көрө аласыз.
Эми дискреттик режимге өтөбүз. PowerGui блогун эки жолу чыкылдатыңыз жана "Чечүүчү" өтмөгүнөн дискреттик чечүүчүнү тандаңыз. Сиз азыр дискреттик чечүүчү тандалганын көрө аласыз. Келгиле, симуляцияны баштайлы. Сиз натыйжалар азыр дээрлик бирдей экенин көрөсүз, бирок тактык тандалган үлгү ылдамдыгына жараша болот.
Эми мен татаал симуляция режимин тандап, жыштыкты орното алам - анткени чечим белгилүү бир жыштыкта гана алынат - жана симуляцияны кайра иштете аласыз. Сиз сигналдын амплитудалары гана көрсөтүлөрүн көрөсүз. Бул блокту басуу менен мен MATLAB сценарийин иштете алам, ал моделди бардык үч симуляция режимдеринде ырааттуу иштетип, натыйжада пайда болгон сюжеттерди бири-биринин үстүнө түшүрө алам. Эгерде ток менен чыңалууга жакыныраак карасак, дискреттик жыйынтыктар үзгүлтүксүз натыйжаларга жакын, бирок толугу менен дал келерин көрөбүз. Эгерде сиз токту карасаңыз, симуляциянын дискреттик режиминде белгиленбеген чоку бар экенин көрүүгө болот. Ал эми комплекстүү режим амплитуданы гана көрүүгө мүмкүндүк берерин көрүп жатабыз. Эгерде сиз чечүүчү кадамды карасаңыз, татаал чечүүчү 56 гана кадамды талап кылганын, ал эми башка чечүүчүлөргө симуляцияны аяктоо үчүн дагы көптөгөн кадамдарды талап кылганын көрө аласыз. Бул татаал симуляциялык режимди башка режимдерге караганда алда канча ылдам иштетүүгө мүмкүндүк берди.
Тийиштүү симуляция режимин тандоодон тышкары, бизге деталдардын тиешелүү деңгээлине ээ моделдер керек. Электр тармагындагы компоненттердин кубаттуулукка болгон талаптарын тактоо үчүн биз жалпы колдонуунун абстракттуу моделдерин колдонобуз. Динамикалык жүктөө блогу тармакта компонент керектеген же түзүүчү активдүү жана реактивдүү кубаттуулукту көрсөтүүгө мүмкүндүк берет.
Биз талаптардын баштапкы топтомунун негизинде реактивдүү жана активдүү кубаттуулуктун алгачкы абстрактуу моделин аныктайбыз. Булак катары Ideal булак блогун колдонобуз. Бул тармактагы чыңалууну орнотууга мүмкүндүк берет жана муну генератордун параметрлерин аныктоо жана ал канча кубаттуулукту өндүрүү керектигин түшүнүү үчүн колдоно аласыз.
Андан кийин, сиз генератор жана электр өткөргүч линиялары үчүн энергия талаптарын тактоо үчүн симуляцияны кантип колдонууну көрөсүз.
Бизде баштапкы талаптар топтому бар, алар тармактагы компоненттердин кубаттуулук рейтингин жана кубаттуулук факторун камтыйт. Бизде бул тармак иштей турган бир катар шарттар бар. Биз бул баштапкы талаптарды ар кандай шарттарда тестирлөө аркылуу тактоону каалайбыз. Биз муну абстракттуу жүктөрдү жана булактарды колдонуу үчүн моделди тууралоо жана эксплуатациялоонун кеңири диапазонундагы талаптарды сыноо аркылуу жасайбыз.
Биз моделди абстракттуу жүк жана генератор моделдерин колдонуу үчүн конфигурациялайбыз, ошондой эле иштөө шарттарынын кеңири диапазонунда өндүрүлгөн жана керектелген энергияны көрөбүз.
Эми биз улантабыз деталдуу Дизайн. Биз дизайнды деталдаштыруу үчүн такталган талаптарды колдонобуз жана интеграция көйгөйлөрүн аныктоо үчүн бул деталдаштырылган компоненттерди система модели менен бириктиребиз.
Бүгүнкү күндө учакта электр энергиясын өндүрүүнүн бир нече варианттары бар. Адатта генератор газ турбинасы менен байланыш аркылуу башкарылат. Турбина өзгөрүлмө жыштыкта айланат. Эгерде тармак туруктуу жыштыкка ээ болушу керек болсо, анда турбинанын валынын өзгөрүлмө ылдамдыгынан тармактагы туруктуу жыштыкка которуу талап кылынат. Бул генератордун өйдө жагындагы интегралдык туруктуу ылдамдыктагы дискти колдонуу менен же өзгөрүлмө жыштык ACны туруктуу жыштык ACга айландыруу үчүн электр электроникасын колдонуу менен жасалышы мүмкүн. Тармактагы жыштык өзгөрүшү мүмкүн болгон калкып жүрүүчү жыштыгы бар системалар да бар жана тармактагы жүктөмдө энергиянын конверсиясы болот.
Бул варианттардын ар бири энергияны айландыруу үчүн генератор жана электр электроникасын талап кылат.
Бизде өзгөрүлмө ылдамдыкта айланган газ турбинасы бар. Бул турбина генератордун валын айлантуу үчүн колдонулат, ал өзгөрүлмө жыштыктагы өзгөрмө токту пайда кылат. Бул өзгөрүлмө жыштыкты белгиленген жыштыкка айландыруу үчүн ар кандай электр энергиясы параметрлери колдонулушу мүмкүн. Биз бул ар кандай варианттарды карап көргүбүз келет. Бул SPS аркылуу жасалышы мүмкүн.
Биз бул системалардын ар бирин моделдей алабыз жана системабызга кайсы вариант ылайыктуу экенин баалоо үчүн ар кандай шарттарда симуляцияларды жүргүзө алабыз. Келгиле, моделге өтүп, мунун кантип жасалганын көрөлү.
Бул жерде биз иштеп жаткан модель. Газ турбинасынын валынан өзгөрүлмө ылдамдык генераторго берилет. Ал эми циклоконвертер туруктуу жыштыктагы өзгөрмө токту өндүрүү үчүн колдонулат. Эгерде сиз симуляцияны иштетсеңиз, моделдин өзүн кандай алып жүргөнүн көрөсүз. Жогорку графикте газ турбинанын өзгөрүлмө ылдамдыгы көрсөтүлгөн. Сиз жыштык өзгөрүп жатканын көрүп турасыз. Экинчи графиктеги бул сары сигнал генератордун чыгышындагы фазалардын биринен келген чыңалуу. Бул туруктуу жыштыктагы өзгөрмө ток электр электроникасын колдонуу менен өзгөрүлмө ылдамдыктан түзүлөт.
Келгиле, AC жүктөр кантип сүрөттөлөрүн карап көрөлү. Биздики лампага, гидравликалык насоско жана кыймылдаткычка туташтырылган. Бул компоненттер SPS блокторун колдонуу менен моделделет.
SPSдеги бул блоктордун ар бири ар кандай компоненттердин конфигурацияларын жайгаштырууга жана моделиңиздеги деталдардын деңгээлин тууралоого мүмкүндүк берүүчү конфигурация орнотууларын камтыйт.
Биз ар бир компоненттин деталдуу версиясын иштетүү үчүн моделдерди конфигурацияладык. Ошентип, AC жүктөрдү моделдөө үчүн бизде көп күч бар жана деталдаштырылган компоненттерди дискреттик режимде имитациялоо менен биз электр тармагыбызда эмне болуп жатканын бир топ майда-чүйдөсүнө чейин көрө алабыз.
Моделдин деталдуу варианты менен биз аткара турган милдеттердин бири - бул электр энергиясынын сапатын талдоо.
Системага жүк киргизилгенде, ал чыңалуу булагында толкун формасынын бузулушуна алып келиши мүмкүн. Бул идеалдуу синусоид жана жүктөр туруктуу болсо, мындай сигнал генератордун чыгышында болот. Бирок, күйгүзүп жана өчүрө турган компоненттердин саны көбөйгөн сайын, бул толкун формасы бурмаланып, ушундай кичинекей ашып кетүүлөргө алып келиши мүмкүн.
Чыңалуу булагындагы толкун формасындагы бул чокулар көйгөйлөрдү жаратышы мүмкүн. Бул электрдик электроникадагы которуштуруудан улам генератордун ашыкча ысып кетишине алып келиши мүмкүн, бул чоң нейтралдуу токторду жаратышы мүмкүн, ошондой эле электр электроникасында керексиз которуштурууга алып келиши мүмкүн. алар сигналдагы бул секирикти күтүшпөйт.
Гармоникалык бурмалоо өзгөрүлмө токтун сапатын өлчөөнү сунуш кылат. Тармактын өзгөргөн шарттарында бул катышты өлчөө маанилүү, анткени сапат кайсы компонент күйгүзүлүп жана өчүрүлгөнүнө жараша өзгөрөт. Бул катыш MathWorks куралдарын колдонуу менен өлчөө оңой жана ар кандай шарттарда тестирлөө үчүн автоматташтырылышы мүмкүн.
THD жөнүндө көбүрөөк билиңиз .
Андан ары биз кантип ишке ашырууну көрөбүз симуляцияны колдонуу менен электр энергиясынын сапатын талдоо.
Бизде учактын электр тармагынын үлгүсү бар. Тармактагы түрдүү жүктөмдөрдүн кесепетинен генератордун чыгышындагы чыңалуу толкун формасы бузулат. Бул тамак-аштын сапатынын начарлашына алып келет. Бул жүктөр учуу циклинин ар кандай мезгилдеринде ажыратылып, онлайн режимине киргизилет.
Биз ар кандай шарттарда бул тармактын электр энергиясынын сапатын баалоону каалайбыз. Бул үчүн биз THDди автоматтык түрдө эсептөө үчүн SPS жана MATLAB колдонобуз. Биз GUI аркылуу катышты интерактивдүү түрдө эсептей алабыз же автоматташтыруу үчүн MATLAB скриптин колдоно алабыз.
Муну сизге мисал менен көрсөтүү үчүн моделге кайрылып көрөлү. Биздин учактын электр тармагынын модели генератордон, AC автобусунан, AC жүктөрүнөн жана трансформатор-түзөткүчтөн жана туруктуу ток жүктөрүнөн турат. Биз ар кандай шарттарда тармактын ар кандай чекиттеринде электр энергиясынын сапатын өлчөөнү каалайбыз. Баштоо үчүн, мен сизге генератор үчүн муну интерактивдүү түрдө кантип жасоону көрсөтөм. Анда мен сизге MATLAB аркылуу бул процессти кантип автоматташтыруу керектигин көрсөтөм. Биз алгач THD эсептөө үчүн керектүү маалыматтарды чогултуу үчүн симуляцияны иштетебиз.
Бул график (Gen1_Vab) генератордун фазаларынын ортосундагы чыңалууну көрсөтөт. Көрүнүп тургандай, бул кемчиликсиз бир синус толкун эмес. Бул тармактын электр энергиясынын сапатына тармактагы компоненттер таасир этет дегенди билдирет. Модельдештирүү аяктагандан кийин, биз THD эсептөө үчүн Fast Furier Transform колдонобуз. Биз powergui блогун ачып, FFT анализ куралын ачабыз. Сиз симуляция учурунда мен жаздырган маалыматтар менен курал автоматтык түрдө жүктөлүп жатканын көрө аласыз. Биз FFT терезесин тандап, жыштыгын жана диапазонун көрсөтүп, натыйжаларды көрсөтөбүз. Сиз гармоникалык бурмалоо коэффициенти 2.8% экенин көрө аласыз. Бул жерде ар кандай гармоникалардын салымын көрө аласыз. Сиз интерактивдүү түрдө гармоникалык бурмалоо коэффициентин кантип эсептей аларыңызды көрдүңүз. Бирок биз ар кандай шарттарда жана тармактын ар кайсы пункттарында коэффициентти эсептөө үчүн бул процессти автоматташтырууну каалайбыз.
Биз азыр DC жүктөрдү моделдөө үчүн жеткиликтүү варианттарды карап чыгабыз.
Биз таза электрдик жүктөрдү, ошондой эле электрдик жана жылуулук эффекттери, электрдик, механикалык жана гидравликалык сыяктуу ар кандай инженердик тармактардын элементтерин камтыган көп тармактуу жүктөрдү моделдей алабыз.
Биздин DC схемасы трансформатор-түзөткүч, лампалар, жылыткыч, күйүүчү май насосу жана батареяны камтыйт. Деталдаштырылган моделдер башка аймактардын таасирин эске алат, мисалы, жылыткыч модели температуранын өзгөрүшүнө жараша электрдик бөлүктүн жүрүм-турумунун өзгөрүшүн эске алат. Күйүүчү май насосу башка аймактардан келген таасирлерди да эске алат, алардын компоненттин жүрүм-турумуна тийгизген таасирин да көрөт. Мен сизге анын кандай экенин көрсөтүү үчүн моделге кайтып барам.
Бул биз иштеп жаткан модель. Көрүнүп тургандай, азыр трансформатор-түзөткүч жана туруктуу ток тармагы таза электрдик, б.а. электрдик доменден келген таасирлер гана эске алынат. Алар бул тармактагы компоненттердин жөнөкөйлөштүрүлгөн электр моделдерин бар. Биз бул системанын вариантын тандай алабыз (TRU DC Loads -> Multidomain), ал башка инженердик тармактардын эффекттерин эске алат. Тармакта бизде бирдей компоненттер бар экенин көрүп жатасыз, бирок электрдик моделдердин санынын ордуна башка эффекттерди коштук - мисалы, hiter үчүн температуранын жүрүм-турумуна таасирин эске алган физикалык температуралык тармак. Насосто биз азыр системадагы насостордун жана башка жүктөрдүн гидравликалык таасирин эске алабыз.
Сиз моделде көргөн компоненттер Simscape китепкана блокторунан чогултулган. Электр, гидравлика, магнит жана башка дисциплиналар боюнча эсепке алуу блоктору бар. Бул блокторду колдонуу менен сиз биз мультидисциплинардык деп атаган моделдерди түзө аласыз, б.а. ар кандай физикалык жана инженердик дисциплиналардын таасирин эске алуу менен.
Башка аймактардан келген эффекттер электр тармагынын моделине интеграцияланышы мүмкүн.
Simscape блок китепканасы гидравлика же температура сыяктуу башка домендердин эффекттерин симуляциялоо үчүн блокторду камтыйт. Бул компоненттерди колдонуу менен, сиз реалдуураак тармак жүктөрүн түзүп, андан кийин бул компоненттер иштей турган шарттарды так аныктай аласыз.
Бул элементтерди бириктирүү менен, сиз татаалыраак компоненттерди түзө аласыз, ошондой эле Simscape тилин колдонуу менен жаңы ыңгайлаштырылган дисциплиналарды же аймактарды түзө аласыз.
Кеңири өркүндөтүлгөн компоненттер жана параметр орнотуулары атайын Simscape кеңейтүүлөрүндө бар. Бул китепканаларда эффективдүүлүктү жоготуу жана температуралык эффекттер сыяктуу эффекттерди эске алуу менен татаал жана деталдуу компоненттер бар. Ошондой эле SimMechanics аркылуу XNUMXD жана көп денелүү системаларды моделдей аласыз.
Эми биз деталдуу дизайнды бүтүргөндөн кийин, биз абстракттуу моделдин параметрлерин тууралоо үчүн деталдуу моделдөөлөрдүн натыйжаларын колдонобуз. Бул бизге деталдуу симуляциянын натыйжаларына дал келген натыйжаларды чыгаруу менен бирге тез иштеген моделди берет.
Биз иштеп чыгуу процессин абстракттуу компонент моделдери менен баштадык. Эми бизде деталдуу моделдер бар, биз бул абстракттуу моделдер окшош натыйжаларды берерине ынангыбыз келет.
Green биз алган баштапкы талаптарды көрсөтөт. Биз бул жерде көк түстө көрсөтүлгөн абстракттуу моделдин натыйжалары кызыл түстө көрсөтүлгөн деталдуу моделди симуляциялоонун натыйжаларына жакын болушун каалайбыз.
Бул үчүн биз кириш сигналын колдонуу менен абстракттуу модель үчүн активдүү жана реактивдүү күчтөрдү аныктайбыз. Активдүү жана реактивдүү кубаттуулук үчүн өзүнчө маанилерди колдонуунун ордуна, биз параметрленген моделди түзүп, бул параметрлерди абстракттуу моделдин симуляциясынан активдүү жана реактивдүү кубаттуулук ийри сызыктары деталдуу моделге дал келгидей кылып тууралайбыз.
Андан кийин, биз абстрактуу моделди деталдуу моделдин натыйжаларына дал келүү үчүн кантип тууралоо болорун көрөбүз.
Бул биздин милдетибиз. Бизде электр тармагындагы компоненттин абстракттуу модели бар. Биз ага мындай башкаруу сигналын колдонгондо, чыгаруу активдүү жана реактивдүү кубаттуулук үчүн төмөнкү натыйжа болуп саналат.
Детальдуу моделдин киришине ошол эле сигналды колдонгондо, ушул сыяктуу жыйынтыктарды алабыз.
Биз абстракттуу жана деталдуу моделдин моделдөө натыйжалары ырааттуу болушу керек, андыктан система моделин тез итерациялоо үчүн абстрактуу моделди колдоно алабыз. Бул үчүн абстракттуу моделдин параметрлерин жыйынтыктар дал келгенге чейин автоматтык түрдө тууралайбыз.
Бул үчүн биз абстракттуу жана деталдуу моделдердин натыйжалары дал келгенге чейин автоматтык түрдө параметрлерди өзгөртө турган SDO колдонобуз.
Бул орнотууларды конфигурациялоо үчүн биз төмөнкү кадамдарды аткарабыз.
- Биринчиден, биз деталдаштырылган моделдин симуляция натыйжаларын импорттойбуз жана бул маалыматтарды параметрди баалоо үчүн тандайбыз.
- Андан кийин биз кайсы параметрлерди конфигурациялоо керектигин жана параметр диапазондорун белгилейбиз.
- Андан кийин, биз параметрлерди баалайбыз, натыйжалар дал келгенге чейин SDO параметрлерди тууралайт.
- Акыр-аягы, биз параметрди баалоо жыйынтыктарын текшерүү үчүн башка киргизүү маалыматтарды колдоно аласыз.
Сиз параллелдүү эсептөөлөрдү колдонуу менен симуляцияларды жайылтуу менен иштеп чыгуу процессин бир топ тездете аласыз.
Сиз көп ядролуу процессордун ар кандай өзөктөрүндө же эсептөө кластерлеринде өзүнчө симуляцияларды иштете аласыз. Эгер сизде бир нече симуляцияларды жүргүзүүнү талап кылган тапшырма болсо, мисалы, Монте-Карло анализи, параметрди тууралоо же бир нече учуу циклдерин иштетүү - бул симуляцияларды жергиликтүү көп ядролуу машинада же компьютер кластеринде иштетүү аркылуу тарата аласыз.
Көпчүлүк учурларда, бул скрипттеги for циклин параллелдүү for цикли, parfor менен алмаштыруудан кыйыныраак болбойт. Бул симуляцияларды иштетүүдө олуттуу ылдамдыкка алып келиши мүмкүн.
Бизде учактын электр тармагынын үлгүсү бар. Биз бул тармакты эксплуатациялоонун кеңири диапазонунда, анын ичинде учуу циклдерин, үзгүлтүктөрдү жана аба ырайында сынагыбыз келет. Биз бул тесттерди тездетүү үчүн РСТти, биз иштеткибиз келген ар бир тесттин моделин тууралоо үчүн MATLABды колдонобуз. Андан кийин биз симуляцияларды менин компьютеримдин ар кандай өзөктөрүнө таратабыз. Биз параллелдүү тесттер ырааттуу сыноолорго караганда тезирээк бүтөөрүн көрөбүз.
Бул жерде биз аткарышыбыз керек болгон кадамдар.
- Биринчиден, биз parpool буйругун колдонуу менен жумушчу процесстеринин пулун, же MATLAB жумушчулары деп аталат.
- Андан кийин, биз иштеткибиз келген ар бир тест үчүн параметр топтомун түзөбүз.
- Биз симуляцияларды биринчи кезекте, биринин артынан бири аткарабыз.
- Анан муну параллелдүү иштеген симуляциялар менен салыштырыңыз.
Жыйынтыктарга ылайык, параллелдүү режимде тестирлөөнүн жалпы убактысы ырааттуу режимге караганда болжол менен 4 эсе аз. Биз графиктерден электр энергиясын керектөө жалпысынан күтүлгөн деңгээлде экенин көрдүк. Көрүнүп турган чокулар керектөөчүлөр күйгүзүлгөндө жана өчүрүлгөндө ар кандай тармак шарттарына байланыштуу.
Симуляциялар көптөгөн тесттерди камтыды, аларды биз симуляцияларды ар кандай компьютер өзөктөрүнө таратып, тез иштете алдык. Бул учуунун шарттарынын чыны менен кенири спектрин баалоого мумкундук берди.
Эми биз иштеп чыгуу процессинин бул бөлүгүн аяктагандан кийин, биз кантип ар бир кадам үчүн документацияны түзүүнү автоматташтыра аларыбызды, кантип автоматтык түрдө сыноолорду жүргүзүп, натыйжаларды документтештире аларыбызды көрөбүз.
Системанын дизайны дайыма кайталануучу процесс. Биз долбоорго өзгөртүү киргизебиз, өзгөртүүнү сынайбыз, натыйжаларды баалайбыз, анан жаңы өзгөртүү киргизебиз. Натыйжаларды документтештирүү процесси жана өзгөртүүлөрдүн негиздемеси көп убакытты талап кылат. Бул процессти SLRG аркылуу автоматташтыра аласыз.
SLRGди колдонуу менен сиз тесттердин аткарылышын автоматташтыра аласыз жана андан кийин ал тесттердин натыйжаларын отчет түрүндө чогулта аласыз. Отчет тесттин жыйынтыктарын баалоону, моделдердин жана графиктердин скриншотторун, C жана MATLAB кодун камтышы мүмкүн.
Мен бул презентациянын негизги пункттарын эске салуу менен жыйынтыктайын.
- Моделдин тактыгы менен моделдөө ылдамдыгынын ортосундагы балансты табуу үчүн моделди тууралоо үчүн көптөгөн мүмкүнчүлүктөрдү көрдүк, анын ичинде симуляция режимдери жана моделдин абстракция деңгээли.
- Биз оптималдаштыруу алгоритмдерин жана параллелдүү эсептөөлөрдү колдонуу менен симуляцияларды кантип тездете аларыбызды көрдүк.
- Акырында, биз MATLABда симуляция жана талдоо тапшырмаларын автоматташтыруу аркылуу иштеп чыгуу процессин кантип тездете аларыбызды көрдүк.
Материалдын автору — Михаил Песельник, инженер .
Бул вебинарга шилтеме
Source: www.habr.com