Дизајнирање на електрична мрежа на авиони користејќи дизајн базиран на модел

Оваа публикација обезбедува транскрипција на вебинарот „Развој на електрична мрежа на авиони користејќи дизајн базиран на модели“. Вебинарот го водеше Михаил Песелник, инженер CITM изложувач.)

Денес ќе научиме дека можеме да ги подесиме моделите за да постигнеме оптимална рамнотежа помеѓу верноста и точноста на резултатите од симулацијата и брзината на процесот на симулација. Ова е клучот за ефикасно користење на симулацијата и за да бидете сигурни дека нивото на детали во вашиот модел е соодветно за задачата што имате намера да ја извршите.

Ќе научиме и:

• Како можете да ги забрзате симулациите со користење на алгоритми за оптимизација и паралелно пресметување;
• Како да се дистрибуираат симулации низ повеќе компјутерски јадра, забрзувајќи ги задачите како што се проценка на параметри и избор на параметри;
• Како да се забрза развојот со автоматизирање на задачите за симулација и анализа користејќи MATLAB;
• Како да ги користите MATLAB скриптите за хармонична анализа и да ги документирате резултатите од секаков вид тест користејќи автоматско генерирање извештаи.

Ќе започнеме со преглед на моделот на електричната мрежа на авионите. Ќе разговараме кои се нашите цели за симулација и ќе го разгледаме процесот на развој што беше искористен за креирање на моделот.

Потоа ќе поминеме низ фазите на овој процес, вклучувајќи го и првичниот дизајн - каде што ги разјаснуваме барањата. Детален дизајн - каде што ќе ги разгледаме поединечните компоненти на електричната мрежа, и на крајот ќе ги искористиме резултатите од симулацијата на деталниот проект за прилагодување на параметрите на апстрактниот модел. Конечно, ќе погледнеме како можете да ги документирате резултатите од сите овие чекори во извештаите.

Еве шематски приказ на системот што го развиваме. Ова е модел на половина авион кој вклучува генератор, AC магистрала, различни оптоварувања на наизменична струја, единица за трансформатор-исправувач, DC автобус со различни оптоварувања и батерија.

Прекинувачите се користат за поврзување на компоненти со електричната мрежа. Како што компонентите се вклучуваат и исклучуваат за време на летот, електричните услови може да се променат. Сакаме да ја анализираме оваа половина од електричната мрежа на авионот под овие променливи услови.

Целосен модел на електричен систем на авион мора да вклучува и други компоненти. Не ги вклучивме во овој модел на полурамнина бидејќи сакаме само да ги анализираме интеракциите помеѓу овие компоненти. Ова е вообичаена практика во авиони и бродоградба.

Цели на симулација:

• Одредете ги електричните барања за различните компоненти, како и далноводите што ги поврзуваат.
• Анализирајте ги системските интеракции помеѓу компонентите од различни инженерски дисциплини, вклучувајќи електрични, механички, хидраулични и термички ефекти.
• И на подетално ниво, направете хармонична анализа.
• Анализирајте го квалитетот на напојувањето при променливи услови и погледнете ги напоните и струите во различни мрежни јазли.

Овој сет на цели за симулација најдобро се служи со користење на модели со различен степен на детали. Ќе видиме дека додека се движиме низ процесот на развој, ќе имаме апстрактен и детален модел.

Кога ги гледаме резултатите од симулацијата на овие различни варијанти на моделот, гледаме дека резултатите од моделот на ниво на систем и деталниот модел се исти.

Ако внимателно ги погледнеме резултатите од симулацијата, ќе видиме дека и покрај динамиката предизвикана од префрлувањето на уредите за напојување во деталната верзија на нашиот модел, вкупните резултати од симулацијата се исти.

Ова ни овозможува да вршиме брзи повторувања на системско ниво, како и детална анализа на електричниот систем на грануларно ниво. На овој начин можеме ефективно да ги постигнеме нашите цели.

Сега да зборуваме за моделот со кој работиме. Создадовме неколку опции за секоја компонента во електричната мрежа. Ние ќе избереме која варијанта на компонента да ја користиме во зависност од проблемот што го решаваме.

Кога ги истражуваме опциите за производство на електрична енергија на мрежата, можеме да го замениме интегрираниот погонски генератор со генератор со променлива брзина од типот на циклоконвектор или генератор на фреквенција поврзана со еднонасочна струја. Можеме да користиме апстрактни или детални компоненти на оптоварување во AC коло.

Слично на тоа, за DC мрежа, можеме да користиме апстрактна, детална или мултидисциплинарна опција која го зема предвид влијанието на другите физички дисциплини како што се механиката, хидрауликата и температурните ефекти.

Повеќе детали за моделот.

Овде ги гледате генераторот, дистрибутивната мрежа и компонентите во мрежата. Моделот моментално е поставен за симулација со модели на апстрактни компоненти. Активаторот се моделира едноставно со специфицирање на активната и реактивната моќност што ја троши компонентата.

Ако го конфигурираме овој модел да користи детални варијанти на компоненти, активаторот е веќе моделиран како електрична машина. Имаме синхрон мотор со постојан магнет, конвертори и DC автобус и систем за контрола. Ако ја погледнеме единицата трансформатор-исправувач, ќе видиме дека е моделирана со помош на трансформатори и универзални мостови кои се користат во електрониката за напојување.

Можеме да избереме и системска опција (на TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) која ги зема предвид ефектите поврзани со други физички феномени (во Fuel Pump). За пумпата за гориво, гледаме дека имаме хидраулична пумпа, хидраулични оптоварувања. За грејачот, гледаме разгледување на температурните ефекти кои влијаат на однесувањето на таа компонента како што се менува температурата. Нашиот генератор е моделиран со помош на синхрона машина и имаме контролен систем за поставување на полето на напон за оваа машина.

Циклусите на летот се избираат со помош на MATLAB променлива со име Flight_Cycle_Num. И овде гледаме податоци од работниот простор на MATLAB кој контролира кога се вклучуваат и исклучуваат одредени компоненти на електричната мрежа. Овој график (Plot_FC) покажува за првиот циклус на летот кога компонентите се вклучени или исклучени.

Ако го прилагодиме моделот на верзијата Tuned, можеме да ја користиме оваа скрипта (Test_APN_Model_SHORT) за да го извршиме моделот и да го тестираме во три различни циклуси на летање. Првиот циклус на летови е во тек и го тестираме системот под различни услови. Потоа автоматски го конфигурираме моделот да работи втор циклус на лет и трет. По завршувањето на овие тестови, имаме извештај кој ги покажува резултатите од овие три тестови во споредба со претходните тестови. Во извештајот можете да видите слики од екранот на моделот, слики од екранот на графикони кои ја покажуваат брзината, напонот и генерираната моќност на излезот од генераторот, споредбени графикони со претходните тестови, како и резултатите од анализата на квалитетот на електричната мрежа.

Наоѓањето компромис помеѓу верноста на моделот и брзината на симулација е клучно за ефикасно користење на симулацијата. Како што додавате повеќе детали во вашиот модел, времето потребно за пресметување и симулирање на моделот се зголемува. Важно е да го приспособите моделот за конкретниот проблем што го решавате.

Кога сме заинтересирани за детали како што е квалитетот на напојувањето, додаваме ефекти како што се префрлување на електричната електроника и реални оптоварувања. Меѓутоа, кога сме заинтересирани за прашања како што се генерирање или потрошувачка на енергија од различни компоненти во електричната мрежа, ќе користиме сложени методи на симулација, апстрактни оптоварувања и модели на просечен напон.

Користејќи ги производите на Mathworks, можете да го изберете вистинското ниво на детали за проблемот што е при рака.

За ефикасно дизајнирање, потребни ни се и апстрактни и детални модели на компоненти. Еве како овие опции се вклопуваат во нашиот развојен процес:

• Прво, ги разјаснуваме барањата користејќи апстрактна верзија на моделот.
• Потоа ги користиме рафинираните барања за детално да ја дизајнираме компонентата.
• Можеме да комбинираме апстрактна и детална верзија на компонента во нашиот модел, овозможувајќи верификација и комбинација на компонентата со механички системи и системи за контрола.
• Конечно, можеме да ги искористиме резултатите од симулацијата на деталниот модел за да ги подесиме параметрите на апстрактниот модел. Ова ќе ни даде модел кој работи брзо и дава точни резултати.

Можете да видите дека овие две опции, системскиот модел и деталниот модел, се надополнуваат една со друга. Работата што ја правиме со апстрактниот модел за да ги разјасниме барањата го намалува бројот на повторувања потребни за детален дизајн. Ова го забрзува нашиот развојен процес. Резултатите од симулацијата на деталниот модел ни даваат апстрактен модел кој работи брзо и дава точни резултати. Ова ни овозможува да постигнеме совпаѓање помеѓу нивото на детали на моделот и задачата што ја извршува симулацијата.

Многу компании ширум светот користат MOS за развој на сложени системи. Ербас развива систем за управување со гориво за А380 базиран на MOP. Овој систем содржи повеќе од 20 пумпи и повеќе од 40 вентили. Можете да замислите колку различни сценарија за неуспех може да се случат. Користејќи симулација, тие можат да извршат над сто илјади тестови секој викенд. Ова им дава доверба дека, без оглед на сценариото за неуспех, нивниот контролен систем може да се справи со тоа.

Сега кога видовме преглед на нашиот модел и нашите цели за симулација, ќе поминеме низ процесот на дизајнирање. Ќе започнеме со користење на апстрактен модел за да ги разјасниме системските барања. Овие рафинирани барања ќе се користат за детален дизајн.

Ќе видиме како да ги интегрираме документите за барања во процесот на развој. Имаме голем документ за барања што ги прикажува сите барања за нашиот систем. Многу е тешко да се споредат барањата со проектот како целина и да се увериме дека проектот ги исполнува овие барања.

Користејќи SLVNV, можете директно да ги поврзете документите за барања и моделот во Simulink. Можете да креирате врски директно од моделот директно до барањата. Ова го прави полесно да се потврди дека одреден дел од моделот се однесува на одредено барање и обратно. Оваа комуникација е двонасочна. Значи, ако гледаме барање, можеме брзо да скокнеме до модел за да видиме како тоа барање е исполнето.

Сега кога го интегриравме документот за барања во работниот тек, ќе ги усовршиме барањата за електричната мрежа. Поточно, ќе ги разгледаме барањата за оптоварување за работа, врв и дизајн за генератори и далноводи. Ќе ги тестираме преку широк опсег на услови на мрежа. Оние. за време на различни циклуси на летање, кога различни оптоварувања се вклучуваат и исклучуваат. Бидејќи се фокусираме само на напојувањето, ќе го занемариме префрлувањето на електрониката за напојување. Затоа, ќе користиме апстрактни модели и поедноставени методи за симулација. Ова значи дека ќе го подесиме моделот за да ги игнорираме деталите што не ни се потребни. Ова ќе направи симулацијата да работи побрзо и ќе ни овозможи да ги тестираме условите за време на долги циклуси на летови.

Имаме извор на наизменична струја кој минува низ синџир на отпори, капацитети и индуктивности. Во колото има прекинувач кој се отвора по некое време и потоа повторно се затвора. Ако ја извршите симулацијата, можете да ги видите резултатите со континуираниот решавач. (V1) Можете да видите дека осцилациите поврзани со отворањето и затворањето на прекинувачот се прецизно прикажани.

Сега да се префрлиме на дискретен режим. Кликнете двапати на блокот PowerGui и изберете го дискретниот решавач во картичката Решавач. Можете да видите дека дискретниот решавач сега е избран. Да ја започнеме симулацијата. Ќе видите дека резултатите сега се речиси исти, но точноста зависи од избраната стапка на примерок.

Сега можам да го изберам сложениот режим на симулација, да ја поставам фреквенцијата - бидејќи решението се добива само на одредена фреквенција - и повторно да ја стартувам симулацијата. Ќе видите дека се прикажуваат само амплитудите на сигналот. Со кликнување на овој блок, можам да извршам MATLAB скрипта која ќе го извршува моделот последователно во сите три режими на симулација и ќе ги исцртува добиените заплетови еден врз друг. Ако ги погледнеме поблиску струјата и напонот, ќе видиме дека дискретните резултати се блиску до континуираните, но целосно се совпаѓаат. Ако ја погледнете струјата, можете да видите дека има врв што не е забележан во дискретниот режим на симулацијата. И гледаме дека сложениот режим ви овозможува да ја видите само амплитудата. Ако го погледнете чекорот на решавачот, можете да видите дека сложениот решавач бара само 56 чекори, додека на другите решавачи им беа потребни многу повеќе чекори за да се заврши симулацијата. Ова му овозможи на сложениот режим на симулација да работи многу побрзо од другите режими.

Покрај изборот на соодветен режим на симулација, потребни ни се модели со соодветно ниво на детали. За да ги разјасниме барањата за моќност на компонентите во електричната мрежа, ќе користиме апстрактни модели со општа примена. Блокот Dynamic Load ни овозможува да ја одредиме активната и реактивната моќност што компонентата ја троши или генерира во мрежата.

Ќе дефинираме почетен апстрактен модел за реактивна и активна моќност врз основа на почетен сет на барања. Како извор ќе го користиме блокот Идеален извор. Ова ќе ви овозможи да го поставите напонот на мрежата и можете да го користите за да ги одредите параметрите на генераторот и да разберете колку енергија треба да произведува.

Следно, ќе видите како да користите симулација за да ги подобрите барањата за енергија за генератор и далноводи.

Имаме почетен сет на барања кои вклучуваат рејтинг на моќност и фактор на моќност за компонентите во мрежата. Имаме и низа услови во кои оваа мрежа може да работи. Сакаме да ги усовршиме овие првични барања со тестирање под широк опсег на услови. Ова ќе го направиме со подесување на моделот да користи апстрактни оптоварувања и извори и тестирање на барањата под широк опсег на работни услови.

Ќе го конфигурираме моделот да користи модели на апстрактни оптоварувања и генератори и ќе ја видиме генерираната и потрошената енергија во широк опсег на работни услови.

Сега ќе продолжиме на детален дизајн. Ќе ги користиме рафинираните барања за да го детализираме дизајнот и ќе ги комбинираме овие детални компоненти со моделот на системот за да откриеме проблеми со интеграцијата.

Денес се достапни неколку опции за производство на електрична енергија во авион. Обично генераторот е управуван од комуникација со гасна турбина. Турбината ротира со променлива фреквенција. Ако мрежата мора да има фиксна фреквенција, тогаш е потребна конверзија од променлива брзина на вратилото на турбината во константна фреквенција во мрежата. Ова може да се направи со користење на интегриран погон со постојана брзина возводно од генераторот или со користење на електроника за напојување за конвертирање на променлива фреквенција AC во постојана фреквенција AC. Постојат и системи со лебдечка фреквенција, каде што фреквенцијата во мрежата може да се менува и конверзија на енергија се случува на оптоварувањата во мрежата.

Секоја од овие опции бара генератор и електроника за напојување за конвертирање на енергијата.

Имаме гасна турбина која ротира со променлива брзина. Оваа турбина се користи за ротирање на вратилото на генераторот, што произведува наизменична струја со променлива фреквенција. Може да се користат различни опции за енергетска електроника за да се конвертира оваа променлива фреквенција во фиксна фреквенција. Би сакале да ги оцениме овие различни опции. Ова може да се направи со помош на SPS.

Можеме да го моделираме секој од овие системи и да извршиме симулации под различни услови за да оцениме која опција е најдобра за нашиот систем. Ајде да се префрлиме на моделот и да видиме како е направено ова.

Еве го моделот со кој работиме. Променливата брзина од вратилото на гасната турбина се пренесува до генераторот. И циклоконверторот се користи за производство на наизменична струја со фиксна фреквенција. Ако ја извршите симулацијата, ќе видите како се однесува моделот. Горниот графикон ја покажува променливата брзина на гасната турбина. Гледате дека фреквенцијата се менува. Овој жолт сигнал во вториот графикон е напонот од една од фазите на излезот на генераторот. Оваа наизменична струја со фиксна фреквенција се создава од променлива брзина користејќи електроника за напојување.

Ајде да погледнеме како се опишани оптоварувањата со наизменична струја. Нашиот е поврзан со светилка, хидраулична пумпа и актуатор. Овие компоненти се моделирани со користење на блокови од SPS.

Секој од овие блокови во SPS вклучува конфигурациски поставки за да ви овозможат да приспособите различни конфигурации на компоненти и да го прилагодите нивото на детали во вашиот модел.

Ги конфигуриравме моделите да работат со детална верзија на секоја компонента. Значи, имаме многу моќ да моделираме оптоварување со наизменична струја и со симулирање на детални компоненти во дискретен режим, можеме да видиме многу повеќе детали за она што се случува во нашата електрична мрежа.

Една од задачите што ќе ја извршиме со деталната верзија на моделот е анализа на квалитетот на електричната енергија.

Кога ќе се внесе оптоварување во системот, тоа може да предизвика нарушување на брановата форма на изворот на напон. Ова е идеален синусоид, а таков сигнал ќе биде на излезот од генераторот ако оптоварувањата се константни. Меѓутоа, како што се зголемува бројот на компоненти што може да се вклучат и исклучуваат, оваа бранова форма може да се искриви и да резултира со толку мали пречекорувања.

Овие скокови во брановиот облик на изворот на напон може да предизвикаат проблеми. Ова може да доведе до прегревање на генераторот поради вклучување на електрониката за напојување, тоа може да создаде големи неутрални струи, а исто така да предизвика непотребно префрлување на електрониката за напојување бидејќи тие не го очекуваат ова отскокнување во сигналот.

Harmonic Distortion нуди мерка за квалитетот на електричната енергија наизменична струја. Важно е да се измери овој сооднос при променливи мрежни услови бидејќи квалитетот ќе се разликува во зависност од тоа која компонента е вклучена и исклучена. Овој сооднос лесно се мери со помош на алатките на MathWorks и може да се автоматизира за тестирање под широк опсег на услови.

Дознајте повеќе за THD на Википедија.

Следно ќе видиме како да се спроведе анализа на квалитетот на моќноста со помош на симулација.

Имаме модел на електрична мрежа на авиони. Поради различни оптоварувања во мрежата, брановиот облик на напонот на излезот од генераторот е искривен. Ова доведува до влошување на квалитетот на храната. Овие товари се исклучуваат и се ставаат на интернет на различни точки во текот на циклусот на летот.

Сакаме да го оцениме квалитетот на моќноста на оваа мрежа под различни услови. За ова ќе користиме SPS и MATLAB за автоматско пресметување на THD. Можеме да го пресметаме односот интерактивно користејќи GUI или да користиме MATLAB скрипта за автоматизација.

Да се ​​вратиме на моделот за да ви го покажеме ова со пример. Нашиот модел на електрична мрежа на авион се состои од генератор, AC магистрала, AC оптоварувања и трансформатор-исправувач и DC оптоварувања. Сакаме да го измериме квалитетот на моќноста на различни точки во мрежата под различни услови. За почеток, ќе ви покажам како да го направите ова интерактивно само за генераторот. Потоа ќе ви покажам како да го автоматизирате овој процес користејќи MATLAB. Прво ќе извршиме симулација за да ги собереме податоците потребни за пресметување на THD.

Овој графикон (Gen1_Vab) го прикажува напонот помеѓу фазите на генераторот. Како што можете да видите, ова не е совршен синусен бран. Ова значи дека квалитетот на напојувањето на мрежата е под влијание на компонентите на мрежата. Откако ќе заврши симулацијата, ќе ја користиме Брзата Фуриеова трансформација за да ја пресметаме THD. Ќе го отвориме блокот powergui и ќе ја отвориме алатката за анализа FFT. Можете да видите дека алатката автоматски се вчитува со податоците што ги снимив за време на симулацијата. Ќе го избереме прозорецот FFT, ќе ја одредиме фреквенцијата и опсегот и ќе ги прикажеме резултатите. Можете да видите дека факторот на хармониско нарушување е 2.8%. Овде можете да го видите придонесот на различните хармоници. Видовте како можете интерактивно да го пресметате коефициентот на дисторзија на хармониците. Но, ние би сакале да го автоматизираме овој процес со цел да го пресметаме коефициентот под различни услови и во различни точки во мрежата.

Сега ќе ги разгледаме достапните опции за моделирање на DC оптоварувања.

Можеме да моделираме чисто електрични оптоварувања, како и мултидисциплинарни оптоварувања кои содржат елементи од различни инженерски области, како што се електрични и термички ефекти, електрични, механички и хидраулични.

Нашето DC коло вклучува трансформатор-исправувач, светилки, грејач, пумпа за гориво и батерија. Деталните модели можат да ги земат предвид ефектите од други области, на пример, моделот на грејач ги зема предвид промените во однесувањето на електричниот дел како температурни промени. Пумпата за гориво ги зема предвид ефектите од другите области за да го види нивното влијание врз однесувањето на компонентата. Ќе се вратам на моделот за да ви покажам како изгледа.

Ова е моделот со кој работиме. Како што можете да видите, сега трансформаторот-исправувач и DC мрежата се чисто електрични, т.е. се земаат предвид само ефектите од електричниот домен. Тие имаат поедноставени електрични модели на компонентите во оваа мрежа. Можеме да избереме варијанта на овој систем (TRU DC Loads -> Multidomain) која ги зема предвид ефектите од другите инженерски полиња. Гледате дека во мрежата ги имаме истите компоненти, но наместо бројот на електрични модели, додадовме други ефекти - на пример, за хитер, температурна физичка мрежа која го зема предвид влијанието на температурата врз однесувањето. Во пумпата сега ги земаме предвид хидрауличните ефекти на пумпите и другите оптоварувања во системот.

Компонентите што ги гледате во моделот се собрани од блоковите на библиотеката Simscape. Постојат блокови за сметководство за електрични, хидраулични, магнетни и други дисциплини. Користејќи ги овие блокови, можете да креирате модели кои ги нарекуваме мултидисциплинарни, т.е. земајќи ги предвид ефектите од различни физички и инженерски дисциплини.

Ефектите од други области може да се интегрираат во моделот на електрична мрежа.

Библиотеката со блокови Simscape вклучува блокови за симулирање ефекти од други домени, како што се хидраулика или температура. Со користење на овие компоненти, можете да креирате пореални мрежни оптоварувања и потоа попрецизно да ги дефинирате условите под кои овие компоненти можат да работат.

Со комбинирање на овие елементи, можете да креирате посложени компоненти, како и да креирате нови сопствени дисциплини или области користејќи го јазикот Simscape.

Понапредните компоненти и поставките за параметризација се достапни во специјализираните екстензии на Simscape. Покомплексни и подетални компоненти се достапни во овие библиотеки, земајќи ги предвид ефектите како што се загубите на ефикасност и температурните ефекти. Можете исто така да моделирате XNUMXD и повеќетелесни системи користејќи SimMechanics.

Сега кога го завршивме деталниот дизајн, ќе ги искористиме резултатите од деталните симулации за да ги прилагодиме параметрите на апстрактниот модел. Ова ќе ни даде модел кој работи брзо, а сепак произведува резултати кои одговараат на резултатите од детална симулација.

Процесот на развој го започнавме со модели на апстрактни компоненти. Сега, кога имаме детални модели, би сакале да се увериме дека овие апстрактни модели даваат слични резултати.

Зелената ги прикажува првичните барања што ги добивме. Би сакале резултатите од апстрактниот модел, прикажан овде во сино, да бидат блиску до резултатите од деталната симулација на моделот, прикажана со црвено.

За да го направите ова, ќе ги дефинираме активните и реактивните моќи за апстрактниот модел користејќи го влезниот сигнал. Наместо да користиме посебни вредности за активна и реактивна моќност, ќе создадеме параметризиран модел и ќе ги прилагодиме овие параметри така што кривите на активната и реактивната моќност од симулацијата на апстрактниот модел ќе одговараат на деталниот модел.

Следно, ќе видиме како апстрактниот модел може да се подеси за да одговара на резултатите од деталниот модел.

Ова е наша задача. Имаме апстрактен модел на компонента во електрична мрежа. Кога ќе примениме таков контролен сигнал на него, излезот е следниот резултат за активна и реактивна моќност.

Кога ќе го примениме истиот сигнал на влезот на деталниот модел, добиваме резултати како овие.

Потребни ни се резултатите од симулацијата на апстрактниот и деталниот модел да бидат конзистентни за да можеме да го користиме апстрактниот модел за брзо повторување на моделот на системот. За да го направите ова, автоматски ќе ги прилагодиме параметрите на апстрактниот модел додека резултатите не се поклопат.

За да го направите ова, ќе користиме SDO, кој може автоматски да ги менува параметрите додека резултатите од апстрактните и деталните модели не се совпаѓаат.

За да ги конфигурираме овие поставки, ќе ги следиме следните чекори.

• Прво, ги увезуваме резултатите од симулацијата на деталниот модел и ги избираме овие податоци за проценка на параметрите.
• Потоа ќе одредиме кои параметри треба да се конфигурираат и ќе поставиме опсези на параметри.
• Следно, ќе ги процениме параметрите, со SDO приспособување на параметрите додека резултатите не се поклопат.
• Конечно, можеме да користиме други влезни податоци за да ги потврдиме резултатите од проценката на параметрите.

Можете значително да го забрзате процесот на развој со дистрибуција на симулации користејќи паралелно пресметување.

Можете да извршите одделни симулации на различни јадра на повеќејадрен процесор или на компјутерски кластери. Ако имате задача која бара од вас да извршите повеќе симулации - на пример, анализа на Монте Карло, поставување параметри или извршување на повеќе циклуси на летот - можете да ги дистрибуирате овие симулации со нивно извршување на локална машина со повеќе јадра или компјутерски кластер.

Во многу случаи, ова нема да биде потешко од замена на јамката за во сценариото со паралелна за јамка, parfor. Ова може да доведе до значително забрзување во симулациите на трчање.

Имаме модел на електрична мрежа на авион. Ние би сакале да ја тестираме оваа мрежа под широк опсег на работни услови - вклучувајќи циклуси на летови, прекини и временски услови. Ќе користиме PCT за да ги забрзаме овие тестови, MATLAB за прилагодување на моделот за секој тест што сакаме да го извршиме. Потоа ќе ги дистрибуираме симулациите низ различни јадра на мојот компјутер. Ќе видиме дека паралелните тестови завршуваат многу побрзо од секвенцијалните.

Еве ги чекорите што ќе треба да ги следиме.

• Прво, ќе создадеме базен од работни процеси, или таканаречени работници на MATLAB, користејќи ја командата parpool.
• Следно, ќе генерираме множества на параметри за секој тест што сакаме да го извршиме.
• Симулациите ќе ги извршиме прво последователно, една по друга.
• И тогаш споредете го ова со паралелно водење симулации.

Според резултатите, вкупното време на тестирање во паралелен режим е приближно 4 пати помало отколку во секвенцијален режим. Во графиконите видовме дека потрошувачката на енергија е генерално на очекуваното ниво. Видливите врвови се поврзани со различни мрежни услови кога потрошувачите се вклучени и исклучени.

Симулациите вклучуваа многу тестови што можевме брзо да ги извршиме со дистрибуирање на симулациите низ различни компјутерски јадра. Ова ни овозможи да оцениме навистина широк опсег на услови на летот.

Сега кога го завршивме овој дел од процесот на развој, ќе видиме како можеме да го автоматизираме создавањето на документација за секој чекор, како можеме автоматски да извршиме тестови и да ги документираме резултатите.

Дизајнот на системот е секогаш итеративен процес. Правиме промена на проект, ја тестираме промената, ги оценуваме резултатите, а потоа правиме нова промена. Процесот на документирање на резултатите и образложението за промените трае долго. Можете да го автоматизирате овој процес користејќи SLRG.

Користејќи SLRG, можете да го автоматизирате извршувањето на тестовите и потоа да ги соберете резултатите од тие тестови во форма на извештај. Извештајот може да вклучува евалуација на резултатите од тестот, слики од екранот на модели и графикони, C и MATLAB код.

Ќе завршам со потсетување на клучните точки од оваа презентација.

• Видовме многу можности да го подесиме моделот за да најдеме рамнотежа помеѓу верноста на моделот и брзината на симулација - вклучувајќи ги режимите на симулација и нивоата на апстракција на моделот.
• Видовме како можеме да ги забрзаме симулациите користејќи алгоритми за оптимизација и паралелно пресметување.
• Конечно, видовме како можеме да го забрзаме процесот на развој со автоматизирање на задачите за симулација и анализа во MATLAB.

Автор на материјалот — Михаил Песелник, инженер CITM изложувач.

Линк до овој вебинар https://exponenta.ru/events/razrabotka-ehlektroseti-samoleta-s-ispolzovaniem-mop

Извор: www.habr.com