Din il-pubblikazzjoni tipprovdi traskrizzjoni tal-webinar . Il-webinar tmexxa minn Mikhail Peselnik, inġinier .)
Illum se nitgħallmu li nistgħu nirfinaw mudelli biex niksbu l-aħjar bilanċ bejn il-fedeltà u l-eżattezza tar-riżultati tas-simulazzjoni u l-veloċità tal-proċess ta 'simulazzjoni. Din hija ċ-ċavetta biex tuża s-simulazzjoni b'mod effettiv u tiżgura li l-livell ta' dettall fil-mudell tiegħek ikun xieraq għall-kompitu li biħsiebek twettaq.
Se nitgħallmu wkoll:
- Kif tista' tħaffef is-simulazzjonijiet billi tuża algoritmi ta' ottimizzazzjoni u kompjuters paralleli;
- Kif tiddistribwixxi simulazzjonijiet fuq qlub multipli tal-kompjuter, billi tħaffef il-kompiti bħall-istima tal-parametri u l-għażla tal-parametri;
- Kif tħaffef l-iżvilupp billi tawtomatizza kompiti ta' simulazzjoni u analiżi bl-użu ta' MATLAB;
- Kif tuża skripts MATLAB għal analiżi armonika u tiddokumenta r-riżultati ta 'kwalunkwe tip ta' test billi tuża ġenerazzjoni ta 'rapport awtomatiku.
Nibdew b'ħarsa ġenerali lejn il-mudell tan-netwerk elettriku tal-inġenju tal-ajru. Aħna ser niddiskutu x'inhuma l-għanijiet ta 'simulazzjoni tagħna u nħarsu lejn il-proċess ta' żvilupp li ntuża biex jinħoloq il-mudell.
Imbagħad se ngħaddu mill-istadji ta 'dan il-proċess, inkluż id-disinn inizjali - fejn niċċaraw ir-rekwiżiti. Disinn dettaljat - fejn se nħarsu lejn il-komponenti individwali tan-netwerk elettriku, u finalment se nużaw ir-riżultati tas-simulazzjoni tad-disinn dettaljat biex naġġustaw il-parametri tal-mudell astratt. Fl-aħħarnett, aħna ser inħarsu lejn kif tista 'tiddokumenta r-riżultati ta' dawn il-passi kollha fir-rapporti.
Hawnhekk hawn rappreżentazzjoni skematika tas-sistema li qed niżviluppaw. Dan huwa mudell ta 'nofs ajruplan li jinkludi ġeneratur, AC bus, diversi tagħbijiet AC, unità ta' transformer-rectifier, DC bus b'diversi tagħbijiet, u batterija.
Swiċċijiet jintużaw biex jgħaqqdu komponenti man-netwerk elettriku. Hekk kif il-komponenti jinxtegħlu u jintfew waqt it-titjira, il-kundizzjonijiet elettriċi jistgħu jinbidlu. Irridu nanalizzaw dan in-nofs tal-grilja elettrika tal-ajruplan taħt dawn il-kundizzjonijiet li qed jinbidlu.
Mudell komplut ta' sistema elettrika ta' inġenju tal-ajru għandu jinkludi komponenti oħra. Aħna ma inkludewhomx f'dan il-mudell ta 'nofs pjan għaliex irridu biss nanalizzaw l-interazzjonijiet bejn dawn il-komponenti. Din hija prattika komuni fil-bini tal-inġenji tal-ajru u tal-vapuri.
Għanijiet ta' simulazzjoni:
- Iddetermina r-rekwiżiti elettriċi għall-komponenti varji kif ukoll il-linji tal-enerġija li jgħaqqduhom.
- Analizza l-interazzjonijiet tas-sistema bejn il-komponenti minn dixxiplini differenti tal-inġinerija, inklużi l-effetti elettriċi, mekkaniċi, idrawliċi u termali.
- U f'livell aktar dettaljat, wettaq analiżi armonika.
- Analizza l-kwalità tal-provvista tal-enerġija taħt kundizzjonijiet li jinbidlu u ħares lejn vultaġġi u kurrenti f'nodi tan-netwerk differenti.
Dan is-sett ta' għanijiet ta' simulazzjoni jinqeda bl-aħjar mod billi jintużaw mudelli ta' gradi differenti ta' dettall. Se naraw li hekk kif nimxu fil-proċess ta 'żvilupp, ikollna mudell astratt u dettaljat.
Meta nħarsu lejn ir-riżultati tas-simulazzjoni ta 'dawn il-varjanti ta' mudell differenti, naraw li r-riżultati tal-mudell fil-livell tas-sistema u l-mudell dettaljat huma l-istess.
Jekk nagħtu ħarsa aktar mill-qrib lejn ir-riżultati tas-simulazzjoni, naraw li anke minkejja d-dinamika kkawżata mill-bidla tal-apparati tal-enerġija fil-verżjoni dettaljata tal-mudell tagħna, ir-riżultati tas-simulazzjoni ġenerali huma l-istess.
Dan jippermettilna nwettqu iterazzjonijiet rapidi fil-livell tas-sistema, kif ukoll analiżi dettaljata tas-sistema elettrika f'livell granulari. B'dan il-mod nistgħu nilħqu l-għanijiet tagħna b'mod effettiv.
Issa ejja nitkellmu dwar il-mudell li qed naħdmu miegħu. Ħloqna diversi għażliet għal kull komponent fin-netwerk elettriku. Se nagħżlu liema komponent varjant nużaw skont il-problema li qed insolvu.
Meta nesploraw għażliet ta 'ġenerazzjoni ta' enerġija tal-grilja, nistgħu nissostitwixxu l-ġeneratur tas-sewqan integrat b'ġeneratur ta 'veloċità varjabbli tat-tip cycloconvector jew ġeneratur ta' frekwenza akkoppjata DC. Nistgħu nużaw komponenti ta 'tagħbija astratti jew dettaljati f'ċirkwit AC.
Bl-istess mod, għal netwerk DC, nistgħu nużaw għażla astratta, dettaljata jew multidixxiplinarja li tqis l-influwenza ta 'dixxiplini fiżiċi oħra bħall-mekkanika, l-idrawlika u l-effetti tat-temperatura.
Aktar dettalji dwar il-mudell.
Hawnhekk tara l-ġeneratur, in-netwerk tad-distribuzzjoni, u l-komponenti fin-netwerk. Il-mudell bħalissa huwa stabbilit għal simulazzjoni b'mudelli ta 'komponenti astratti. L-attwatur huwa mmudellat sempliċiment billi tispeċifika l-qawwa attiva u reattiva li l-komponent jikkonsma.
Jekk nikkonfiguraw dan il-mudell biex nużaw varjanti ta 'komponenti dettaljati, l-attwatur huwa diġà mmudellat bħala magna elettrika. Għandna mutur sinkroniku ta 'kalamita permanenti, konvertituri u DC bus u sistema ta' kontroll. Jekk inħarsu lejn l-unità tat-transformer-rettifikatur, naraw li hija mmudellata bl-użu ta 'transformers u pontijiet universali li jintużaw fl-elettronika tal-enerġija.
Nistgħu wkoll nagħżlu għażla tas-sistema (fuq TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) li tqis l-effetti assoċjati ma 'fenomeni fiżiċi oħra (f'Fuel Pump). Għall-pompa tal-karburant, naraw li għandna pompa idrawlika, tagħbijiet idrawliċi. Għall-heater, naraw konsiderazzjoni ta 'effetti tat-temperatura li jaffettwaw l-imġieba ta' dak il-komponent hekk kif it-temperatura tinbidel. Il-ġeneratur tagħna huwa mmudellat bl-użu ta 'magna sinkronika u għandna sistema ta' kontroll biex tissettja l-kamp tal-vultaġġ għal din il-magna.
Iċ-ċikli tat-titjir jintgħażlu bl-użu ta' varjabbli MATLAB bl-isem Flight_Cycle_Num. U hawn naraw data mill-ispazju tax-xogħol MATLAB li jikkontrolla meta ċerti komponenti tan-netwerk elettriku jinxtegħlu u jintfew. Din il-plott (Plot_FC) turi għall-ewwel ċiklu tat-titjira meta l-komponenti jkunu mixgħula jew mitfija.
Jekk nirranġaw il-mudell mal-verżjoni Tuned, nistgħu nużaw dan l-iskript (Test_APN_Model_SHORT) biex imexxu l-mudell u nittestjawh fi tliet ċikli tat-titjir differenti. L-ewwel ċiklu tat-titjira għaddej u qed nittestjaw is-sistema taħt kundizzjonijiet varji. Imbagħad nikkonfiguraw awtomatikament il-mudell biex imexxi t-tieni ċiklu tat-titjira u t-tielet. Mat-tlestija ta’ dawn it-testijiet, għandna rapport li juri r-riżultati ta’ dawn it-tliet testijiet meta mqabbla ma’ testijiet preċedenti. Fir-rapport tista 'tara screenshots tal-mudell, screenshots ta' graffs li juru l-veloċità, il-vultaġġ u l-qawwa ġġenerata fl-output tal-ġeneratur, graffs ta 'tqabbil ma' testijiet preċedenti, kif ukoll ir-riżultati ta 'analiżi tal-kwalità tan-netwerk elettriku.
Is-sejba ta' kompromess bejn il-fedeltà tal-mudell u l-veloċità tas-simulazzjoni hija essenzjali biex is-simulazzjoni tintuża b'mod effettiv. Hekk kif iżżid aktar dettalji mal-mudell tiegħek, iż-żmien meħtieġ biex jiġi kkalkulat u simulat il-mudell jiżdied. Huwa importanti li tippersonalizza l-mudell għall-problema speċifika li qed issolvi.
Meta nkunu interessati f'dettalji bħall-kwalità tal-enerġija, inżidu effetti bħall-bidla tal-elettronika tal-enerġija u tagħbijiet realistiċi. Madankollu, meta nkunu interessati fi kwistjonijiet bħall-ġenerazzjoni jew il-konsum ta 'enerġija minn diversi komponenti fil-grilja elettrika, se nużaw metodu ta' simulazzjoni kumpless, tagħbijiet astratti u mudelli ta 'vultaġġ medju.
Bl-użu tal-prodotti Mathworks, tista' tagħżel il-livell it-tajjeb ta' dettall għall-problema preżenti.
Biex tiddisinja b'mod effettiv, għandna bżonn kemm mudelli astratti kif ukoll dettaljati ta 'komponenti. Hawn kif dawn l-għażliet jidħlu fil-proċess ta 'żvilupp tagħna:
- L-ewwel, aħna niċċaraw ir-rekwiżiti billi tuża verżjoni astratta tal-mudell.
- Imbagħad nużaw ir-rekwiżiti raffinati biex niddisinjaw il-komponent fid-dettall.
- Nistgħu ngħaqqdu verżjoni astratta u dettaljata ta 'komponent fil-mudell tagħna, li tippermetti verifika u kombinazzjoni tal-komponent ma' sistemi mekkaniċi u sistemi ta 'kontroll.
- Fl-aħħarnett, nistgħu nużaw ir-riżultati tas-simulazzjoni tal-mudell dettaljat biex tixgħel il-parametri tal-mudell astratt. Dan se jagħtina mudell li jimxi malajr u jipproduċi riżultati preċiżi.
Tista 'tara li dawn iż-żewġ għażliet—sistema u mudell dettaljat—jikkumplimentaw lil xulxin. Ix-xogħol li nagħmlu bil-mudell astratt biex niċċaraw ir-rekwiżiti jnaqqas in-numru ta 'iterazzjonijiet meħtieġa għal disinn dettaljat. Dan iħaffef il-proċess ta 'żvilupp tagħna. Ir-riżultati tas-simulazzjoni tal-mudell dettaljat jagħtuna mudell astratt li jaħdem malajr u jipproduċi riżultati preċiżi. Dan jippermettilna niksbu tqabbil bejn il-livell ta 'dettall tal-mudell u l-kompitu li qed twettaq is-simulazzjoni.
Ħafna kumpaniji madwar id-dinja jużaw MOS biex jiżviluppaw sistemi kumplessi. L-Airbus qed tiżviluppa sistema ta’ ġestjoni tal-fjuwil għall-A380 ibbażata fuq MOP. Din is-sistema fiha aktar minn 20 pompa u aktar minn 40 valv. Tista 'timmaġina n-numru ta' xenarji ta 'falliment differenti li jistgħu jseħħu. Bl-użu tas-simulazzjoni, jistgħu jagħmlu aktar minn mitt elf test kull tmiem il-ġimgħa. Dan jagħtihom kunfidenza li, irrispettivament mix-xenarju ta 'falliment, is-sistema ta' kontroll tagħhom tista 'timmaniġġjaha.
Issa li rajna ħarsa ġenerali tal-mudell tagħna, u l-għanijiet ta 'simulazzjoni tagħna, aħna ser nimxu permezz tal-proċess tad-disinn. Nibdew billi nużaw mudell astratt biex niċċaraw ir-rekwiżiti tas-sistema. Dawn ir-rekwiżiti raffinati se jintużaw għal disinn dettaljat.
Se naraw kif nintegraw id-dokumenti tar-rekwiżiti fil-proċess ta 'żvilupp. Għandna dokument kbir ta 'rekwiżiti li jiddeskrivi r-rekwiżiti kollha għas-sistema tagħna. Huwa diffiċli ħafna li tqabbel ir-rekwiżiti mal-proġett kollu kemm hu u kun żgur li l-proġett jissodisfa dawn ir-rekwiżiti.
Billi tuża SLVNV, tista 'tgħaqqad direttament id-dokumenti tar-rekwiżiti u l-mudell f'Simulink. Tista 'toħloq links direttament mill-mudell direttament għar-rekwiżiti. Dan jagħmilha aktar faċli li jiġi vverifikat li ċerta parti tal-mudell tirrigwarda rekwiżit speċifiku u viċi versa. Din il-komunikazzjoni hija f'żewġ direzzjonijiet. Mela jekk qed inħarsu lejn rekwiżit, nistgħu naqbżu malajr għal mudell biex naraw kif dak ir-rekwiżit jiġi sodisfatt.
Issa li integrajna d-dokument tar-rekwiżiti fil-fluss tax-xogħol, se nirfinaw ir-rekwiżiti għan-netwerk elettriku. Speċifikament, aħna ser inħarsu lejn l-operat, il-quċċata, u r-rekwiżiti tat-tagħbija tad-disinn għall-ġeneraturi u l-linji ta 'trażmissjoni. Aħna ser nittestjawhom fuq firxa wiesgħa ta 'kundizzjonijiet tal-grilja. Dawk. matul ċikli tat-titjir differenti, meta tagħbijiet differenti jinxtegħlu u jintfew. Peress li qed niffokaw biss fuq l-enerġija, aħna se nittraskuraw il-bidla fl-elettronika tal-enerġija. Għalhekk, se nużaw mudelli astratti u metodi ta 'simulazzjoni simplifikati. Dan ifisser li se nirranġaw il-mudell biex ninjoraw dettalji li m'għandniex bżonn. Dan se jagħmel is-simulazzjoni taħdem aktar malajr u jippermettilna nittestjaw il-kundizzjonijiet matul ċikli twal ta 'titjir.
Għandna sors ta 'kurrent alternanti li jgħaddi minn katina ta' reżistenzi, capacitances u inductances. Hemm swiċċ fiċ-ċirkwit li jiftaħ wara xi żmien u mbagħad jerġa' jagħlaq. Jekk tmexxi s-simulazzjoni, tista 'tara r-riżultati bis-solver kontinwu. (V1) Tista 'tara li l-oxxillazzjonijiet assoċjati mal-ftuħ u l-għeluq tas-swiċċ jintwerew b'mod preċiż.
Issa ejja naqilbu għall-mod diskreti. Ikklikkja darbtejn fuq il-blokka PowerGui u agħżel is-solvent diskret fit-tab Solver. Tista 'tara li s-solver diskret issa huwa magħżul. Ejja nibdew is-simulazzjoni. Se tara li r-riżultati issa huma kważi l-istess, iżda l-eżattezza tiddependi fuq ir-rata tal-kampjun magħżula.
Issa nista 'nagħżel il-modalità ta' simulazzjoni kumplessa, nistabbilixxi l-frekwenza - peress li s-soluzzjoni tinkiseb biss f'ċerta frekwenza - u erġa' mexxi s-simulazzjoni. Se tara li jintwerew biss l-amplitudnijiet tas-sinjal. Billi nikklikkja fuq din il-blokka, nista' nmexxi script MATLAB li jmexxi l-mudell b'mod sekwenzjali fit-tliet modi ta' simulazzjoni kollha u nippinġi l-plots li jirriżultaw fuq xulxin. Jekk inħarsu aktar mill-qrib lejn il-kurrent u l-vultaġġ, naraw li r-riżultati diskreti huma qrib dawk kontinwi, iżda jikkoinċidu kompletament. Jekk tħares lejn il-kurrent, tista 'tara li hemm quċċata li ma ġietx innotata fil-mod diskret tas-simulazzjoni. U naraw li l-mod kumpless jippermettilek tara biss l-amplitudni. Jekk tħares lejn il-pass tas-solver, tista 'tara li s-solver kumpless kien jeħtieġ biss 56 pass, filwaqt li s-solvers l-oħra kienu jeħtieġu ħafna aktar passi biex tlesti s-simulazzjoni. Dan ippermetta li l-modalità ta 'simulazzjoni kumplessa taħdem ħafna aktar malajr minn modi oħra.
Minbarra l-għażla ta 'modalità ta' simulazzjoni xierqa, għandna bżonn mudelli b'livell xieraq ta 'dettall. Biex niċċaraw ir-rekwiżiti tal-enerġija tal-komponenti f'netwerk elettriku, se nużaw mudelli astratti ta 'applikazzjoni ġenerali. Il-blokk tat-Tagħbija Dinamika jippermettilna nispeċifikaw il-qawwa attiva u reattiva li komponent jikkonsma jew jiġġenera fin-netwerk.
Aħna ser niddefinixxu mudell astratt inizjali għall-enerġija reattiva u attiva bbażat fuq sett inizjali ta 'rekwiżiti. Se nużaw il-blokk tas-sors Ideali bħala sors. Dan jippermettilek li tissettja l-vultaġġ fuq in-netwerk, u tista 'tuża dan biex tiddetermina l-parametri tal-ġeneratur, u tifhem kemm għandha tipproduċi enerġija.
Sussegwentement, tara kif tuża s-simulazzjoni biex tirfina r-rekwiżiti tal-enerġija għal ġeneratur u linji ta 'trażmissjoni.
Għandna sett inizjali ta 'rekwiżiti li jinkludu l-klassifikazzjoni tal-qawwa u l-fattur tal-qawwa għall-komponenti fin-netwerk. Għandna wkoll firxa ta’ kundizzjonijiet li fihom jista’ jopera dan in-netwerk. Irridu nirfinaw dawn ir-rekwiżiti inizjali billi nittestjaw taħt firxa wiesgħa ta 'kundizzjonijiet. Se nagħmlu dan billi nirfinaw il-mudell biex nużaw tagħbijiet u sorsi astratti u nittestjaw ir-rekwiżiti taħt firxa wiesgħa ta 'kundizzjonijiet operattivi.
Se nikkonfiguraw il-mudell biex nużaw mudelli ta 'tagħbija u ġeneratur astratti, u naraw l-enerġija ġġenerata u kkunsmata fuq firxa wiesgħa ta' kundizzjonijiet operattivi.
Issa nimxu fuq disinn dettaljat. Aħna se nużaw ir-rekwiżiti raffinati biex niddettaljaw id-disinn, u se ngħaqqdu dawn il-komponenti dettaljati mal-mudell tas-sistema biex niskopru problemi ta 'integrazzjoni.
Illum, hemm diversi għażliet disponibbli għall-ġenerazzjoni tal-elettriku f'inġenju tal-ajru. Tipikament il-ġeneratur huwa mmexxi minn komunikazzjoni ma 'turbina tal-gass. It-turbina ddur bi frekwenza varjabbli. Jekk in-netwerk għandu jkollu frekwenza fissa, allura konverżjoni minn veloċità tax-xaft tat-turbina varjabbli għal frekwenza kostanti fin-netwerk hija meħtieġa. Dan jista 'jsir billi tuża drive integrat ta' veloċità kostanti 'l fuq mill-ġeneratur, jew billi tuża l-elettronika tal-enerġija biex tikkonverti frekwenza varjabbli AC għal frekwenza kostanti AC. Hemm ukoll sistemi bi frekwenza galleġġjanti, fejn il-frekwenza fin-netwerk tista 'tinbidel u l-konverżjoni tal-enerġija sseħħ fit-tagħbijiet fin-netwerk.
Kull waħda minn dawn l-għażliet teħtieġ ġeneratur u elettronika tal-enerġija biex tikkonverti l-enerġija.
Għandna turbina tal-gass li ddur b'veloċità varjabbli. Din it-turbina tintuża biex iddawwar ix-xaft tal-ġeneratur, li jipproduċi kurrent alternanti ta 'frekwenza varjabbli. Jistgħu jintużaw diversi għażliet ta 'elettronika ta' enerġija biex jikkonvertu din il-frekwenza varjabbli għal frekwenza fissa. Nixtiequ nevalwaw dawn l-għażliet differenti. Dan jista' jsir bl-użu ta' SPS.
Nistgħu nimudellaw kull waħda minn dawn is-sistemi u nwettqu simulazzjonijiet taħt kundizzjonijiet differenti biex nevalwaw liema għażla hija l-aħjar għas-sistema tagħna. Ejja naqilbu għall-mudell u naraw kif dan isir.
Hawn il-mudell li qed naħdmu miegħu. Il-veloċità varjabbli mix-xaft tat-turbina tal-gass tiġi trażmessa lill-ġeneratur. U l-cycloconverter huwa użat biex jipproduċi kurrent alternanti ta ' frekwenza fissa. Jekk tmexxi s-simulazzjoni, tara kif iġib ruħu l-mudell. Il-graff ta 'fuq turi l-veloċità varjabbli ta' turbina tal-gass. Tara li l-frekwenza qed tinbidel. Dan is-sinjal isfar fit-tieni graff huwa l-vultaġġ minn waħda mill-fażijiet fl-output tal-ġeneratur. Dan il-kurrent alternanti ta 'frekwenza fissa huwa maħluq minn veloċità varjabbli bl-użu ta' elettronika tal-qawwa.
Ejja nħarsu lejn kif it-tagħbijiet AC huma deskritti. Tagħna hija konnessa ma 'lampa, pompa idrawlika u attwatur. Dawn il-komponenti huma mmudellati bl-użu ta 'blokki mill-SPS.
Kull wieħed minn dawn il-blokki fl-SPS jinkludi settings ta 'konfigurazzjoni biex jippermettilek takkomoda konfigurazzjonijiet ta' komponenti differenti u taġġusta l-livell ta 'dettall fil-mudell tiegħek.
Aħna kkonfigurajna l-mudelli biex imexxu verżjoni dettaljata ta 'kull komponent. Għalhekk għandna ħafna qawwa biex nimudellaw it-tagħbijiet AC u billi nisimulaw komponenti dettaljati f'modalità diskreta nistgħu naraw ħafna aktar dettall ta 'dak li qed jiġri fin-netwerk elettriku tagħna.
Waħda mill-kompiti li se nwettqu bil-verżjoni dettaljata tal-mudell hija l-analiżi tal-kwalità tal-enerġija elettrika.
Meta tagħbija tiġi introdotta fis-sistema, tista 'tikkawża distorsjoni tal-forma tal-mewġ fis-sors tal-vultaġġ. Dan huwa sinusoid ideali, u sinjal bħal dan ikun fl-output tal-ġeneratur jekk it-tagħbijiet huma kostanti. Madankollu, hekk kif in-numru ta 'komponenti li jistgħu jinxtegħlu u jintfew jiżdied, din il-forma tal-mewġ tista' ssir distorta u tirriżulta f'qabża daqshekk żgħira.
Dawn spikes fil-forma tal-mewġ fis-sors tal-vultaġġ jistgħu jikkawżaw problemi. Dan jista 'jwassal għal tisħin żejjed tal-ġeneratur minħabba swiċċjar fl-elettronika tal-enerġija, dan jista' joħloq kurrenti newtrali kbar, u jikkawża wkoll tibdil mhux meħtieġ fl-elettronika tal-enerġija minħabba li ma jistennewx dan bounce fis-sinjal.
Distorsjoni armonika toffri kejl tal-kwalità tal-enerġija elettrika AC. Huwa importanti li jitkejjel dan il-proporzjon taħt kundizzjonijiet tan-netwerk li jinbidlu minħabba li l-kwalità se tvarja skont liema komponent jinxtegħel u jintfew. Dan il-proporzjon huwa faċli biex jitkejjel bl-użu tal-għodod MathWorks u jista 'jiġi awtomatizzat għall-ittestjar taħt firxa wiesgħa ta' kundizzjonijiet.
Tgħallem aktar dwar THD fuq .
Sussegwentement se naraw kif twettaq analiżi tal-kwalità tal-enerġija bl-użu ta' simulazzjoni.
Għandna mudell ta' netwerk elettriku ta' inġenju tal-ajru. Minħabba diversi tagħbijiet fin-netwerk, il-forma tal-mewġ tal-vultaġġ fl-output tal-ġeneratur hija mgħawġa. Dan iwassal għal deterjorament fil-kwalità tal-ikel. Dawn it-tagħbijiet huma skonnettjati u jinġiebu onlajn f'diversi ħinijiet matul iċ-ċiklu tat-titjira.
Irridu nevalwaw il-kwalità tal-enerġija ta 'dan in-netwerk taħt kundizzjonijiet differenti. Għal dan se nużaw SPS u MATLAB biex awtomatikament nikkalkulaw it-THD. Nistgħu nikkalkulaw il-proporzjon b'mod interattiv billi tuża GUI jew nużaw script MATLAB għall-awtomazzjoni.
Ejja mmorru lura għall-mudell biex nuruk dan b'eżempju. Il-mudell tan-netwerk elettriku tal-inġenji tal-ajru tagħna jikkonsisti minn ġeneratur, xarabank AC, tagħbijiet AC, u transformer-rectifier u tagħbijiet DC. Irridu nkejlu l-kwalità tal-enerġija f'punti differenti fin-netwerk taħt kundizzjonijiet differenti. Biex tibda, ser nuruk kif tagħmel dan b'mod interattiv biss għall-ġeneratur. Imbagħad ser nuruk kif awtomat dan il-proċess billi tuża MATLAB. L-ewwel se nwettqu simulazzjoni biex niġbru d-dejta meħtieġa biex nikkalkulaw it-THD.
Din il-grafika (Gen1_Vab) turi l-vultaġġ bejn il-fażijiet tal-ġeneratur. Kif tistgħu taraw, din mhix mewġa sine perfetta. Dan ifisser li l-kwalità tal-enerġija tan-netwerk hija influwenzata mill-komponenti fuq in-netwerk. Ladarba s-simulazzjoni tkun kompluta, se nużaw it-Trasformazzjoni Fast Fourier biex nikkalkulaw it-THD. Aħna se niftħu l-blokka powergui u niftħu l-għodda ta 'analiżi FFT. Tista 'tara li l-għodda hija awtomatikament mgħobbija bid-dejta li rrekordjajt waqt is-simulazzjoni. Aħna ser nagħżlu t-tieqa FFT, nispeċifikaw il-frekwenza u l-firxa, u nuru r-riżultati. Tista 'tara li l-fattur ta' distorsjoni armonika huwa 2.8%. Hawnhekk tista 'tara l-kontribut tad-diversi armoniċi. Rajt kif tista 'tikkalkula l-koeffiċjent ta' distorsjoni armonika b'mod interattiv. Imma nixtiequ nawtomatizzaw dan il-proċess sabiex nikkalkulaw il-koeffiċjent taħt kundizzjonijiet differenti u f'punti differenti fin-netwerk.
Issa se nħarsu lejn l-għażliet disponibbli għall-immudellar tat-tagħbijiet DC.
Nistgħu nimudellaw tagħbijiet elettriċi puri kif ukoll tagħbijiet multidixxiplinari li fihom elementi minn oqsma differenti tal-inġinerija, bħal effetti elettriċi u termali, elettriċi, mekkaniċi u idrawliċi.
Iċ-ċirkwit DC tagħna jinkludi transformer-rettifikatur, lampi, heater, pompa tal-fjuwil u batterija. Mudelli dettaljati jistgħu jqisu l-effetti minn oqsma oħra, pereżempju, mudell tal-heater jieħu kont tal-bidliet fl-imġiba tal-parti elettrika hekk kif tinbidel it-temperatura. Il-pompa tal-fjuwil tqis l-effetti minn żoni oħra biex tara wkoll l-impatt tagħhom fuq l-imġiba tal-komponent. Ser immur lura għall-mudell biex nurik kif jidher.
Dan huwa l-mudell li naħdmu miegħu. Kif tistgħu taraw, issa t-transformer-rettifikatur u n-netwerk DC huma purament elettriċi, i.e. jitqiesu biss l-effetti mid-dominju elettriku. Huma ssimplifikaw mudelli elettriċi tal-komponenti f'dan in-netwerk. Nistgħu nagħżlu varjant ta 'din is-sistema (TRU DC Loads -> Multidomain) li tqis l-effetti minn oqsma oħra tal-inġinerija. Tara li fin-netwerk għandna l-istess komponenti, iżda minflok in-numru ta 'mudelli elettriċi, żidna effetti oħra - per eżempju, għall-hiter, netwerk fiżiku tat-temperatura li jqis l-influwenza tat-temperatura fuq l-imġiba. Fil-pompa issa nqisu l-effetti idrawliċi tal-pompi u tagħbijiet oħra fis-sistema.
Il-komponenti li tara fil-mudell huma mmuntati minn blokki tal-librerija Simscape. Hemm blokki għall-kontabilità għal dixxiplini elettriċi, idrawliċi, manjetiċi u oħrajn. Permezz ta’ dawn il-blokki, tista’ toħloq mudelli li nsejħulhom multidixxiplinarji, i.e. filwaqt li jitqiesu l-effetti minn diversi dixxiplini fiżiċi u tal-inġinerija.
Effetti minn oqsma oħra jistgħu jiġu integrati fil-mudell tan-netwerk elettriku.
Il-librerija tal-blokki Simscape tinkludi blokki għas-simulazzjoni ta 'effetti minn oqsma oħra, bħall-idrawlika jew it-temperatura. Billi tuża dawn il-komponenti, tista 'toħloq tagħbijiet tan-netwerk aktar realistiċi u mbagħad tiddefinixxi b'mod aktar preċiż il-kundizzjonijiet li taħthom jistgħu joperaw dawn il-komponenti.
Billi tgħaqqad dawn l-elementi, tista 'toħloq komponenti aktar kumplessi, kif ukoll toħloq dixxiplini jew oqsma personalizzati ġodda bl-użu tal-lingwa Simscape.
Komponenti aktar avvanzati u settings ta' parametrizzazzjoni huma disponibbli f'estensjonijiet speċjalizzati ta' Simscape. Komponenti aktar kumplessi u dettaljati huma disponibbli f'dawn il-libreriji, b'kont meħud ta 'effetti bħal telf ta' effiċjenza u effetti tat-temperatura. Tista' wkoll timmudella sistemi XNUMXD u multibody billi tuża SimMechanics.
Issa li lestejna d-disinn dettaljat, se nużaw ir-riżultati tas-simulazzjonijiet dettaljati biex naġġustaw il-parametri tal-mudell astratt. Dan se jagħtina mudell li jimxi malajr filwaqt li xorta jipproduċi riżultati li jaqblu mar-riżultati ta 'simulazzjoni dettaljata.
Bdejna l-proċess ta 'żvilupp b'mudelli ta' komponenti astratti. Issa li għandna mudelli dettaljati, nixtiequ niżguraw li dawn il-mudelli astratti jipproduċu riżultati simili.
L-aħdar juri r-rekwiżiti inizjali li rċevejna. Nixtiequ li r-riżultati mill-mudell astratt, muri hawn bil-blu, ikunu qrib ir-riżultati mis-simulazzjoni dettaljata tal-mudell, murija bl-aħmar.
Biex tagħmel dan, aħna se niddefinixxu s-setgħat attivi u reattivi għall-mudell astratt bl-użu tas-sinjal tad-dħul. Minflok ma nużaw valuri separati għall-qawwa attiva u reattiva, aħna noħolqu mudell parametrizzat u naġġustaw dawn il-parametri sabiex il-kurvi tal-qawwa attiva u reattiva mis-simulazzjoni tal-mudell astratt jaqblu mal-mudell dettaljat.
Sussegwentement, naraw kif il-mudell astratt jista 'jiġi sintonizzat biex jaqbel mar-riżultati tal-mudell dettaljat.
Dan huwa l-kompitu tagħna. Għandna mudell astratt ta 'komponent f'netwerk elettriku. Meta napplikaw sinjal ta 'kontroll bħal dan għalih, l-output huwa r-riżultat li ġej għall-qawwa attiva u reattiva.
Meta napplikaw l-istess sinjal għall-input ta 'mudell dettaljat, nikseb riżultati bħal dawn.
Għandna bżonn li r-riżultati tas-simulazzjoni tal-mudell astratt u dettaljat ikunu konsistenti sabiex inkunu nistgħu nużaw il-mudell astratt biex nirrepetu malajr fuq il-mudell tas-sistema. Biex tagħmel dan, aħna se naġġustaw awtomatikament il-parametri tal-mudell astratt sakemm ir-riżultati jaqblu.
Biex tagħmel dan, se nużaw SDO, li jista 'jbiddel awtomatikament il-parametri sakemm ir-riżultati tal-mudelli astratti u dettaljati jaqblu.
Biex tikkonfigura dawn is-settings, aħna se nsegwu l-passi li ġejjin.
- L-ewwel, aħna jimportaw l-outputs tas-simulazzjoni tal-mudell dettaljat u nagħżlu din id-dejta għall-istima tal-parametri.
- Imbagħad se nispeċifikaw liema parametri jeħtieġ li jiġu kkonfigurati u nissettjaw firxiet ta 'parametri.
- Sussegwentement, aħna se nevalwaw il-parametri, b'SDO jaġġusta l-parametri sakemm ir-riżultati jaqblu.
- Fl-aħħarnett, nistgħu nużaw dejta oħra ta 'input biex nivvalidaw ir-riżultati tal-istima tal-parametri.
Tista 'tħaffef b'mod sinifikanti l-proċess ta' żvilupp billi tqassam simulazzjonijiet bl-użu tal-kompjuters paralleli.
Tista' tmexxi simulazzjonijiet separati fuq qlub differenti ta' proċessur multi-core jew fuq clusters ta' komputazzjoni. Jekk għandek biċċa xogħol li teħtieġ li tmexxi simulazzjonijiet multipli—per eżempju, analiżi Monte Carlo, twaħħil tal-parametri, jew tħaddim ta’ ċikli tat-titjir multipli—tista’ tqassam dawn is-simulazzjonijiet billi tmexxihom fuq magna lokali multi-core jew cluster tal-kompjuter.
F'ħafna każijiet, dan mhux se jkun aktar diffiċli milli tissostitwixxi l-for loop fl-iskrittura b'parallel for loop, parfor. Dan jista 'jwassal għal veloċità sinifikanti fit-tmexxija ta' simulazzjonijiet.
Għandna mudell ta' netwerk elettriku ta' inġenju tal-ajru. Nixtiequ nittestjaw dan in-netwerk taħt firxa wiesgħa ta 'kundizzjonijiet operattivi - inklużi ċikli tat-titjir, tfixkil u temp. Aħna se nużaw il-PCT biex nħaffu dawn it-testijiet, MATLAB biex tixgħel il-mudell għal kull test li rridu nwettqu. Imbagħad se nqassmu s-simulazzjonijiet fuq qlub differenti tal-kompjuter tiegħi. Se naraw li t-testijiet paralleli jlestu ħafna aktar malajr minn dawk sekwenzjali.
Hawn huma l-passi li ser ikollna nsegwu.
- L-ewwel, se noħolqu ġabra ta 'proċessi tal-ħaddiema, jew l-hekk imsejħa ħaddiema MATLAB, bl-użu tal-kmand parpool.
- Sussegwentement, se niġġeneraw settijiet ta 'parametri għal kull test li rridu nwettqu.
- Se nħaddmu s-simulazzjonijiet l-ewwel b'mod sekwenzjali, wieħed wara l-ieħor.
- U mbagħad qabbel dan mat-tmexxija ta' simulazzjonijiet b'mod parallel.
Skont ir-riżultati, il-ħin totali tal-ittestjar fil-modalità parallela huwa madwar 4 darbiet inqas milli fil-modalità sekwenzjali. Rajna fil-graffs li l-konsum tal-enerġija huwa ġeneralment fil-livell mistenni. Il-qċaċet viżibbli huma relatati ma' kundizzjonijiet tan-netwerk differenti meta l-konsumaturi jinxtegħlu u jintfew.
Is-simulazzjonijiet inkludew ħafna testijiet li stajna nwettqu malajr billi qassam is-simulazzjonijiet fuq qlub differenti tal-kompjuter. Dan ippermetta li nevalwaw firxa tassew wiesgħa ta' kundizzjonijiet tat-titjira.
Issa li lestejna din il-parti tal-proċess ta 'żvilupp, naraw kif nistgħu nawtomatizzaw il-ħolqien ta' dokumentazzjoni għal kull pass, kif nistgħu awtomatikament inmexxu testijiet u niddokumentaw ir-riżultati.
Id-disinn tas-sistema huwa dejjem proċess iterattiv. Nagħmlu bidla għal proġett, nittestjaw il-bidla, nevalwaw ir-riżultati, imbagħad nagħmlu bidla ġdida. Il-proċess tad-dokumentazzjoni tar-riżultati u r-raġuni għall-bidliet jieħu żmien twil. Tista' awtomat dan il-proċess billi tuża SLRG.
Bl-użu SLRG, tista 'awtomatizza l-eżekuzzjoni tat-testijiet u mbagħad tiġbor ir-riżultati ta' dawk it-testijiet fil-forma ta 'rapport. Ir-rapport jista' jinkludi evalwazzjoni tar-riżultati tat-test, screenshots ta' mudelli u graffs, kodiċi C u MATLAB.
Se nikkonkludi billi nfakkar il-punti ewlenin ta’ din il-preżentazzjoni.
- Rajna ħafna opportunitajiet biex nirfinaw il-mudell biex isibu bilanċ bejn il-fedeltà tal-mudell u l-veloċità tas-simulazzjoni — inklużi modi ta 'simulazzjoni u livelli ta' astrazzjoni tal-mudell.
- Rajna kif nistgħu nħaffu s-simulazzjonijiet bl-użu ta' algoritmi ta' ottimizzazzjoni u kompjuters paralleli.
- Fl-aħħarnett, rajna kif nistgħu nħaffu l-proċess ta 'żvilupp billi nawtomatizzaw il-kompiti ta' simulazzjoni u analiżi f'MATLAB.
Awtur tal-materjal — Mikhail Peselnik, inġinier .
Link għal dan il-webinar
Sors: www.habr.com