Această publicație oferă o transcriere a webinarului . Webinarul a fost condus de Mikhail Peselnik, inginer .)
Astăzi vom învăța că putem regla modelele pentru a obține echilibrul optim între fidelitatea și acuratețea rezultatelor simulării și viteza procesului de simulare. Aceasta este cheia pentru utilizarea eficientă a simulării și pentru a vă asigura că nivelul de detaliu al modelului dvs. este adecvat pentru sarcina pe care intenționați să o efectuați.
De asemenea, vom învăța:
- Cum puteți accelera simulările utilizând algoritmi de optimizare și calcul paralel;
- Cum să distribuiți simulări în mai multe nuclee de computer, accelerând sarcini precum estimarea parametrilor și selectarea parametrilor;
- Cum se accelerează dezvoltarea prin automatizarea sarcinilor de simulare și analiză folosind MATLAB;
- Cum să utilizați scripturile MATLAB pentru analiza armonică și să documentați rezultatele oricărui tip de test folosind generarea automată a rapoartelor.
Vom începe cu o prezentare generală a modelului rețelei electrice a aeronavei. Vom discuta care sunt obiectivele noastre de simulare și vom analiza procesul de dezvoltare care a fost folosit pentru a crea modelul.
Vom parcurge apoi etapele acestui proces, inclusiv proiectarea inițială – unde clarificăm cerințele. Proiectare detaliată - unde ne vom uita la componentele individuale ale rețelei electrice și, în final, vom folosi rezultatele simulării proiectului detaliat pentru a ajusta parametrii modelului abstract. În cele din urmă, vom vedea cum puteți documenta rezultatele tuturor acestor pași în rapoarte.
Iată o reprezentare schematică a sistemului pe care îl dezvoltăm. Acesta este un model de jumătate de avion care include un generator, o magistrală de curent alternativ, diferite sarcini de curent alternativ, o unitate transformator-redresoare, o magistrală de curent continuu cu diferite sarcini și o baterie.
Comutatoarele sunt folosite pentru a conecta componente la rețeaua electrică. Pe măsură ce componentele se pornesc și se opresc în timpul zborului, condițiile electrice se pot schimba. Vrem să analizăm această jumătate a rețelei electrice a aeronavei în aceste condiții în schimbare.
Un model complet al unui sistem electric de aeronavă trebuie să includă alte componente. Nu le-am inclus în acest model semiplan deoarece dorim doar să analizăm interacțiunile dintre aceste componente. Aceasta este o practică comună în avioane și construcții navale.
Obiective de simulare:
- Determinați cerințele electrice pentru diferitele componente, precum și liniile de alimentare care le conectează.
- Analizați interacțiunile sistemului dintre componentele din diferite discipline de inginerie, inclusiv efectele electrice, mecanice, hidraulice și termice.
- Și la un nivel mai detaliat, efectuați o analiză armonică.
- Analizați calitatea sursei de alimentare în condiții schimbătoare și analizați tensiunile și curenții din diferite noduri de rețea.
Acest set de obiective de simulare este cel mai bine deservit prin utilizarea modelelor cu diferite grade de detaliu. Vom vedea că, pe măsură ce trecem prin procesul de dezvoltare, vom avea un model abstract și detaliat.
Când ne uităm la rezultatele simulării acestor variante diferite de model, vedem că rezultatele modelului la nivel de sistem și ale modelului detaliat sunt aceleași.
Dacă aruncăm o privire mai atentă la rezultatele simulării, vedem că, chiar și în ciuda dinamicii cauzate de comutarea dispozitivelor de alimentare în versiunea detaliată a modelului nostru, rezultatele generale ale simulării sunt aceleași.
Acest lucru ne permite să efectuăm iterații rapide la nivel de sistem, precum și o analiză detaliată a sistemului electric la nivel granular. În acest fel ne putem atinge obiectivele în mod eficient.
Acum să vorbim despre modelul cu care lucrăm. Am creat mai multe opțiuni pentru fiecare componentă din rețeaua electrică. Vom alege ce variantă de componentă să folosim în funcție de problema pe care o rezolvăm.
Când explorăm opțiunile de generare a energiei în rețea, putem înlocui generatorul de acționare integrat cu un generator de viteză variabilă de tip cicloconvector sau un generator de frecvență cuplată în curent continuu. Putem folosi componente de sarcină abstracte sau detaliate într-un circuit AC.
În mod similar, pentru o rețea DC, putem folosi o opțiune abstractă, detaliată sau multidisciplinară care ține cont de influența altor discipline fizice precum mecanica, hidraulica și efectele temperaturii.
Mai multe detalii despre model.
Aici vedeți generatorul, rețeaua de distribuție și componentele din rețea. Modelul este în prezent configurat pentru simulare cu modele de componente abstracte. Actuatorul este modelat pur și simplu prin specificarea puterii active și reactive pe care o consumă componenta.
Dacă configuram acest model pentru a utiliza variante detaliate ale componentelor, actuatorul este deja modelat ca o mașină electrică. Avem motor sincron cu magnet permanent, convertoare și magistrală DC și sistem de control. Dacă ne uităm la unitatea transformator-redresoare, vedem că este modelată folosind transformatoare și punți universale care sunt utilizate în electronica de putere.
De asemenea, putem selecta o opțiune de sistem (pe TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) care ține cont de efectele asociate cu alte fenomene fizice (în Fuel Pump). Pentru pompa de combustibil, vedem ca avem o pompa hidraulica, sarcini hidraulice. Pentru încălzitor, vedem luarea în considerare a efectelor temperaturii care afectează comportamentul acelei componente pe măsură ce temperatura se schimbă. Generatorul nostru este modelat folosind o mașină sincronă și avem un sistem de control pentru a seta câmpul de tensiune pentru această mașină.
Ciclurile de zbor sunt selectate folosind o variabilă MATLAB numită Flight_Cycle_Num. Și aici vedem date din spațiul de lucru MATLAB care controlează când anumite componente ale rețelei electrice se pornesc și se opresc. Acest grafic (Plot_FC) este afișat pentru primul ciclu de zbor când componentele sunt pornite sau oprite.
Dacă ajustăm modelul la versiunea Tuned, putem folosi acest script (Test_APN_Model_SHORT) pentru a rula modelul și a-l testa în trei cicluri de zbor diferite. Primul ciclu de zbor este în desfășurare și testăm sistemul în diferite condiții. Configuram apoi automat modelul pentru a rula un al doilea ciclu de zbor și al treilea. La finalizarea acestor teste, avem un raport care arată rezultatele acestor trei teste în comparație cu testele anterioare. În raport puteți vedea capturi de ecran ale modelului, capturi de ecran ale graficelor care arată viteza, tensiunea și puterea generată la ieșirea generatorului, grafice de comparație cu testele anterioare, precum și rezultatele unei analize a calității rețelei electrice.
Găsirea unui compromis între fidelitatea modelului și viteza de simulare este cheia pentru utilizarea eficientă a simulării. Pe măsură ce adăugați mai multe detalii modelului dvs., timpul necesar pentru calcularea și simularea modelului crește. Este important să personalizați modelul pentru problema specifică pe care o rezolvați.
Când suntem interesați de detalii precum calitatea puterii, adăugăm efecte precum comutarea electronicelor de putere și sarcini realiste. Cu toate acestea, atunci când suntem interesați de probleme precum generarea sau consumul de energie de către diverse componente din rețeaua electrică, vom folosi metode complexe de simulare, sarcini abstracte și modele de tensiune medie.
Folosind produsele Mathworks, puteți alege nivelul potrivit de detaliu pentru problema în cauză.
Pentru a proiecta eficient, avem nevoie de modele atât abstracte, cât și detaliate ale componentelor. Iată cum se potrivesc aceste opțiuni în procesul nostru de dezvoltare:
- În primul rând, clarificăm cerințele folosind o versiune abstractă a modelului.
- Apoi folosim cerințele rafinate pentru a proiecta componenta în detaliu.
- Putem combina o versiune abstractă și detaliată a unei componente în modelul nostru, permițând verificarea și combinarea componentei cu sisteme mecanice și sisteme de control.
- În cele din urmă, putem folosi rezultatele simulării modelului detaliat pentru a regla parametrii modelului abstract. Acest lucru ne va oferi un model care rulează rapid și produce rezultate precise.
Puteți vedea că aceste două opțiuni — sistemul și modelul detaliat — se completează reciproc. Lucrarea pe care o facem cu modelul abstract pentru a clarifica cerințele reduce numărul de iterații necesare pentru proiectarea detaliată. Acest lucru ne accelerează procesul de dezvoltare. Rezultatele simulării modelului detaliat ne oferă un model abstract care rulează rapid și produce rezultate precise. Acest lucru ne permite să realizăm o potrivire între nivelul de detaliu al modelului și sarcina pe care o îndeplinește simularea.
Multe companii din întreaga lume folosesc MOS pentru a dezvolta sisteme complexe. Airbus dezvoltă un sistem de management al combustibilului pentru A380 bazat pe MOP. Acest sistem conține mai mult de 20 de pompe și mai mult de 40 de supape. Vă puteți imagina numărul de scenarii de eșec diferite care ar putea apărea. Folosind simulare, ei pot rula peste o sută de mii de teste în fiecare weekend. Acest lucru le oferă încredere că, indiferent de scenariul de defecțiune, sistemul lor de control poate face față.
Acum că am văzut o prezentare generală a modelului nostru și a obiectivelor noastre de simulare, vom parcurge procesul de proiectare. Vom începe prin a folosi un model abstract pentru a clarifica cerințele de sistem. Aceste cerințe rafinate vor fi utilizate pentru proiectarea detaliată.
Vom vedea cum să integrăm documentele cerințelor în procesul de dezvoltare. Avem un document mare de cerințe care prezintă toate cerințele pentru sistemul nostru. Este foarte dificil să compari cerințele cu proiectul în ansamblu și să te asiguri că proiectul îndeplinește aceste cerințe.
Folosind SLVNV, puteți conecta direct documentele cerințelor și modelul în Simulink. Puteți crea legături direct din model direct către cerințe. Acest lucru face mai ușor să se verifice dacă o anumită parte a modelului se referă la o cerință specifică și invers. Această comunicare este bidirecțională. Deci, dacă ne uităm la o cerință, putem sări rapid la un model pentru a vedea cum este îndeplinită această cerință.
Acum că am integrat documentul de cerințe în fluxul de lucru, vom rafina cerințele pentru rețeaua electrică. Mai exact, ne vom uita la cerințele de funcționare, de vârf și de sarcină de proiectare pentru generatoare și linii de transport. Le vom testa într-o gamă largă de condiții de grilă. Acestea. în timpul diferitelor cicluri de zbor, când diferite sarcini sunt pornite și oprite. Deoarece ne concentrăm doar pe putere, vom neglija comutarea în electronica de putere. Prin urmare, vom folosi modele abstracte și metode de simulare simplificate. Aceasta înseamnă că vom regla modelul pentru a ignora detaliile de care nu avem nevoie. Acest lucru va face ca simularea să ruleze mai rapid și ne va permite să testăm condițiile în timpul ciclurilor lungi de zbor.
Avem o sursă de curent alternativ care trece printr-un lanț de rezistențe, capacități și inductanțe. Există un comutator în circuit care se deschide după un timp și apoi se închide din nou. Dacă rulați simularea, puteți vedea rezultatele cu solutorul continuu. (V1) Puteți vedea că oscilațiile asociate cu deschiderea și închiderea comutatorului sunt afișate cu precizie.
Acum să trecem la modul discret. Faceți dublu clic pe blocul PowerGui și selectați solutorul discret în fila Solver. Puteți vedea că solutorul discret este acum selectat. Să începem simularea. Veți vedea că rezultatele sunt acum aproape aceleași, dar acuratețea depinde de rata de eșantionare selectată.
Acum pot selecta modul complex de simulare, pot seta frecvența - deoarece soluția este obținută doar la o anumită frecvență - și pot rula din nou simularea. Veți vedea că sunt afișate doar amplitudinile semnalului. Făcând clic pe acest bloc, pot rula un script MATLAB care va rula modelul secvenţial în toate cele trei moduri de simulare şi va reprezenta graficele rezultate una peste alta. Dacă ne uităm mai atent la curent și tensiune, vom vedea că rezultatele discrete sunt apropiate de cele continue, dar coincid complet. Dacă te uiți la curent, poți vedea că există un vârf care nu a fost notat în modul discret al simulării. Și vedem că modul complex vă permite să vedeți doar amplitudinea. Dacă ne uităm la pasul de rezolvare, putem vedea că solutorul complex a necesitat doar 56 de pași, în timp ce ceilalți rezolvatori au necesitat mult mai mulți pași pentru a finaliza simularea. Acest lucru a permis modului complex de simulare să ruleze mult mai rapid decât alte moduri.
Pe lângă alegerea unui mod de simulare adecvat, avem nevoie de modele cu un nivel adecvat de detaliu. Pentru a clarifica cerințele de putere ale componentelor dintr-o rețea electrică, vom folosi modele abstracte de aplicație generală. Blocul Dynamic Load ne permite să specificăm puterea activă și reactivă pe care o consumă sau o generează o componentă în rețea.
Vom defini un model abstract inițial pentru puterea reactivă și activă pe baza unui set inițial de cerințe. Vom folosi blocul sursă Ideal ca sursă. Acest lucru vă va permite să setați tensiunea în rețea și o puteți utiliza pentru a determina parametrii generatorului și pentru a înțelege cât de multă putere ar trebui să producă.
În continuare, veți vedea cum să utilizați simularea pentru a rafina cerințele de putere pentru un generator și linii de transmisie.
Avem un set inițial de cerințe care includ puterea nominală și factorul de putere pentru componentele din rețea. De asemenea, avem o serie de condiții în care această rețea poate funcționa. Dorim să rafinăm aceste cerințe inițiale prin testare într-o gamă largă de condiții. Vom face acest lucru prin reglarea modelului pentru a utiliza sarcini și surse abstracte și testarea cerințelor într-o gamă largă de condiții de operare.
Vom configura modelul pentru a utiliza modele abstracte de încărcare și generator și vom vedea puterea generată și consumată într-o gamă largă de condiții de funcționare.
Acum vom trece la design detaliat. Vom folosi cerințele rafinate pentru a detalia designul și vom combina aceste componente detaliate cu modelul de sistem pentru a detecta problemele de integrare.
Astăzi, sunt disponibile mai multe opțiuni pentru generarea de energie electrică într-un avion. De obicei, generatorul este acționat prin comunicarea cu o turbină cu gaz. Turbina se rotește cu o frecvență variabilă. Dacă rețeaua trebuie să aibă o frecvență fixă, atunci este necesară o conversie de la viteza variabilă a arborelui turbinei la o frecvență constantă în rețea. Acest lucru se poate face prin utilizarea unui sistem integrat de viteză constantă în amonte de generator sau prin utilizarea electronicii de putere pentru a converti frecvența variabilă AC la frecvență constantă AC. Există și sisteme cu frecvență flotantă, unde frecvența din rețea se poate modifica și conversia energiei are loc la sarcinile din rețea.
Fiecare dintre aceste opțiuni necesită un generator și o electronică de putere pentru a converti energia.
Avem o turbină cu gaz care se rotește cu viteză variabilă. Această turbină este folosită pentru a roti arborele generatorului, care produce curent alternativ de frecvență variabilă. Diverse opțiuni de electronică de putere pot fi utilizate pentru a converti această frecvență variabilă într-o frecvență fixă. Am dori să evaluăm aceste opțiuni diferite. Acest lucru se poate face folosind SPS.
Putem modela fiecare dintre aceste sisteme și rula simulări în condiții diferite pentru a evalua care opțiune este cea mai bună pentru sistemul nostru. Să trecem la model și să vedem cum se face acest lucru.
Iată modelul cu care lucrăm. Viteza variabilă de la arborele turbinei cu gaz este transmisă generatorului. Și cicloconvertorul este folosit pentru a produce curent alternativ de frecvență fixă. Dacă rulați simularea, veți vedea cum se comportă modelul. Graficul de sus arată viteza variabilă a unei turbine cu gaz. Vedeți că frecvența se schimbă. Acest semnal galben din al doilea grafic este tensiunea de la una dintre fazele de la ieșirea generatorului. Acest curent alternativ cu frecvență fixă este creat din viteză variabilă folosind electronica de putere.
Să ne uităm la modul în care sunt descrise sarcinile AC. Al nostru este conectat la o lampă, o pompă hidraulică și un actuator. Aceste componente sunt modelate folosind blocuri de la SPS.
Fiecare dintre aceste blocuri din SPS include setări de configurare pentru a vă permite să adaptați diferite configurații ale componentelor și să ajustați nivelul de detaliu al modelului dvs.
Am configurat modelele pentru a rula o versiune detaliată a fiecărei componente. Deci avem multă putere pentru a modela sarcinile AC și prin simularea componentelor detaliate în modul discret putem vedea mult mai multe detalii despre ceea ce se întâmplă în rețeaua noastră electrică.
Una dintre sarcinile pe care le vom îndeplini cu versiunea detaliată a modelului este analiza calității energiei electrice.
Când o sarcină este introdusă în sistem, aceasta poate provoca distorsiuni ale formei de undă la sursa de tensiune. Acesta este un sinusoid ideal și un astfel de semnal va fi la ieșirea generatorului dacă sarcinile sunt constante. Cu toate acestea, pe măsură ce numărul de componente care pot fi pornite și oprite crește, această formă de undă poate deveni distorsionată și poate duce la depășiri atât de mici.
Aceste vârfuri în forma de undă la sursa de tensiune pot cauza probleme. Acest lucru poate duce la supraîncălzirea generatorului din cauza comutării electronicii de putere, aceasta poate crea curenți neutri mari și, de asemenea, poate provoca comutarea inutilă a electronicii de putere, deoarece nu se așteaptă la această săritură în semnal.
Distorsiunea armonică oferă o măsură a calității energiei electrice AC. Este important să măsurați acest raport în condițiile schimbătoare ale rețelei, deoarece calitatea va varia în funcție de componenta pornită și oprită. Acest raport este ușor de măsurat folosind instrumentele MathWorks și poate fi automatizat pentru testare într-o gamă largă de condiții.
Aflați mai multe despre THD la .
În continuare vom vedea cum să procedăm analiza calității puterii folosind simulare.
Avem un model al rețelei electrice a unei aeronave. Din cauza diferitelor sarcini din rețea, forma de undă a tensiunii la ieșirea generatorului este distorsionată. Acest lucru duce la o deteriorare a calității alimentelor. Aceste încărcături sunt deconectate și aduse online în diferite momente în timpul ciclului de zbor.
Dorim să evaluăm calitatea puterii acestei rețele în diferite condiții. Pentru aceasta vom folosi SPS și MATLAB pentru a calcula automat THD-ul. Putem calcula raportul interactiv folosind o interfață grafică sau folosim un script MATLAB pentru automatizare.
Să revenim la model pentru a vă arăta asta cu un exemplu. Modelul nostru de rețea electrică a aeronavei constă dintr-un generator, o magistrală de curent alternativ, sarcini de curent alternativ și un transformator-redresor și sarcini de curent continuu. Dorim să măsurăm calitatea energiei în diferite puncte ale rețelei în diferite condiții. Pentru a începe, vă voi arăta cum să faceți acest lucru interactiv doar pentru generator. Apoi vă voi arăta cum să automatizați acest proces folosind MATLAB. Mai întâi vom rula o simulare pentru a colecta datele necesare pentru a calcula THD-ul.
Acest grafic (Gen1_Vab) arată tensiunea dintre fazele generatorului. După cum puteți vedea, aceasta nu este o undă sinusoidală perfectă. Aceasta înseamnă că calitatea puterii rețelei este influențată de componentele din rețea. Odată ce simularea este completă, vom folosi transformata Fourier rapidă pentru a calcula THD-ul. Vom deschide blocul powergui și vom deschide instrumentul de analiză FFT. Puteți vedea că instrumentul este încărcat automat cu datele pe care le-am înregistrat în timpul simulării. Vom selecta fereastra FFT, vom specifica frecvența și intervalul și vom afișa rezultatele. Puteți vedea că factorul de distorsiune armonică este de 2.8%. Aici puteți vedea contribuția diferitelor armonice. Ați văzut cum puteți calcula interactiv coeficientul de distorsiune armonică. Dar am dori să automatizăm acest proces pentru a calcula coeficientul în diferite condiții și în diferite puncte ale rețelei.
Ne vom uita acum la opțiunile disponibile pentru modelarea sarcinilor DC.
Putem modela sarcini electrice pure, precum și sarcini multidisciplinare care conțin elemente din diferite domenii de inginerie, cum ar fi efecte electrice și termice, electrice, mecanice și hidraulice.
Circuitul nostru de curent continuu include un transformator-redresor, lămpi, încălzitor, pompă de combustibil și baterie. Modelele detaliate pot lua în considerare efectele din alte zone, de exemplu, un model de încălzire ia în considerare modificările comportamentului părții electrice pe măsură ce schimbările de temperatură. Pompa de combustibil ține cont de efectele din alte zone pentru a vedea și impactul acestora asupra comportamentului componentei. Voi reveni la model pentru a vă arăta cum arată.
Acesta este modelul cu care lucrăm. După cum puteți vedea, acum transformatorul-redresor și rețeaua de curent continuu sunt pur electrice, adică. sunt luate în considerare doar efectele din domeniul electric. Au modele electrice simplificate ale componentelor din această rețea. Putem alege o variantă a acestui sistem (TRU DC Loads -> Multidomain) care ține cont de efectele din alte domenii de inginerie. Vedeți că în rețea avem aceleași componente, dar în locul numărului de modele electrice am adăugat și alte efecte - de exemplu, pentru hiter, o rețea fizică de temperatură care ține cont de influența temperaturii asupra comportamentului. În pompă luăm acum în considerare efectele hidraulice ale pompelor și ale altor sarcini din sistem.
Componentele pe care le vedeți în model sunt asamblate din blocurile de bibliotecă Simscape. Există blocuri de contabilitate pentru disciplinele electrice, hidraulice, magnetice și alte discipline. Folosind aceste blocuri, puteți crea modele pe care le numim multidisciplinare, adică luând în considerare efectele din diverse discipline fizice și inginerești.
Efectele din alte zone pot fi integrate în modelul rețelei electrice.
Biblioteca de blocuri Simscape include blocuri pentru simularea efectelor din alte domenii, cum ar fi hidraulica sau temperatura. Folosind aceste componente, puteți crea încărcări de rețea mai realiste și apoi puteți defini mai precis condițiile în care aceste componente pot funcționa.
Combinând aceste elemente, puteți crea componente mai complexe, precum și să creați noi discipline sau zone personalizate folosind limbajul Simscape.
Componente mai avansate și setări de parametrizare sunt disponibile în extensiile specializate Simscape. Componente mai complexe și detaliate sunt disponibile în aceste biblioteci, ținând cont de efecte precum pierderile de eficiență și efectele temperaturii. De asemenea, puteți modela sisteme 3D și multicorp folosind SimMechanics.
Acum că am finalizat proiectarea detaliată, vom folosi rezultatele simulărilor detaliate pentru a ajusta parametrii modelului abstract. Acest lucru ne va oferi un model care rulează rapid și în același timp produce rezultate care se potrivesc cu rezultatele unei simulări detaliate.
Am început procesul de dezvoltare cu modele de componente abstracte. Acum că avem modele detaliate, am dori să ne asigurăm că aceste modele abstracte produc rezultate similare.
Verde arată cerințele inițiale pe care le-am primit. Ne-am dori ca rezultatele din modelul abstract, prezentate aici cu albastru, să fie apropiate de rezultatele din simularea modelului detaliat, prezentate în roșu.
Pentru a face acest lucru, vom defini puterile active și reactive pentru modelul abstract folosind semnalul de intrare. În loc să folosim valori separate pentru puterea activă și reactivă, vom crea un model parametrizat și vom ajusta acești parametri astfel încât curbele de putere activă și reactivă din simularea modelului abstract să se potrivească cu modelul detaliat.
În continuare, vom vedea cum poate fi reglat modelul abstract pentru a se potrivi cu rezultatele modelului detaliat.
Aceasta este sarcina noastră. Avem un model abstract al unei componente dintr-o rețea electrică. Când îi aplicăm un astfel de semnal de control, ieșirea este următorul rezultat pentru puterea activă și reactivă.
Când aplicăm același semnal la intrarea unui model detaliat, obținem rezultate ca acestea.
Avem nevoie ca rezultatele simulării modelului abstract și detaliat să fie consistente, astfel încât să putem folosi modelul abstract pentru a repeta rapid modelul de sistem. Pentru a face acest lucru, vom ajusta automat parametrii modelului abstract până când rezultatele se potrivesc.
Pentru a face acest lucru, vom folosi SDO, care poate schimba automat parametrii până când rezultatele modelelor abstracte și detaliate se potrivesc.
Pentru a configura aceste setări, vom urma următorii pași.
- În primul rând, importăm rezultatele de simulare ale modelului detaliat și selectăm aceste date pentru estimarea parametrilor.
- Apoi vom specifica ce parametri trebuie configurați și vom seta intervalele de parametri.
- În continuare, vom evalua parametrii, cu SDO ajustând parametrii până când rezultatele se potrivesc.
- În cele din urmă, putem folosi alte date de intrare pentru a valida rezultatele estimării parametrilor.
Puteți accelera semnificativ procesul de dezvoltare prin distribuirea simulărilor folosind calculul paralel.
Puteți rula simulări separate pe diferite nuclee ale unui procesor cu mai multe nuclee sau pe clustere de calcul. Dacă aveți o sarcină care necesită să rulați mai multe simulări - de exemplu, analiza Monte Carlo, ajustarea parametrilor sau rularea mai multor cicluri de zbor - puteți distribui aceste simulări rulându-le pe o mașină locală multi-core sau pe un cluster de computere.
În multe cazuri, acest lucru nu va fi mai dificil decât înlocuirea buclei for din script cu o buclă for paralelă, parfor. Acest lucru poate duce la o accelerare semnificativă a rulării simulărilor.
Avem un model al rețelei electrice a aeronavei. Am dori să testăm această rețea într-o gamă largă de condiții de operare - inclusiv cicluri de zbor, întreruperi și vreme. Vom folosi PCT pentru a accelera aceste teste, MATLAB pentru a regla modelul pentru fiecare test pe care vrem să îl rulăm. Vom distribui apoi simulările pe diferite nuclee ale computerului meu. Vom vedea că testele paralele se finalizează mult mai repede decât cele secvenţiale.
Iată pașii pe care va trebui să-i urmăm.
- În primul rând, vom crea un grup de procese de lucru, sau așa-numitele lucrători MATLAB, folosind comanda parpool.
- În continuare, vom genera seturi de parametri pentru fiecare test pe care dorim să îl rulăm.
- Vom rula mai întâi simulările secvenţial, una după alta.
- Și apoi comparați asta cu rularea de simulări în paralel.
Conform rezultatelor, timpul total de testare în modul paralel este de aproximativ 4 ori mai mic decât în modul secvenţial. Am văzut în grafice că consumul de energie este în general la nivelul așteptat. Vârfurile vizibile sunt legate de diferite condiții de rețea atunci când consumatorii sunt porniți și opriți.
Simulările au inclus multe teste pe care le-am putut rula rapid prin distribuirea simulărilor pe diferite nuclee de computer. Acest lucru ne-a permis să evaluăm o gamă cu adevărat largă de condiții de zbor.
Acum că am finalizat această parte a procesului de dezvoltare, vom vedea cum putem automatiza crearea documentației pentru fiecare pas, cum putem rula automat teste și documenta rezultatele.
Proiectarea sistemului este întotdeauna un proces iterativ. Facem o modificare a unui proiect, testăm schimbarea, evaluăm rezultatele, apoi facem o nouă modificare. Procesul de documentare a rezultatelor și justificarea schimbărilor durează mult timp. Puteți automatiza acest proces folosind SLRG.
Folosind SLRG, puteți automatiza executarea testelor și apoi colectați rezultatele acestor teste sub forma unui raport. Raportul poate include evaluarea rezultatelor testelor, capturi de ecran ale modelelor și graficelor, codul C și MATLAB.
Voi încheia amintind punctele cheie ale acestei prezentări.
- Am văzut multe oportunități de a regla modelul pentru a găsi un echilibru între fidelitatea modelului și viteza de simulare, inclusiv moduri de simulare și niveluri de abstractizare a modelului.
- Am văzut cum putem accelera simulările folosind algoritmi de optimizare și calcul paralel.
- În cele din urmă, am văzut cum putem accelera procesul de dezvoltare prin automatizarea sarcinilor de simulare și analiză în MATLAB.
Autorul materialului — Mihail Peselnik, inginer .
Link către acest webinar
Sursa: www.habr.com