Ta publikacija vsebuje prepis spletnega seminarja . Webinar je vodil Mikhail Peselnik, inž .)
Danes se bomo naučili, da lahko prilagodimo modele, da dosežemo optimalno ravnovesje med zvestobo in natančnostjo rezultatov simulacije ter hitrostjo simulacijskega procesa. To je ključ do učinkovite uporabe simulacije in zagotavljanja, da je raven podrobnosti v vašem modelu primerna za nalogo, ki jo nameravate opraviti.
Naučili se bomo tudi:
- Kako lahko pospešite simulacije z uporabo optimizacijskih algoritmov in vzporednega računalništva;
- Kako porazdeliti simulacije v več računalniških jeder, pospešiti naloge, kot je ocena parametrov in izbira parametrov;
- Kako pospešiti razvoj z avtomatizacijo nalog simulacije in analize z uporabo MATLAB-a;
- Kako uporabljati skripte MATLAB za harmonično analizo in dokumentirati rezultate katere koli vrste testa z uporabo avtomatskega ustvarjanja poročil.
Začeli bomo s pregledom modela električnega omrežja letala. Razpravljali bomo o tem, kakšni so naši cilji simulacije, in si ogledali razvojni proces, ki je bil uporabljen za ustvarjanje modela.
Nato bomo šli skozi faze tega procesa, vključno z začetnim dizajnom – kjer pojasnimo zahteve. Detajlni projekt - kjer si bomo ogledali posamezne komponente električnega omrežja, na koncu pa bomo s simulacijskimi rezultati podrobnega projekta prilagodili parametre abstraktnega modela. Na koncu si bomo ogledali, kako lahko dokumentirate rezultate vseh teh korakov v poročilih.
Tukaj je shematski prikaz sistema, ki ga razvijamo. To je model polovice letala, ki vključuje generator, vodilo za izmenični tok, različne breme za izmenični tok, enoto transformator-usmernik, vodilo za enosmerni tok z različnimi bremeni in baterijo.
Stikala se uporabljajo za povezavo komponent v električno omrežje. Ker se komponente med letom vklapljajo in izklapljajo, se lahko električni pogoji spremenijo. To polovico električnega omrežja letala želimo analizirati pod temi spreminjajočimi se pogoji.
Popoln model električnega sistema letala mora vsebovati druge komponente. Nismo jih vključili v ta model polravnine, ker želimo le analizirati interakcije med temi komponentami. To je običajna praksa v letalstvu in ladjedelništvu.
Cilji simulacije:
- Določite električne zahteve za različne komponente in električne vode, ki jih povezujejo.
- Analizirajte sistemske interakcije med komponentami iz različnih inženirskih disciplin, vključno z električnimi, mehanskimi, hidravličnimi in toplotnimi učinki.
- In na podrobnejši ravni izvedite harmonično analizo.
- Analizirajte kakovost napajanja v spreminjajočih se pogojih in si oglejte napetosti in tokove v različnih omrežnih vozliščih.
Ta nabor simulacijskih ciljev se najbolje doseže z uporabo modelov z različnimi stopnjami podrobnosti. Ko se premikamo skozi razvojni proces, bomo videli, da bomo imeli abstrakten in podroben model.
Ko pogledamo rezultate simulacije teh različnih različic modela, vidimo, da so rezultati modela na ravni sistema in podrobnega modela enaki.
Če natančneje pogledamo rezultate simulacije, vidimo, da so kljub dinamiki, ki jo povzroča preklop napajalnih naprav v podrobni različici našega modela, skupni rezultati simulacije enaki.
To nam omogoča izvajanje hitrih iteracij na sistemski ravni ter podrobno analizo električnega sistema na granularni ravni. Tako lahko učinkovito dosežemo svoje cilje.
Zdaj pa se pogovorimo o modelu, s katerim delamo. Za vsako komponento v električnem omrežju smo izdelali več možnosti. Katero varianto komponente bomo uporabili, bomo izbrali glede na problem, ki ga rešujemo.
Ko raziskujemo možnosti za proizvodnjo električne energije v omrežju, lahko integrirani pogonski generator nadomestimo s ciklokonvektorskim generatorjem s spremenljivo hitrostjo ali z enosmernim frekvenčnim generatorjem. V izmeničnem tokokrogu lahko uporabimo abstraktne ali podrobne komponente bremena.
Podobno lahko za omrežje DC uporabimo abstraktno, podrobno ali multidisciplinarno možnost, ki upošteva vpliv drugih fizikalnih disciplin, kot so mehanika, hidravlika in temperaturni učinki.
Več podrobnosti o modelu.
Tukaj vidite generator, distribucijsko omrežje in komponente v omrežju. Model je trenutno nastavljen za simulacijo z modeli abstraktnih komponent. Aktuator je modeliran preprosto z določitvijo delovne in jalove moči, ki jo komponenta porabi.
Če ta model konfiguriramo za uporabo podrobnih različic komponent, je aktuator že modeliran kot električni stroj. Imamo sinhroni motor s trajnimi magneti, pretvornike in vodilo DC ter krmilni sistem. Če pogledamo enoto transformator-usmernik, vidimo, da je modelirana s pomočjo transformatorjev in univerzalnih mostov, ki se uporabljajo v močnostni elektroniki.
Izberemo lahko tudi sistemsko možnost (na TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain), ki upošteva učinke, povezane z drugimi fizičnimi pojavi (v črpalki za gorivo). Za črpalko za gorivo vidimo, da imamo hidravlično črpalko, hidravlične obremenitve. Pri grelniku vidimo upoštevanje temperaturnih učinkov, ki vplivajo na obnašanje te komponente, ko se temperatura spreminja. Naš generator je modeliran s sinhronim strojem in imamo nadzorni sistem za nastavitev napetostnega polja za ta stroj.
Cikli leta so izbrani s spremenljivko MATLAB z imenom Flight_Cycle_Num. In tukaj vidimo podatke iz delovnega prostora MATLAB, ki nadzoruje, kdaj se določene komponente električnega omrežja vklopijo in izklopijo. Ta graf (Plot_FC) je prikazan za prvi cikel leta, ko so komponente vklopljene ali izklopljene.
Če prilagodimo model različici Tuned, lahko uporabimo ta skript (Test_APN_Model_SHORT) za zagon modela in ga preizkusimo v treh različnih ciklih letenja. Prvi cikel letenja je v teku in testiramo sistem v različnih pogojih. Nato samodejno konfiguriramo model za izvajanje drugega cikla letenja in tretjega. Po zaključku teh testov imamo poročilo, ki prikazuje rezultate teh treh testov v primerjavi s prejšnjimi preskusi. V poročilu si lahko ogledate posnetke zaslona modela, posnetke grafov, ki prikazujejo hitrost, napetost in proizvedeno moč na izhodu generatorja, primerjalne grafe s prejšnjimi testi ter rezultate analize kakovosti električnega omrežja.
Iskanje kompromisa med natančnostjo modela in hitrostjo simulacije je ključnega pomena za učinkovito uporabo simulacije. Ko svojemu modelu dodate več podrobnosti, se čas, potreben za izračun in simulacijo modela, poveča. Pomembno je, da model prilagodite specifični težavi, ki jo rešujete.
Ko nas zanimajo podrobnosti, kot je kakovost električne energije, dodamo učinke, kot so preklapljanje močnostne elektronike in realne obremenitve. Kadar pa nas zanimajo vprašanja, kot je proizvodnja ali poraba energije s strani različnih komponent v električnem omrežju, bomo uporabili kompleksno simulacijsko metodo, abstraktne obremenitve in modele povprečne napetosti.
Z izdelki Mathworks lahko izberete pravo raven podrobnosti za obravnavani problem.
Za učinkovito načrtovanje potrebujemo abstraktne in podrobne modele komponent. Tukaj je opisano, kako se te možnosti prilegajo našemu razvojnemu procesu:
- Najprej razjasnimo zahteve z uporabo abstraktne različice modela.
- Izpopolnjene zahteve nato uporabimo za podrobno oblikovanje komponente.
- V našem modelu lahko združimo abstraktno in podrobno različico komponente, kar omogoča preverjanje in kombinacijo komponente z mehanskimi sistemi in krmilnimi sistemi.
- Končno lahko uporabimo rezultate simulacije podrobnega modela za nastavitev parametrov abstraktnega modela. To nam bo dalo model, ki deluje hitro in daje natančne rezultate.
Vidite lahko, da se ti dve možnosti – sistem in podroben model – dopolnjujeta. Delo, ki ga opravimo z abstraktnim modelom za pojasnitev zahtev, zmanjša število ponovitev, potrebnih za podrobno načrtovanje. To pospeši naš razvojni proces. Rezultati simulacije podrobnega modela nam dajejo abstrakten model, ki deluje hitro in daje natančne rezultate. To nam omogoča, da dosežemo ujemanje med stopnjo podrobnosti modela in nalogo, ki jo izvaja simulacija.
Mnoga podjetja po vsem svetu uporabljajo MOS za razvoj kompleksnih sistemov. Airbus razvija sistem za upravljanje goriva za A380, ki temelji na MOP. Ta sistem vsebuje več kot 20 črpalk in več kot 40 ventilov. Lahko si predstavljate število različnih scenarijev napake, ki se lahko pojavijo. S pomočjo simulacije lahko vsak konec tedna izvedejo več kot sto tisoč testov. To jim daje zaupanje, da ne glede na scenarij okvare njihov nadzorni sistem to lahko prenese.
Zdaj, ko smo videli pregled našega modela in naše cilje simulacije, se bomo sprehodili skozi proces oblikovanja. Začeli bomo z uporabo abstraktnega modela za pojasnitev sistemskih zahtev. Te natančnejše zahteve bodo uporabljene za podrobno načrtovanje.
Videli bomo, kako dokumente zahtev vključiti v razvojni proces. Imamo obsežen dokument z zahtevami, ki opisuje vse zahteve za naš sistem. Zelo težko je primerjati zahteve s projektom kot celoto in se prepričati, da projekt izpolnjuje te zahteve.
Z uporabo SLVNV lahko neposredno povežete dokumente zahtev in model v Simulinku. Ustvarite lahko povezave neposredno iz modela neposredno do zahtev. Tako je lažje preveriti, ali se določen del modela nanaša na specifično zahtevo in obratno. Ta komunikacija je dvosmerna. Torej, če iščemo zahtevo, lahko hitro skočimo na model, da vidimo, kako je ta zahteva izpolnjena.
Zdaj, ko smo dokument z zahtevami integrirali v potek dela, bomo še izboljšali zahteve za električno omrežje. Natančneje, preučili bomo zahteve glede delovanja, konične in konstrukcijske obremenitve za generatorje in prenosne vode. Preizkusili jih bomo v širokem razponu pogojev mreže. Tisti. med različnimi cikli letenja, ko se vklapljajo in izklapljajo različna bremena. Ker se osredotočamo le na moč, zanemarimo preklope pri močnostni elektroniki. Zato bomo uporabili abstraktne modele in poenostavljene simulacijske metode. To pomeni, da bomo model prilagodili tako, da bo zanemaril podrobnosti, ki jih ne potrebujemo. To bo omogočilo hitrejše izvajanje simulacije in nam omogočilo testiranje pogojev med dolgimi cikli letenja.
Imamo vir izmeničnega toka, ki prehaja skozi verigo uporov, kapacitivnosti in induktivnosti. V tokokrogu je stikalo, ki se čez nekaj časa odpre in nato spet zapre. Če zaženete simulacijo, si lahko ogledate rezultate z neprekinjenim reševalcem. (V1) Vidite lahko, da so nihanja, povezana z odpiranjem in zapiranjem stikala, natančno prikazana.
Zdaj pa preklopimo na diskretni način. Dvokliknite blok PowerGui in na zavihku Reševalec izberite diskretni reševalec. Vidite lahko, da je diskretni reševalec zdaj izbran. Začnimo s simulacijo. Videli boste, da so rezultati zdaj skoraj enaki, vendar je natančnost odvisna od izbrane stopnje vzorčenja.
Sedaj lahko izberem način zapletene simulacije, nastavim frekvenco - saj je rešitev pridobljena le pri določeni frekvenci - in znova zaženem simulacijo. Videli boste, da so prikazane samo amplitude signala. S klikom na ta blok lahko zaženem skript MATLAB, ki bo zagnal model zaporedno v vseh treh simulacijskih načinih in narisal nastale risbe enega na drugega. Če natančneje pogledamo tok in napetost, bomo videli, da so diskretni rezultati blizu zveznim, vendar popolnoma sovpadajo. Če pogledate tok, lahko vidite, da obstaja vrh, ki ni bil zabeležen v diskretnem načinu simulacije. In vidimo, da vam kompleksni način omogoča, da vidite samo amplitudo. Če pogledate korak reševalnika, lahko vidite, da je kompleksni reševalec zahteval samo 56 korakov, medtem ko so drugi reševalci potrebovali veliko več korakov za dokončanje simulacije. To je omogočilo, da je zapleten način simulacije deloval veliko hitreje kot drugi načini.
Poleg izbire ustreznega načina simulacije potrebujemo modele z ustrezno stopnjo podrobnosti. Za pojasnitev zahtev po moči komponent v električnem omrežju bomo uporabili abstraktne modele splošne uporabe. Blok Dynamic Load nam omogoča, da določimo delovno in jalovo moč, ki jo komponenta porabi ali ustvari v omrežju.
Določili bomo začetni abstraktni model za jalovo in delovno moč na podlagi začetnega nabora zahtev. Kot vir bomo uporabili blok Ideal source. To vam bo omogočilo nastavitev napetosti v omrežju, s tem pa lahko določite parametre generatorja in razumete, koliko moči naj proizvede.
Nato boste videli, kako uporabiti simulacijo za izboljšanje zahtev glede moči za generator in prenosne vode.
Imamo začetni niz zahtev, ki vključujejo nazivno moč in faktor moči za komponente v omrežju. Imamo tudi vrsto pogojev, v katerih lahko to omrežje deluje. Te začetne zahteve želimo izboljšati s testiranjem v številnih pogojih. To bomo storili tako, da prilagodimo model za uporabo abstraktnih obremenitev in virov ter testiramo zahteve v širokem razponu delovnih pogojev.
Konfigurirali bomo model za uporabo abstraktnih modelov obremenitve in generatorja ter videli ustvarjeno in porabljeno moč v širokem razponu pogojev delovanja.
Zdaj bomo prešli na podrobna zasnova. Izpopolnjene zahteve bomo uporabili za podrobnejšo zasnovo, te podrobne komponente pa bomo združili s sistemskim modelom za odkrivanje težav pri integraciji.
Danes je na voljo več možnosti za pridobivanje električne energije v letalu. Generator običajno poganja komunikacija s plinsko turbino. Turbina se vrti s spremenljivo frekvenco. Če mora imeti omrežje fiksno frekvenco, je potrebna pretvorba iz spremenljive hitrosti turbinske gredi v konstantno frekvenco v omrežju. To je mogoče storiti z uporabo integriranega pogona s konstantno hitrostjo pred generatorjem ali z uporabo močnostne elektronike za pretvorbo AC s spremenljivo frekvenco v AC s konstantno frekvenco. Obstajajo tudi sistemi s spremenljivo frekvenco, kjer se frekvenca v omrežju lahko spreminja in prihaja do pretvorbe energije pri obremenitvah v omrežju.
Vsaka od teh možnosti zahteva generator in močnostno elektroniko za pretvorbo energije.
Imamo plinsko turbino, ki se vrti s spremenljivo hitrostjo. Ta turbina se uporablja za vrtenje gredi generatorja, ki proizvaja izmenični tok spremenljive frekvence. Za pretvorbo te spremenljive frekvence v fiksno frekvenco je mogoče uporabiti različne možnosti močnostne elektronike. Radi bi ocenili te različne možnosti. To je mogoče storiti s pomočjo SPS.
Vsakega od teh sistemov lahko modeliramo in izvajamo simulacije pod različnimi pogoji, da ocenimo, katera možnost je najboljša za naš sistem. Preklopimo na model in poglejmo, kako se to naredi.
Tukaj je model, s katerim delamo. Spremenljiva hitrost iz gredi plinske turbine se prenaša na generator. In ciklopretvornik se uporablja za proizvodnjo izmeničnega toka s fiksno frekvenco. Če zaženete simulacijo, boste videli, kako se model obnaša. Zgornji graf prikazuje spremenljivo hitrost plinske turbine. Vidite, da se frekvenca spreminja. Ta rumeni signal v drugem grafu je napetost iz ene od faz na izhodu generatorja. Ta izmenični tok s fiksno frekvenco se ustvari iz spremenljive hitrosti z uporabo močnostne elektronike.
Poglejmo, kako so opisane AC obremenitve. Naš je povezan s svetilko, hidravlično črpalko in aktuatorjem. Te komponente so modelirane z uporabo blokov iz SPS.
Vsak od teh blokov v SPS vključuje konfiguracijske nastavitve, ki vam omogočajo, da prilagodite različne konfiguracije komponent in prilagodite raven podrobnosti v vašem modelu.
Konfigurirali smo modele za izvajanje podrobne različice vsake komponente. Tako imamo veliko moči za modeliranje AC bremen in s simulacijo podrobnih komponent v diskretnem načinu lahko vidimo veliko več podrobnosti o tem, kaj se dogaja v našem električnem omrežju.
Ena od nalog, ki jih bomo izvajali s podrobno različico modela, je analiza kakovosti električne energije.
Ko je obremenitev vnesena v sistem, lahko povzroči popačenje valovne oblike na viru napetosti. To je idealna sinusoida in takšen signal bo na izhodu generatorja, če so obremenitve konstantne. Ker pa se število komponent, ki jih je mogoče vklopiti in izklopiti, poveča, se lahko ta valovna oblika popači in povzroči tako majhne prekoračitve.
Ti skoki v valovni obliki na izvoru napetosti lahko povzročijo težave. To lahko privede do pregretja generatorja zaradi preklopov v močnostni elektroniki, to lahko povzroči velike nevtralne tokove in povzroči tudi nepotrebne preklope v močnostni elektroniki, ker ne pričakujejo tega odboja signala.
Harmonično popačenje ponuja merilo kakovosti električne energije izmeničnega toka. To razmerje je pomembno izmeriti v spreminjajočih se omrežnih pogojih, ker se kakovost razlikuje glede na to, katera komponenta je vklopljena in izklopljena. To razmerje je enostavno izmeriti z orodji MathWorks in ga je mogoče avtomatizirati za testiranje v številnih pogojih.
Več o THD na .
Nato bomo videli, kako to izvesti analiza kakovosti električne energije z uporabo simulacije.
Imamo model električnega omrežja letala. Zaradi različnih obremenitev v omrežju je valovna oblika napetosti na izhodu generatorja popačena. To vodi do poslabšanja kakovosti hrane. Te obremenitve so odklopljene in povezane ob različnih časih med ciklom leta.
Želimo oceniti kakovost električne energije tega omrežja v različnih pogojih. Za to bomo uporabili SPS in MATLAB za samodejni izračun THD. Razmerje lahko izračunamo interaktivno z uporabo grafičnega uporabniškega vmesnika ali uporabimo skript MATLAB za avtomatizacijo.
Vrnimo se k modelu, da vam to pokažemo s primerom. Naš model električnega omrežja letala je sestavljen iz generatorja, vodila za izmenični tok, bremen izmeničnega toka in transformatorja-usmernika ter bremen enosmernega toka. Kakovost električne energije želimo izmeriti na različnih točkah omrežja pod različnimi pogoji. Za začetek vam bom pokazal, kako to narediti interaktivno samo za generator. Nato vam bom pokazal, kako avtomatizirati ta proces z uporabo MATLAB-a. Najprej bomo izvedli simulacijo za zbiranje podatkov, potrebnih za izračun THD.
Ta graf (Gen1_Vab) prikazuje napetost med fazama generatorja. Kot lahko vidite, to ni popoln sinusni val. To pomeni, da na kakovost električne energije v omrežju vplivajo komponente v omrežju. Ko je simulacija končana, bomo uporabili hitro Fourierjevo transformacijo za izračun THD. Odprli bomo blok powergui in odprli orodje za analizo FFT. Vidite lahko, da se orodje samodejno naloži s podatki, ki sem jih posnel med simulacijo. Izbrali bomo okno FFT, določili frekvenco in obseg ter prikazali rezultate. Vidite lahko, da je faktor harmoničnega popačenja 2.8 %. Tukaj lahko vidite prispevek različnih harmonikov. Videli ste, kako lahko interaktivno izračunate koeficient harmoničnega popačenja. Toda ta proces bi radi avtomatizirali, da bi izračunali koeficient pod različnimi pogoji in na različnih točkah v omrežju.
Zdaj si bomo ogledali možnosti, ki so na voljo za modeliranje enosmernih obremenitev.
Modeliramo lahko čisto električne obremenitve kot tudi multidisciplinarne obremenitve, ki vsebujejo elemente iz različnih inženirskih področij, kot so električni in toplotni učinki, električni, mehanski in hidravlični.
Naše DC vezje vključuje transformator-usmernik, svetilke, grelec, črpalko za gorivo in baterijo. Podrobni modeli lahko upoštevajo učinke z drugih področij, na primer model grelnika upošteva spremembe v obnašanju električnega dela kot spremembe temperature. Črpalka za gorivo upošteva učinke z drugih področij, da vidi tudi njihov vpliv na obnašanje komponente. Vrnil se bom k modelu, da vam pokažem, kako izgleda.
To je model, s katerim delamo. Kot lahko vidite, sta zdaj transformator-usmernik in enosmerno omrežje izključno električna, tj. upoštevani so le učinki iz električne domene. Imajo poenostavljene električne modele komponent v tem omrežju. Izberemo lahko varianto tega sistema (TRU DC Loads -> Multidomain), ki upošteva učinke iz drugih inženirskih področij. Vidite, da imamo v omrežju enake komponente, vendar smo namesto števila električnih modelov dodali druge učinke - na primer za hiter, temperaturno fizično omrežje, ki upošteva vpliv temperature na obnašanje. Pri črpalki zdaj upoštevamo hidravlične učinke črpalk in drugih obremenitev v sistemu.
Komponente, ki jih vidite v modelu, so sestavljene iz blokov knjižnice Simscape. Obstajajo bloki za obračunavanje električnih, hidravličnih, magnetnih in drugih disciplin. Z uporabo teh blokov lahko ustvarite modele, ki jih imenujemo multidisciplinarni, tj. ob upoštevanju učinkov iz različnih fizikalnih in inženirskih disciplin.
Učinke z drugih področij je mogoče vključiti v model električnega omrežja.
Knjižnica blokov Simscape vključuje bloke za simulacijo učinkov iz drugih področij, kot sta hidravlika ali temperatura. Z uporabo teh komponent lahko ustvarite bolj realistične obremenitve omrežja in nato natančneje določite pogoje, pod katerimi lahko te komponente delujejo.
S kombiniranjem teh elementov lahko ustvarite bolj zapletene komponente, pa tudi nove discipline ali področja po meri z uporabo jezika Simscape.
Naprednejše komponente in nastavitve parametrov so na voljo v specializiranih razširitvah Simscape. V teh knjižnicah so na voljo bolj zapletene in podrobne komponente, ki upoštevajo učinke, kot so izgube učinkovitosti in temperaturni učinki. S SimMechanics lahko modelirate tudi XNUMXD in večtelesne sisteme.
Zdaj, ko smo dokončali podrobno zasnovo, bomo rezultate podrobnih simulacij uporabili za prilagoditev parametrov abstraktnega modela. To nam bo dalo model, ki deluje hitro, hkrati pa daje rezultate, ki se ujemajo z rezultati podrobne simulacije.
Razvojni proces smo začeli z abstraktnimi komponentnimi modeli. Zdaj, ko imamo podrobne modele, bi se radi prepričali, da ti abstraktni modeli dajejo podobne rezultate.
Zelena barva prikazuje začetne zahteve, ki smo jih prejeli. Želimo, da bi bili rezultati iz abstraktnega modela, prikazanega tukaj v modri barvi, blizu rezultatov iz podrobne simulacije modela, prikazane v rdeči barvi.
Da bi to naredili, bomo definirali delovne in jalove moči za abstraktni model z uporabo vhodnega signala. Namesto da bi uporabili ločene vrednosti za aktivno in jalovo moč, bomo ustvarili parametriran model in te parametre prilagodili tako, da se krivulje delovne in jalove moči iz simulacije abstraktnega modela ujemajo s podrobnim modelom.
Nato bomo videli, kako lahko abstraktni model prilagodimo rezultatom podrobnega modela.
To je naša naloga. Imamo abstrakten model komponente v električnem omrežju. Ko nanj dovedemo tak krmilni signal, dobimo naslednji rezultat za delovno in jalovo moč.
Ko uporabimo isti signal na vhodu podrobnega modela, dobimo takšne rezultate.
Rezultati simulacije abstraktnega in podrobnega modela morajo biti skladni, da lahko uporabimo abstraktni model za hitro ponavljanje sistemskega modela. Da bi to naredili, bomo samodejno prilagajali parametre abstraktnega modela, dokler se rezultati ne bodo ujemali.
Za to bomo uporabili SDO, ki lahko samodejno spreminja parametre, dokler se rezultati abstraktnega in podrobnega modela ne ujemajo.
Za konfiguracijo teh nastavitev bomo sledili naslednjim korakom.
- Najprej uvozimo simulacijske rezultate podrobnega modela in te podatke izberemo za oceno parametrov.
- Nato bomo določili, katere parametre je treba konfigurirati, in nastavili obsege parametrov.
- Nato bomo ocenili parametre, pri čemer bo SDO prilagajal parametre, dokler se rezultati ne bodo ujemali.
- Končno lahko uporabimo druge vhodne podatke za potrditev rezultatov ocene parametrov.
Razvojni proces lahko bistveno pospešite z distribucijo simulacij z uporabo vzporednega računalništva.
Ločene simulacije lahko izvajate na različnih jedrih večjedrnega procesorja ali na računalniških gručih. Če imate nalogo, ki zahteva izvajanje več simulacij – na primer analizo Monte Carlo, prilagajanje parametrov ali izvajanje več ciklov letenja – lahko te simulacije razdelite tako, da jih izvajate na lokalnem večjedrnem stroju ali računalniški gruči.
V mnogih primerih to ne bo nič težje kot zamenjava zanke for v skriptu z vzporedno zanko for, parfor. To lahko povzroči znatno pospešitev izvajanja simulacij.
Imamo model električnega omrežja letala. To omrežje bi radi preizkusili v številnih pogojih delovanja – vključno s cikli letenja, motnjami in vremenom. Uporabili bomo PCT za pospešitev teh testov, MATLAB za prilagoditev modela za vsak test, ki ga želimo izvesti. Nato bomo simulacije razdelili po različnih jedrih mojega računalnika. Videli bomo, da se vzporedni testi zaključijo veliko hitreje kot zaporedni.
Tukaj so koraki, ki jih bomo morali upoštevati.
- Najprej bomo z ukazom parpool ustvarili skupino delovnih procesov ali tako imenovanih delavcev MATLAB.
- Nato bomo ustvarili nize parametrov za vsak test, ki ga želimo izvesti.
- Simulacije bomo izvajali najprej zaporedno, eno za drugo.
- In nato to primerjajte z vzporednim izvajanjem simulacij.
Glede na rezultate je skupni čas testiranja v vzporednem načinu približno 4-krat krajši kot v zaporednem načinu. Na grafih smo videli, da je poraba energije na splošno na pričakovani ravni. Vidni vrhovi so povezani z različnimi pogoji omrežja, ko so porabniki vklopljeni in izklopljeni.
Simulacije so vključevale številne teste, ki smo jih lahko hitro izvedli tako, da smo simulacije porazdelili po različnih računalniških jedrih. To nam je omogočilo oceno resnično širokega spektra pogojev letenja.
Zdaj, ko smo zaključili ta del razvojnega procesa, bomo videli, kako lahko avtomatiziramo ustvarjanje dokumentacije za vsak korak, kako lahko samodejno izvajamo teste in dokumentiramo rezultate.
Načrtovanje sistema je vedno ponavljajoč se proces. Projekt spremenimo, preizkusimo spremembo, ovrednotimo rezultate, nato naredimo novo spremembo. Proces dokumentiranja rezultatov in utemeljitev sprememb traja dolgo časa. Ta postopek lahko avtomatizirate z uporabo SLRG.
Z uporabo SLRG lahko avtomatizirate izvajanje testov in nato zberete rezultate teh testov v obliki poročila. Poročilo lahko vključuje oceno rezultatov testiranja, posnetke zaslona modelov in grafov, kodo C in MATLAB.
Na koncu bom spomnil na ključne točke te predstavitve.
- Videli smo veliko priložnosti za prilagoditev modela, da bi našli ravnovesje med natančnostjo modela in hitrostjo simulacije – vključno z načini simulacije in ravnmi abstrakcije modela.
- Videli smo, kako lahko pospešimo simulacije z uporabo optimizacijskih algoritmov in vzporednega računalništva.
- Nazadnje smo videli, kako lahko pospešimo razvojni proces z avtomatizacijo nalog simulacije in analize v MATLAB-u.
Avtor materiala — Mihail Peselnik, inženir .
Povezava do tega spletnega seminarja
Vir: www.habr.com