Ang publikasyong ito ay nagbibigay ng transkripsyon ng webinar . Ang webinar ay isinagawa ni Mikhail Peselnik, engineer .)
Ngayon ay matututunan natin na maaari nating ibagay ang mga modelo upang makamit ang pinakamainam na balanse sa pagitan ng katapatan at katumpakan ng mga resulta ng simulation at ang bilis ng proseso ng simulation. Ito ang susi sa epektibong paggamit ng simulation at pagtiyak na ang antas ng detalye sa iyong modelo ay angkop para sa gawaing balak mong gawin.
Matututuhan din natin ang:
- Paano mo mapapabilis ang mga simulation sa pamamagitan ng paggamit ng mga optimization algorithm at parallel computing;
- Paano ipamahagi ang mga simulation sa maraming mga core ng computer, pinapabilis ang mga gawain tulad ng pagtatantya ng parameter at pagpili ng parameter;
- Paano mapabilis ang pag-unlad sa pamamagitan ng pag-automate ng mga gawain sa simulation at pagsusuri gamit ang MATLAB;
- Paano gamitin ang mga script ng MATLAB para sa harmonic analysis at idokumento ang mga resulta ng anumang uri ng pagsubok gamit ang awtomatikong pagbuo ng ulat.
Magsisimula tayo sa isang pangkalahatang-ideya ng modelo ng electrical network ng sasakyang panghimpapawid. Tatalakayin namin kung ano ang aming mga layunin sa simulation at titingnan ang proseso ng pagbuo na ginamit upang lumikha ng modelo.
Pagkatapos ay dadaan tayo sa mga yugto ng prosesong ito, kasama ang paunang disenyo - kung saan nililinaw natin ang mga kinakailangan. Detalyadong disenyo - kung saan titingnan natin ang mga indibidwal na bahagi ng elektrikal na network, at sa wakas ay gagamitin natin ang mga resulta ng simulation ng detalyadong disenyo upang ayusin ang mga parameter ng abstract na modelo. Panghuli, titingnan namin kung paano mo maidokumento ang mga resulta ng lahat ng hakbang na ito sa mga ulat.
Narito ang isang eskematiko na representasyon ng system na aming binuo. Isa itong kalahating modelo ng eroplano na may kasamang generator, AC bus, iba't ibang AC load, transformer-rectifier unit, DC bus na may iba't ibang load, at baterya.
Ang mga switch ay ginagamit upang ikonekta ang mga bahagi sa elektrikal na network. Habang naka-on at naka-off ang mga bahagi habang lumilipad, maaaring magbago ang mga kundisyon ng kuryente. Gusto naming suriin ang kalahati ng electrical grid ng sasakyang panghimpapawid sa ilalim ng mga pagbabagong kondisyon na ito.
Ang isang kumpletong modelo ng isang de-koryenteng sistema ng sasakyang panghimpapawid ay dapat may kasamang iba pang mga bahagi. Hindi namin isinama ang mga ito sa half-plane model na ito dahil gusto lang naming suriin ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga bahaging ito. Ito ay isang karaniwang kasanayan sa sasakyang panghimpapawid at paggawa ng mga barko.
Mga layunin ng simulation:
- Tukuyin ang mga kinakailangan sa elektrikal para sa iba't ibang bahagi pati na rin ang mga linya ng kuryente na kumokonekta sa kanila.
- Suriin ang mga pakikipag-ugnayan ng system sa pagitan ng mga bahagi mula sa iba't ibang disiplina sa engineering, kabilang ang mga epektong elektrikal, mekanikal, haydroliko, at thermal.
- At sa mas detalyadong antas, magsagawa ng harmonic analysis.
- Suriin ang kalidad ng power supply sa ilalim ng pagbabago ng mga kondisyon at tingnan ang mga boltahe at agos sa iba't ibang mga node ng network.
Ang hanay ng mga layunin ng simulation ay pinakamahusay na naihatid sa pamamagitan ng paggamit ng mga modelo ng iba't ibang antas ng detalye. Makikita natin na habang lumilipas tayo sa proseso ng pag-unlad, magkakaroon tayo ng abstract at isang detalyadong modelo.
Kapag tiningnan namin ang mga resulta ng simulation ng iba't ibang variant ng modelong ito, makikita namin na ang mga resulta ng modelo sa antas ng system at ang detalyadong modelo ay pareho.
Kung susuriin nating mabuti ang mga resulta ng simulation, makikita natin na kahit na sa kabila ng dynamics na dulot ng paglipat ng mga power device sa detalyadong bersyon ng ating modelo, ang pangkalahatang resulta ng simulation ay pareho.
Ito ay nagpapahintulot sa amin na magsagawa ng mabilis na mga pag-ulit sa antas ng system, pati na rin ang detalyadong pagsusuri ng electrical system sa isang butil-butil na antas. Sa ganitong paraan, mabisa nating makakamit ang ating mga layunin.
Ngayon pag-usapan natin ang modelong pinagtatrabahuhan natin. Gumawa kami ng ilang mga opsyon para sa bawat bahagi sa electrical network. Pipiliin namin kung aling variant ng component ang gagamitin depende sa problemang nilulutas namin.
Kapag nag-explore kami ng mga opsyon sa pagbuo ng grid power, maaari naming palitan ang integrated drive generator ng isang cycloconvector type variable speed generator o isang DC coupled frequency generator. Maaari kaming gumamit ng abstract o detalyadong mga bahagi ng pagkarga sa isang AC circuit.
Katulad nito, para sa isang DC network, maaari kaming gumamit ng abstract, detalyado o multidisciplinary na opsyon na isinasaalang-alang ang impluwensya ng iba pang pisikal na disiplina gaya ng mechanics, hydraulics at mga epekto sa temperatura.
Higit pang mga detalye tungkol sa modelo.
Dito makikita mo ang generator, ang distribution network, at ang mga bahagi sa network. Kasalukuyang naka-set up ang modelo para sa simulation na may mga abstract component na modelo. Ang actuator ay namodelo lamang sa pamamagitan ng pagtukoy sa aktibo at reaktibong kapangyarihan na ginagamit ng bahagi.
Kung iko-configure namin ang modelong ito upang gumamit ng mga detalyadong variant ng bahagi, ang actuator ay namodelo na bilang isang de-koryenteng makina. Mayroon kaming permanenteng magnet na kasabay na motor, mga converter at DC bus at control system. Kung titingnan natin ang unit ng transformer-rectifier, makikita natin na ito ay na-modelo gamit ang mga transformer at unibersal na tulay na ginagamit sa power electronics.
Maaari din kaming pumili ng opsyon sa system (sa TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain) na isinasaalang-alang ang mga epektong nauugnay sa iba pang pisikal na phenomena (sa Fuel Pump). Para sa fuel pump, nakikita natin na mayroon tayong hydraulic pump, hydraulic load. Para sa heater, nakikita namin ang pagsasaalang-alang sa mga epekto ng temperatura na nakakaapekto sa pag-uugali ng bahaging iyon habang nagbabago ang temperatura. Ang aming generator ay namodelo gamit ang isang kasabay na makina at mayroon kaming isang sistema ng kontrol upang itakda ang field ng boltahe para sa makinang ito.
Pinipili ang mga ikot ng paglipad gamit ang isang variable ng MATLAB na pinangalanang Flight_Cycle_Num. At dito nakikita natin ang data mula sa MATLAB workspace na kumokontrol kapag ang ilang partikular na bahagi ng network ng kuryente ay naka-on at naka-off. Ang plot na ito (Plot_FC) ay nagpapakita para sa unang ikot ng paglipad kapag ang mga bahagi ay naka-on o naka-off.
Kung itutune namin ang modelo sa Naka-tune na bersyon, maaari naming gamitin ang script na ito (Test_APN_Model_SHORT) upang patakbuhin ang modelo at subukan ito sa tatlong magkakaibang mga ikot ng paglipad. Ang unang ikot ng paglipad ay isinasagawa at sinusuri namin ang sistema sa ilalim ng iba't ibang kundisyon. Pagkatapos ay awtomatiko naming iko-configure ang modelo upang magpatakbo ng pangalawang ikot ng paglipad at pangatlo. Sa pagkumpleto ng mga pagsubok na ito, mayroon kaming ulat na nagpapakita ng mga resulta ng tatlong pagsubok na ito kumpara sa mga nakaraang pagsubok na tumatakbo. Sa ulat maaari mong makita ang mga screenshot ng modelo, mga screenshot ng mga graph na nagpapakita ng bilis, boltahe at nabuong kapangyarihan sa output ng generator, mga graph ng paghahambing sa mga nakaraang pagsubok, pati na rin ang mga resulta ng pagsusuri ng kalidad ng electrical network.
Ang paghahanap ng trade-off sa pagitan ng model fidelity at simulation speed ay susi sa epektibong paggamit ng simulation. Habang nagdaragdag ka ng higit pang mga detalye sa iyong modelo, tataas ang oras na kinakailangan upang kalkulahin at gayahin ang modelo. Mahalagang i-customize ang modelo para sa partikular na problemang nilulutas mo.
Kapag interesado kami sa mga detalye tulad ng kalidad ng kuryente, nagdaragdag kami ng mga epekto tulad ng power electronics switching at makatotohanang pag-load. Gayunpaman, kapag kami ay interesado sa mga isyu tulad ng henerasyon o pagkonsumo ng enerhiya ng iba't ibang bahagi sa electrical grid, gagamit kami ng kumplikadong pamamaraan ng simulation, abstract load at average na mga modelo ng boltahe.
Gamit ang mga produkto ng Mathworks, maaari mong piliin ang tamang antas ng detalye para sa problemang kinakaharap.
Upang mabisang magdisenyo, kailangan namin ng abstract at detalyadong mga modelo ng mga bahagi. Narito kung paano umaangkop ang mga opsyong ito sa aming proseso ng pag-unlad:
- Una, nililinaw namin ang mga kinakailangan gamit ang abstract na bersyon ng modelo.
- Pagkatapos ay ginagamit namin ang mga pinong kinakailangan upang idisenyo ang bahagi nang detalyado.
- Maaari naming pagsamahin ang abstract at detalyadong bersyon ng isang component sa aming modelo, na nagbibigay-daan sa pag-verify at kumbinasyon ng component sa mga mechanical system at control system.
- Sa wakas, maaari naming gamitin ang mga resulta ng simulation ng detalyadong modelo upang ibagay ang mga parameter ng abstract na modelo. Magbibigay ito sa amin ng isang modelo na mabilis na tumatakbo at gumagawa ng mga tumpak na resulta.
Makikita mo na ang dalawang opsyong ito—sistema at detalyadong modelo—ay umaakma sa isa't isa. Ang gawaing ginagawa namin sa abstract na modelo upang linawin ang mga kinakailangan ay binabawasan ang bilang ng mga pag-ulit na kinakailangan para sa detalyadong disenyo. Pinapabilis nito ang proseso ng ating pag-unlad. Ang mga resulta ng simulation ng detalyadong modelo ay nagbibigay sa amin ng abstract na modelo na mabilis na tumatakbo at gumagawa ng mga tumpak na resulta. Nagbibigay-daan ito sa amin na makamit ang isang tugma sa pagitan ng antas ng detalye ng modelo at ang gawain na ginagawa ng simulation.
Maraming mga kumpanya sa buong mundo ang gumagamit ng MOS upang bumuo ng mga kumplikadong sistema. Bumubuo ang Airbus ng fuel management system para sa A380 batay sa MOP. Ang sistemang ito ay naglalaman ng higit sa 20 mga bomba at higit sa 40 mga balbula. Maaari mong isipin ang bilang ng iba't ibang mga senaryo ng pagkabigo na maaaring mangyari. Gamit ang simulation, maaari silang magpatakbo ng higit sa isang daang libong pagsubok tuwing katapusan ng linggo. Nagbibigay ito sa kanila ng kumpiyansa na, anuman ang senaryo ng pagkabigo, kakayanin ito ng kanilang control system.
Ngayong nakakita na kami ng pangkalahatang-ideya ng aming modelo, at ang aming mga layunin sa simulation, tatalakayin namin ang proseso ng disenyo. Magsisimula tayo sa pamamagitan ng paggamit ng abstract na modelo upang linawin ang mga kinakailangan ng system. Ang mga pinong kinakailangan na ito ay gagamitin para sa detalyadong disenyo.
Makikita natin kung paano isama ang mga dokumento ng kinakailangan sa proseso ng pag-unlad. Mayroon kaming malaking dokumento ng mga kinakailangan na nagbabalangkas sa lahat ng mga kinakailangan para sa aming system. Napakahirap ihambing ang mga kinakailangan sa proyekto sa kabuuan at tiyaking natutugunan ng proyekto ang mga kinakailangang ito.
Gamit ang SLVNV, maaari mong direktang i-link ang mga dokumento ng kinakailangan at ang modelo sa Simulink. Maaari kang lumikha ng mga link nang direkta mula sa modelo nang direkta sa mga kinakailangan. Ginagawa nitong mas madaling i-verify na ang isang partikular na bahagi ng modelo ay nauugnay sa isang partikular na kinakailangan at vice versa. Ang komunikasyong ito ay two-way. Kaya kung titingnan natin ang isang kinakailangan, maaari tayong mabilis na lumipat sa isang modelo upang makita kung paano natutugunan ang kinakailangang iyon.
Ngayong naisama na namin ang dokumento ng mga kinakailangan sa daloy ng trabaho, aayusin namin ang mga kinakailangan para sa electrical network. Sa partikular, titingnan natin ang mga kinakailangan sa pag-load ng operating, peak, at disenyo para sa mga generator at transmission lines. Susubukan namin ang mga ito sa isang malawak na hanay ng mga kondisyon ng grid. Yung. sa iba't ibang ikot ng paglipad, kapag ang iba't ibang load ay naka-on at naka-off. Dahil nakatuon lang tayo sa kapangyarihan, papabayaan natin ang paglipat sa power electronics. Samakatuwid, gagamitin namin ang mga abstract na modelo at pinasimple na pamamaraan ng simulation. Nangangahulugan ito na itutune namin ang modelo upang huwag pansinin ang mga detalye na hindi namin kailangan. Gagawin nitong mas mabilis na tumakbo ang simulation at magbibigay-daan sa amin na subukan ang mga kondisyon sa mahabang ikot ng paglipad.
Mayroon kaming alternating current source na dumadaan sa isang chain ng resistances, capacitances at inductances. Mayroong switch sa circuit na bubukas pagkatapos ng ilang oras at pagkatapos ay magsasara muli. Kung patakbuhin mo ang simulation, makikita mo ang mga resulta gamit ang tuluy-tuloy na solver. (V1) Makikita mo na ang mga oscillations na nauugnay sa pagbubukas at pagsasara ng switch ay tumpak na ipinapakita.
Ngayon ay lumipat tayo sa discrete mode. Mag-double click sa PowerGui block at piliin ang discrete solver sa Solver tab. Makikita mo na ang discrete solver ay napili na ngayon. Simulan natin ang simulation. Makikita mo na ang mga resulta ay halos pareho na ngayon, ngunit ang katumpakan ay depende sa napiling sample rate.
Ngayon ay maaari kong piliin ang kumplikadong simulation mode, itakda ang dalas - dahil ang solusyon ay nakuha lamang sa isang tiyak na dalas - at patakbuhin muli ang simulation. Makikita mo na ang mga signal amplitude lamang ang ipinapakita. Sa pamamagitan ng pag-click sa bloke na ito, maaari akong magpatakbo ng isang script ng MATLAB na magpapatakbo ng modelo nang sunud-sunod sa lahat ng tatlong mga mode ng simulation at i-plot ang mga resultang plot sa ibabaw ng bawat isa. Kung titingnan natin nang mas malapit sa kasalukuyang at boltahe, makikita natin na ang mga discrete na resulta ay malapit sa mga tuloy-tuloy, ngunit ganap na nag-tutugma. Kung titingnan mo ang kasalukuyang, makikita mo na mayroong isang peak na hindi nabanggit sa discrete mode ng simulation. At nakikita namin na pinapayagan ka ng kumplikadong mode na makita lamang ang amplitude. Kung titingnan mo ang solver step, makikita mo na ang complex solver ay nangangailangan lamang ng 56 na hakbang, habang ang iba pang solver ay nangangailangan ng marami pang hakbang upang makumpleto ang simulation. Pinayagan nito ang kumplikadong simulation mode na tumakbo nang mas mabilis kaysa sa iba pang mga mode.
Bilang karagdagan sa pagpili ng naaangkop na mode ng simulation, kailangan namin ng mga modelo na may naaangkop na antas ng detalye. Upang linawin ang mga kinakailangan sa kapangyarihan ng mga bahagi sa isang de-koryenteng network, gagamitin namin ang mga abstract na modelo ng pangkalahatang aplikasyon. Ang Dynamic Load block ay nagbibigay-daan sa amin na tukuyin ang aktibo at reaktibong kapangyarihan na kinokonsumo o nabubuo ng isang bahagi sa network.
Tutukuyin namin ang isang paunang abstract na modelo para sa reaktibo at aktibong kapangyarihan batay sa isang paunang hanay ng mga kinakailangan. Gagamitin namin ang Ideal source block bilang source. Papayagan ka nitong itakda ang boltahe sa network, at magagamit mo ito upang matukoy ang mga parameter ng generator, at maunawaan kung gaano karaming kapangyarihan ang dapat nitong gawin.
Susunod, makikita mo kung paano gamitin ang simulation upang pinuhin ang mga kinakailangan sa kuryente para sa isang generator at mga linya ng paghahatid.
Mayroon kaming paunang hanay ng mga kinakailangan na kinabibilangan ng power rating at power factor para sa mga bahagi sa network. Mayroon din kaming hanay ng mga kundisyon kung saan maaaring gumana ang network na ito. Gusto naming pinuhin ang mga unang kinakailangan na ito sa pamamagitan ng pagsubok sa ilalim ng malawak na hanay ng mga kundisyon. Gagawin namin ito sa pamamagitan ng pag-tune ng modelo upang gumamit ng mga abstract na load at source at pagsubok sa mga kinakailangan sa ilalim ng malawak na hanay ng mga kondisyon ng operating.
Iko-configure namin ang modelo upang gumamit ng abstract na load at mga modelo ng generator, at makikita ang power na nabuo at natupok sa isang malawak na hanay ng mga kondisyon ng operating.
Ngayon ay magpapatuloy tayo sa detalyadong disenyo. Gagamitin namin ang mga pinong kinakailangan para i-detalye ang disenyo, at pagsasamahin namin ang mga detalyadong bahagi na ito sa modelo ng system para makita ang mga problema sa pagsasama.
Ngayon, maraming mga opsyon ang magagamit para sa pagbuo ng kuryente sa isang sasakyang panghimpapawid. Kadalasan ang generator ay hinihimok ng komunikasyon sa isang gas turbine. Ang turbine ay umiikot sa isang variable frequency. Kung ang network ay dapat magkaroon ng isang nakapirming dalas, pagkatapos ay isang conversion mula sa variable na bilis ng turbine shaft sa isang pare-pareho ang dalas sa network ay kinakailangan. Magagawa ito sa pamamagitan ng paggamit ng pinagsamang constant speed drive upstream ng generator, o sa pamamagitan ng paggamit ng power electronics upang i-convert ang variable frequency AC sa constant frequency AC. Mayroon ding mga system na may floating frequency, kung saan maaaring magbago ang frequency sa network at ang conversion ng enerhiya ay nangyayari sa mga load sa network.
Ang bawat isa sa mga opsyong ito ay nangangailangan ng generator at power electronics para ma-convert ang enerhiya.
Mayroon kaming gas turbine na umiikot sa variable na bilis. Ang turbine na ito ay ginagamit upang paikutin ang generator shaft, na gumagawa ng alternating current ng variable frequency. Maaaring gamitin ang iba't ibang opsyon sa power electronics para i-convert ang variable frequency na ito sa fixed frequency. Gusto naming suriin ang iba't ibang opsyong ito. Magagawa ito gamit ang SPS.
Maaari naming imodelo ang bawat isa sa mga system na ito at magpatakbo ng mga simulation sa ilalim ng iba't ibang kundisyon upang suriin kung aling opsyon ang pinakamainam para sa aming system. Lumipat tayo sa modelo at tingnan kung paano ito ginagawa.
Narito ang modelong pinagtatrabahuhan namin. Ang variable na bilis mula sa gas turbine shaft ay ipinadala sa generator. At ang cycloconverter ay ginagamit upang makabuo ng alternating current ng fixed frequency. Kung patakbuhin mo ang simulation, makikita mo kung paano kumikilos ang modelo. Ang itaas na graph ay nagpapakita ng variable na bilis ng isang gas turbine. Nakikita mong nagbabago ang dalas. Ang dilaw na signal na ito sa pangalawang graph ay ang boltahe mula sa isa sa mga phase sa output ng generator. Ang nakapirming frequency alternating current na ito ay nilikha mula sa variable na bilis gamit ang power electronics.
Tingnan natin kung paano inilarawan ang mga AC load. Ang sa amin ay konektado sa isang lamp, isang hydraulic pump at isang actuator. Ang mga bahaging ito ay namodelo gamit ang mga bloke mula sa SPS.
Ang bawat isa sa mga bloke na ito sa SPS ay may kasamang mga setting ng configuration upang bigyang-daan kang tumanggap ng iba't ibang configuration ng bahagi at upang ayusin ang antas ng detalye sa iyong modelo.
Na-configure namin ang mga modelo upang magpatakbo ng isang detalyadong bersyon ng bawat bahagi. Kaya't mayroon kaming maraming kapangyarihan upang mag-modelo ng mga AC load at sa pamamagitan ng pagtulad sa mga detalyadong bahagi sa discrete mode, makikita namin ang higit pang detalye ng kung ano ang nangyayari sa aming electrical network.
Ang isa sa mga gawain na gagawin namin sa detalyadong bersyon ng modelo ay ang pagsusuri ng kalidad ng elektrikal na enerhiya.
Kapag ang isang load ay ipinakilala sa system, maaari itong maging sanhi ng pagbaluktot ng waveform sa pinagmumulan ng boltahe. Ito ay isang perpektong sinusoid, at ang gayong senyas ay nasa output ng generator kung ang mga naglo-load ay pare-pareho. Gayunpaman, habang tumataas ang bilang ng mga bahagi na maaaring i-on at i-off, ang waveform na ito ay maaaring maging distorted at magresulta sa gayong maliliit na overshoot.
Ang mga spike na ito sa waveform sa pinagmumulan ng boltahe ay maaaring magdulot ng mga problema. Ito ay maaaring humantong sa sobrang pag-init ng generator dahil sa paglipat sa power electronics, maaari itong lumikha ng malalaking neutral na alon, at maging sanhi din ng hindi kinakailangang paglipat sa power electronics dahil hindi nila inaasahan ang pagtalbog na ito sa signal.
Ang Harmonic Distortion ay nag-aalok ng sukatan ng kalidad ng AC electrical power. Mahalagang sukatin ang ratio na ito sa ilalim ng pagbabago ng mga kundisyon ng network dahil mag-iiba ang kalidad depende sa kung aling bahagi ang naka-on at naka-off. Madaling sukatin ang ratio na ito gamit ang mga tool ng MathWorks at maaaring i-automate para sa pagsubok sa ilalim ng malawak na hanay ng mga kundisyon.
Matuto pa tungkol sa THD sa .
Susunod na makikita natin kung paano isakatuparan pagsusuri ng kalidad ng kapangyarihan gamit ang simulation.
Mayroon kaming modelo ng electrical network ng sasakyang panghimpapawid. Dahil sa iba't ibang mga pag-load sa network, ang boltahe na waveform sa output ng generator ay nasira. Ito ay humahantong sa isang pagkasira sa kalidad ng pagkain. Ang mga load na ito ay hindi nakakonekta at dinadala online sa iba't ibang oras sa panahon ng ikot ng paglipad.
Gusto naming suriin ang kalidad ng kapangyarihan ng network na ito sa ilalim ng iba't ibang kundisyon. Para dito gagamitin namin ang SPS at MATLAB upang awtomatikong kalkulahin ang THD. Maaari naming kalkulahin ang ratio nang interactive gamit ang isang GUI o gumamit ng MATLAB script para sa automation.
Bumalik tayo sa modelo upang ipakita ito sa iyo ng isang halimbawa. Ang aming aircraft electrical network model ay binubuo ng generator, AC bus, AC load, at transformer-rectifier at DC load. Gusto naming sukatin ang kalidad ng kuryente sa iba't ibang punto sa network sa ilalim ng iba't ibang kundisyon. Upang magsimula, ipapakita ko sa iyo kung paano gawin ito nang interactive para lang sa generator. Pagkatapos ay ipapakita ko sa iyo kung paano i-automate ang prosesong ito gamit ang MATLAB. Magpapatakbo muna kami ng simulation para kolektahin ang data na kinakailangan para kalkulahin ang THD.
Ipinapakita ng graph na ito (Gen1_Vab) ang boltahe sa pagitan ng mga phase ng generator. Gaya ng nakikita mo, hindi ito perpektong sine wave. Nangangahulugan ito na ang kalidad ng kapangyarihan ng network ay naiimpluwensyahan ng mga bahagi sa network. Kapag kumpleto na ang simulation, gagamitin namin ang Fast Fourier Transform para kalkulahin ang THD. Bubuksan namin ang powergui block at bubuksan ang FFT analysis tool. Makikita mo na ang tool ay awtomatikong na-load ng data na naitala ko sa simulation. Pipiliin namin ang window ng FFT, tukuyin ang dalas at saklaw, at ipapakita ang mga resulta. Makikita mo na ang harmonic distortion factor ay 2.8%. Dito makikita ang kontribusyon ng iba't ibang harmonika. Nakita mo kung paano mo makalkula nang interactive ang harmonic distortion coefficient. Ngunit nais naming i-automate ang prosesong ito upang makalkula ang koepisyent sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon at sa iba't ibang mga punto sa network.
Titingnan natin ngayon ang mga opsyon na magagamit para sa pagmomodelo ng mga DC load.
Maaari tayong magmodelo ng mga purong electrical load pati na rin ang mga multidisciplinary load na naglalaman ng mga elemento mula sa iba't ibang larangan ng engineering, tulad ng mga electrical at thermal effect, electrical, mechanical at hydraulic.
Ang aming DC circuit ay may kasamang transformer-rectifier, lamp, heater, fuel pump at baterya. Maaaring isaalang-alang ng mga detalyadong modelo ang mga epekto mula sa ibang mga lugar, halimbawa, isinasaalang-alang ng modelo ng pampainit ang mga pagbabago sa pag-uugali ng bahaging elektrikal habang nagbabago ang temperatura. Isinasaalang-alang ng fuel pump ang mga epekto mula sa ibang mga lugar upang makita din ang epekto nito sa pag-uugali ng bahagi. Babalik ako sa modelo para ipakita sa iyo kung ano ang hitsura nito.
Ito ang modelong pinagtatrabahuhan namin. Tulad ng nakikita mo, ngayon ang transpormer-rectifier at ang DC network ay purong elektrikal, i.e. ang mga epekto lamang mula sa electrical domain ang isinasaalang-alang. Pinasimple nila ang mga de-koryenteng modelo ng mga bahagi sa network na ito. Maaari tayong pumili ng variant ng system na ito (TRU DC Loads -> Multidomain) na isinasaalang-alang ang mga epekto mula sa iba pang larangan ng engineering. Nakikita mo na sa network mayroon kaming parehong mga bahagi, ngunit sa halip na ang bilang ng mga de-koryenteng modelo, nagdagdag kami ng iba pang mga epekto - halimbawa, para sa hiter, isang pisikal na network ng temperatura na isinasaalang-alang ang impluwensya ng temperatura sa pag-uugali. Sa bomba, isinasaalang-alang natin ngayon ang mga haydroliko na epekto ng mga bomba at iba pang mga load sa system.
Ang mga bahagi na nakikita mo sa modelo ay binuo mula sa mga bloke ng library ng Simscape. Mayroong mga bloke para sa accounting para sa elektrikal, haydroliko, magnetic at iba pang mga disiplina. Gamit ang mga bloke na ito, maaari kang lumikha ng mga modelo na tinatawag naming multidisciplinary, i.e. isinasaalang-alang ang mga epekto mula sa iba't ibang disiplina sa pisikal at engineering.
Ang mga epekto mula sa ibang mga lugar ay maaaring isama sa modelo ng elektrikal na network.
Ang Simscape block library ay may kasamang mga bloke para sa pagtulad sa mga epekto mula sa iba pang mga domain, gaya ng haydrolika o temperatura. Sa pamamagitan ng paggamit ng mga bahaging ito, maaari kang lumikha ng mas makatotohanang mga pag-load ng network at pagkatapos ay mas tumpak na tukuyin ang mga kondisyon kung saan maaaring gumana ang mga bahaging ito.
Sa pamamagitan ng pagsasama-sama ng mga elementong ito, maaari kang lumikha ng mas kumplikadong mga bahagi, pati na rin lumikha ng mga bagong custom na disiplina o mga lugar gamit ang wika ng Simscape.
Available ang mga mas advanced na bahagi at setting ng parameterization sa mga espesyal na extension ng Simscape. Ang mas kumplikado at detalyadong mga bahagi ay magagamit sa mga aklatang ito, na isinasaalang-alang ang mga epekto tulad ng pagkawala ng kahusayan at mga epekto sa temperatura. Maaari ka ring magmodelo ng mga XNUMXD at multibody system gamit ang SimMechanics.
Ngayon na nakumpleto na namin ang detalyadong disenyo, gagamitin namin ang mga resulta ng mga detalyadong simulation upang ayusin ang mga parameter ng abstract na modelo. Magbibigay ito sa amin ng isang modelo na tumatakbo nang mabilis habang gumagawa pa rin ng mga resulta na tumutugma sa mga resulta ng isang detalyadong simulation.
Sinimulan namin ang proseso ng pag-develop gamit ang mga abstract na bahagi na modelo. Ngayong mayroon na kaming mga detalyadong modelo, gusto naming tiyakin na ang mga abstract na modelong ito ay gumagawa ng mga katulad na resulta.
Ipinapakita ng Green ang mga unang kinakailangan na natanggap namin. Gusto naming ang mga resulta mula sa abstract na modelo, na ipinapakita dito sa asul, ay malapit sa mga resulta mula sa detalyadong simulation ng modelo, na ipinapakita sa pula.
Upang gawin ito, tutukuyin namin ang aktibo at reaktibong kapangyarihan para sa abstract na modelo gamit ang input signal. Sa halip na gumamit ng hiwalay na mga halaga para sa aktibo at reaktibong kapangyarihan, gagawa kami ng isang parameterized na modelo at ayusin ang mga parameter na ito upang ang aktibo at reaktibong mga curve ng kapangyarihan mula sa abstract model simulation ay tumugma sa detalyadong modelo.
Susunod, makikita natin kung paano mai-tune ang abstract na modelo upang tumugma sa mga resulta ng detalyadong modelo.
Ito ang aming gawain. Mayroon kaming abstract na modelo ng isang bahagi sa isang de-koryenteng network. Kapag inilapat namin ang naturang control signal dito, ang output ay ang sumusunod na resulta para sa aktibo at reaktibong kapangyarihan.
Kapag inilapat namin ang parehong signal sa input ng isang detalyadong modelo, nakakakuha kami ng mga resultang tulad nito.
Kailangan namin ang mga resulta ng simulation ng abstract at detalyadong modelo upang maging pare-pareho upang magamit namin ang abstract na modelo upang mabilis na umulit sa modelo ng system. Upang gawin ito, awtomatiko naming isasaayos ang mga parameter ng abstract na modelo hanggang sa tumugma ang mga resulta.
Upang gawin ito, gagamitin namin ang SDO, na maaaring awtomatikong baguhin ang mga parameter hanggang sa tumugma ang mga resulta ng abstract at detalyadong mga modelo.
Upang i-configure ang mga setting na ito, susundin namin ang mga sumusunod na hakbang.
- Una, ini-import namin ang mga output ng simulation ng detalyadong modelo at piliin ang data na ito para sa pagtatantya ng parameter.
- Pagkatapos ay tutukuyin namin kung aling mga parameter ang kailangang i-configure at itakda ang mga hanay ng parameter.
- Susunod, susuriin namin ang mga parameter, kung saan inaayos ng SDO ang mga parameter hanggang sa tumugma ang mga resulta.
- Sa wakas, maaari naming gamitin ang iba pang data ng pag-input upang patunayan ang mga resulta ng pagtatantya ng parameter.
Maaari mong makabuluhang mapabilis ang proseso ng pagbuo sa pamamagitan ng pamamahagi ng mga simulation gamit ang parallel computing.
Maaari kang magpatakbo ng hiwalay na mga simulation sa iba't ibang mga core ng isang multi-core na processor o sa mga compute cluster. Kung mayroon kang gawain na nangangailangan sa iyo na magpatakbo ng maraming simulation—halimbawa, pagsusuri sa Monte Carlo, pagsasaayos ng parameter, o pagpapatakbo ng maraming cycle ng flight—maaari mong ipamahagi ang mga simulation na ito sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng mga ito sa isang lokal na multi-core na makina o cluster ng computer.
Sa maraming mga kaso, ito ay hindi mas mahirap kaysa sa pagpapalit ng para sa loop sa script na may parallel para sa loop, parfor. Maaari itong humantong sa isang makabuluhang pagpapabilis sa pagpapatakbo ng mga simulation.
Mayroon kaming modelo ng electrical network ng sasakyang panghimpapawid. Gusto naming subukan ang network na ito sa ilalim ng malawak na hanay ng mga kundisyon sa pagpapatakbo - kabilang ang mga ikot ng paglipad, pagkaantala at panahon. Gagamitin namin ang PCT upang pabilisin ang mga pagsubok na ito, ang MATLAB upang ibagay ang modelo para sa bawat pagsubok na gusto naming patakbuhin. Ipapamahagi namin ang mga simulation sa iba't ibang core ng aking computer. Makikita natin na ang mga parallel na pagsubok ay nakumpleto nang mas mabilis kaysa sa mga sunud-sunod.
Narito ang mga hakbang na kailangan nating sundin.
- Una, gagawa tayo ng pool ng mga proseso ng manggagawa, o tinatawag na MATLAB workers, gamit ang parpool command.
- Susunod, bubuo kami ng mga set ng parameter para sa bawat pagsubok na gusto naming patakbuhin.
- Patakbuhin muna namin ang mga simulation nang sunud-sunod, isa-isa.
- At pagkatapos ay ihambing ito sa pagpapatakbo ng mga simulation nang magkatulad.
Ayon sa mga resulta, ang kabuuang oras ng pagsubok sa parallel mode ay humigit-kumulang 4 na beses na mas mababa kaysa sa sequential mode. Nakita namin sa mga graph na ang pagkonsumo ng kuryente ay karaniwang nasa inaasahang antas. Ang mga nakikitang peak ay nauugnay sa iba't ibang kundisyon ng network kapag ang mga consumer ay naka-on at naka-off.
Kasama sa mga simulation ang maraming pagsubok na nagawa naming patakbuhin nang mabilis sa pamamagitan ng pamamahagi ng mga simulation sa iba't ibang mga core ng computer. Nagbigay-daan ito sa amin na suriin ang isang tunay na malawak na hanay ng mga kondisyon ng paglipad.
Ngayong nakumpleto na namin ang bahaging ito ng proseso ng pag-develop, makikita namin kung paano namin ma-automate ang paglikha ng dokumentasyon para sa bawat hakbang, kung paano namin awtomatikong mapapatakbo ang mga pagsubok at maidokumento ang mga resulta.
Ang disenyo ng system ay palaging isang umuulit na proseso. Gumagawa kami ng pagbabago sa isang proyekto, sinusubukan ang pagbabago, sinusuri ang mga resulta, pagkatapos ay gumawa ng bagong pagbabago. Ang proseso ng pagdodokumento ng mga resulta at katwiran para sa mga pagbabago ay tumatagal ng mahabang panahon. Maaari mong i-automate ang prosesong ito gamit ang SLRG.
Gamit ang SLRG, maaari mong i-automate ang pagsasagawa ng mga pagsubok at pagkatapos ay kolektahin ang mga resulta ng mga pagsubok na iyon sa anyo ng isang ulat. Maaaring kasama sa ulat ang pagsusuri ng mga resulta ng pagsubok, mga screenshot ng mga modelo at mga graph, C at MATLAB code.
Magtatapos ako sa pamamagitan ng paggunita sa mga pangunahing punto ng pagtatanghal na ito.
- Nakita namin ang maraming pagkakataon upang ibagay ang modelo upang makahanap ng balanse sa pagitan ng katapatan ng modelo at bilis ng simulation—kabilang ang mga mode ng simulation at mga antas ng abstraction ng modelo.
- Nakita namin kung paano namin mapabilis ang mga simulation gamit ang mga optimization algorithm at parallel computing.
- Sa wakas, nakita namin kung paano namin mapabilis ang proseso ng pagbuo sa pamamagitan ng pag-automate ng mga gawain sa simulation at pagsusuri sa MATLAB.
May-akda ng materyal — Mikhail Peselnik, inhinyero .
Mag-link sa webinar na ito
Pinagmulan: www.habr.com