Simscape Driveline
Моделирование и моделирование вращательных и поступательных механических систем.
Документация
Simscape Driveline (ранее SimDriveline) предоставляет библиотеки компонентов для моделирования и симуляции вращательных и поступательных механических систем. Инструмент содержит модели червячных передач, ходовых винтов и компонентов транспортных средств, таких как двигатели, шины, трансмиссии и гидротрансформаторы. Эти компоненты используются для моделирования передачи механической мощности в трансмиссиях вертолетов, промышленного оборудования, автомобилей и других машин. Электрические, гидравлические, пневматические и другие физические системы интегрируются в системную модель с использованием компонентов из семейства продуктов Simscape.
Simscape Driveline помогает разрабатывать системы управления и тестировать производительность на уровне системы. С помощью языка Simscape, основанного на MATLAB, создаются пользовательские текстовые компоненты, домены и библиотеки физического моделирования. Модели могут быть параметризованы, используя переменные и выражения MATLAB. Системы управления для физических систем разрабатываются в Simulink. Simscape Driveline поддерживает генерацию C-кода для развертывания моделей в других средах моделирования, включая системы HIL-тестирования.
Моделирование силовых агрегатов транспортных средств
Модели гибридных, чисто электрических и обычных силовых агрегатов для легковых, внедорожных и нестандартных транспортных средств.
Оценка архитектуры
Быстрое создание моделей силовых агрегатов для сравнения их производительности с требованиями к системе. Батареи, трансмиссии, двигатели и солнечные панели интегрируются и комбинируются для тестирования гибридных систем. Достигается автоматизация тестирования в любых условиях.
Размеры компонентов
Объем двигателя, передаточные числа, размер двигателя и емкость аккумулятора могут быть изменены, для оценки производительности на уровне транспортного средства. Моделируются потери и учитываются тепловые эффекты. Это помогает найти оптимальный набор компонентов для максимальной экономии топлива и энергоэффективности.
Проектирование алгоритмов управления
Логика для управления переходами режимов в гибридных силовых агрегатах и выбора передач в коробке передач моделируется с помощью Stateflow. Выполняется анализ устойчивости и робастности контроллеров двигателя, мотора и актуаторов. Разработка алгоритмов антиблокировочной и рекуперативной тормозной системы.
FMTC оптимизирует гибридную гидростатическую трансмиссию с помощью Simscape (англ.)
Двухрежимная гибридная передача Трансмиссии транспортных средств
Типовые или пользовательские, нестандартные конструкции для оценки производительности системы и разработки систем управления коробкой передач.
Создание пользовательских моделей передачи
Моделирование коробок передач с любой комбинацией передаточных чисел, сцеплений и источников питания. Учет эффектов нелинейностей и деградации поведения компонентов. Переключение между подробным и абстрактным вариантами моделей для ускорения тестирования.
Учет тепловых эффектов
Указывается температурно-зависимое поведение зубчатых колес, сцеплений и других компонентов. Осуществляется подключение к тепловой сети для моделирования теплообмена между компонентами и окружающей средой. Выполняется оценка влияния температуры на производительность компонентов и системы.
Оценка потерь
Указываются зависящие от нагрузки, геометрии и температуры потери в зубчатых передачах. Оптимизируйте свой дизайн, чтобы минимизировать влияние сетки и вязких потерь на производительность на уровне системы.
Промышленное оборудование
Использование пользовательских моделей для определения нагрузок и проектирования систем управления для промышленного оборудования.
Уточнение требований
Выполнение динамических и статических испытаний для проверки ожидаемых механических нагрузок в широком диапазоне сценариев. Определение требований к крутящему моменту, скорости и времени цикла для приводов и механизмов. Сопоставление системных требований отдельным компонентам.
Создание пользовательских моделей
Создание нестандартных моделей механизмов с шестернями, ремнями, сцеплениями, тормозами, двигателями и другими компонентами. Пользовательские компоненты моделируются с использованием языка Simscape, основанном на MATLAB. Доступно добавление нелинейных эффектов или упрощение моделей для запуска симуляций в реальном времени.
Анализ вибраций
Добавление торсионной и поперечной гибкости к валам в моделях. Вибрации могут быть получены от источников на основе угла поворота коленчатого вала и источников шума. Анализ влияния вибраций осуществляется с помощью MATLAB, что позволяет разработать систему управления, служащую для компенсации этих эффектов.
Анализ отказоустойчивости
Минимизация потерь, время простоя оборудования и затрат путем моделирования неисправностей.
Создание надежных систем
Компоненты имеют критерии выхода из строя, включая время, нагрузку или температурные условия. Это позволяет моделировать деградацию компонентов, например, износ зубья шестерней или повышенное трение. Модели автоматически настраиваются для эффективной проверки на предмет неисправности.
Предсказательное обслуживание
Генерация данных для обучения алгоритмов предсказательного обслуживания. Алгоритмы проверяются с использованием виртуального тестирования по распространенным и редким сценариям. В итоге, время простоя и затраты на оборудование сокращаются за счет проведения обслуживания только с правильными интервалами.
Минимизация потерь
Расчет мощности, рассеиваемой механическими компонентами. Выполняются проверки того, что компоненты работают в безопасных диапазонах. Также автоматически выполняются симуляции определенных событий и наборов тестовых сценариев с последующей обработкой результатов в MATLAB.
Виртуальное тестирование
Проверка поведения системы в условиях, которые не могут быть легко протестированы с помощью аппаратных прототипов.
Расширение сценариев тестирования
Настройка модели для тестирования осуществляется с помощью MATLAB с помощью выбора вариантов, определения условий окружающей среды и подготовки плана экспериментов. Высокая скорость симуляций систем с сцеплениями достигается за счет применения разделяемого решателя. Наборы тестов или перебор параметров осуществляется параллельно на многоядерном процессоре или вычислительном кластере.
Точное предсказание поведения
Моделирование поведения зубчатых колес и сцепления с использованием линейных уравнений, нелинейных уравнений и основанной на событиях логики. Автоматическая настройка параметров в соответствии с измеренными данными. Автоматический контроль размера шага симуляции и допусков в Simulink для обеспечения точных результатов моделирования.
Автоматизация анализа
Для оценки эффективности системы осуществляется тестирование на протяжении многих циклов движения. БПФ рассчитывается для анализа вибраций в смоделированном механизме. MATLAB используется для автоматизации запуска симуляций и последующей обработки результатов.
Развертывание моделей
Модели используются на протяжении всего процесса разработки, включая тестирование встраиваемых контроллеров.
Тестирование без аппаратных прототипов
Модели Simscape Driveline транслируются в C-код, для тестирования алгоритмов управления в режиме HIL на dSPACE, Speedgoat, OPAL-RT и других системах реального времени. Тесты могут быть запущены с использованием цифрового двойника производственной системы.
Ускорение оптимизации
Для ускорения симуляций моделей Simscape Driveline из моделей генерируется С-код. Тесты могут быть запущены в пакетном режиме на нескольких ядрах на одном компьютере или на нескольких узлах в вычислительном кластере или в облаке.
Командная разработка
Модели, использующие расширенные компоненты и возможности из всего семейства продуктов Simscape, могут быть открыты и запущены без приобретения лицензии для каждого дополнительного продукта Simscape. Предусмотрен механизм обмена защищенными моделями с внешними командами, чтобы избежать раскрытия интеллектуальной собственности.
Платформа Simscape
Тестирование в единой среде моделирования для выявления проблем интеграции.
Создание модели всей системы
Simscape позволяет выполнить проверку интеграции электрических, магнитных, тепловых, механических, гидравлических, пневматических и других систем в единой среде. Это позволяет выявить проблемы интеграции и провести оптимизацию производительности на уровне системы на ранних стадиях разработки.
Настройка моделей для удовлетворения потребностей конкретного проекта
Пользовательские компоненты определяются с помощью языка Simscape,основанном на MATLAB. Данные компоненты могут обладать любой необходимой точностью. Эффективность разработки может быть повышена за счет создания переиспользуемых параметризованных сборок с модульными интерфейсами.
Улучшение межкомандного взаимодействия
Simscape позволяет программистам и разработчикам оборудования сотрудничать на ранних этапах процесса проектирования с использованием исполняемой спецификации всей системы. Симуляции выполняются, чтобы исследовать поведение всего разрабатываемого устройства.
Что такое Simscape ?(2:15) (англ.)MATLAB и Simulink
Ускорение оптимизации проекта за счет автоматизации задач, выполняемых на всей системной модели.
Автоматизация любой задачи с помощью MATLAB
MATLAB применяется для автоматизации любой задачи, включая сборку модели, параметризацию, тестирование, сбор данных и их последующую обработку. Для общих задач создаются пользовательские приложения, что повышает эффективность всей инженерной организации.
Оптимизация системы
Simulink применяется для интеграции алгоритмов управления, проектирования оборудования и обработки сигналов в единой среде. Алгоритмы оптимизации применяются для нахождения наилучшей реализации системы.
Сокращение цикла разработки
Количество итераций проектирования сокращается при использовании инструментов верификации и валидации. Обеспечивается полнота и согласованность требований. Удовлетворение требованиям системного уровня выполняется за счет постоянной валидации и верификации на протяжении всего цикла разработки.
Simulink
