Simscape Electrical
Моделирование электроники, мехатроники и электроэнергетических систем
ДокументацияSimscape Electrical (ранее SimPowerSystems и SimElectronics) предоставляет библиотеки компонентов для построения моделей и проведения симуляций электронных, мехатронных и электроэнергетических систем.
Он включает модели полупроводников, двигателей и компонентов для таких применений как приведение в действие с помощью электромеханики, умные сети и возобновляемая энергетика. Можно использовать эти компоненты для построения архитектуры аналоговых цепей, разработки мехатронных систем с электроприводами и анализа выработки, преобразования, передачи и потребления электроэнергии на уровне сети.
Simscape Electrical помогает в разработке системы управления и тестировании производительности на уровне системы. Можно параметризовать модели, используя переменные и выражения MATLAB, и разрабатывать системы управления электрическими системами в Simulink. Также можете интегрировать механические, гидравлические, тепловые и другие физические системы в модель, используя компоненты из семейства продуктов Simscape. Для развертывания моделей в других средах моделирования, включая системы HIL, Simscape Electrical поддерживает генерацию C-кода.
Simscape Electrical был разработан в сотрудничестве с Hydro-Québec из Монреаля.
Полупроводниковые устройства
Исследование характеристик переключения, потерь, поведения на уровне системы и тепловых эффектов.
Индивидуальные модели для ваших нужд
Выбирайте простые модели для соответствия динамическим характеристикам и достижения более высоких скоростей моделирования.
Добавляйте нелинейную модель заряда, для формирования детальных переходных процессов и прогнозирования потерь в полупроводниковых элементах. В модели можно использовать данные из документации на полупроводниковые элементы.
Используйте тепловые эффекты
Укажите как поведение устройства меняется в зависимости от температуры. Моделируйте тепловыделение внутри устройства. Соберите тепловую сеть, чтобы смоделировать теплопередачу между устройством и окружающей средой и оценить влияние на производительность.
Используйте SPICE модели
Средствами Simscape можно конвертировать нетлисты для дискретных компонентов в компоненты Simscape. Подключать модели собственных схем к тепловым сетям, мехатронным устройствам и алгоритмам управления. Для поиска паразитных эффектов создайте структуру и проведите исследование.
Моделирование силовой электроники в реальном времени в Simulink 
Модель IGBT Двигатели и привода
Проектирование систем управления и проверка влияния нелинейностей и тепловыделения на производительность системы.
Индивидуальные модели
Выбирайте простые модели, чтобы соответствовать установившемуся поведению и достичь более высоких скоростей моделирования. Добавляйте нелинейный поток и насыщение, чтобы описать подробные переходные процессы и предсказать потери. Используйте значения параметров прямо из спецификации на устройство.
Используйте тепловые эффекты
Можно указать как поведение привода будет меняться с температурой. Смоделировать выделение тепла приводом и подключить его к тепловой сети для моделирования передачи тепла от обмоток к окружающей среде, а потом наблюдать за влиянием нагрева на производительность.
Использование данных FEM моделирования
Можно импортировать данные из конечно-элементных моделей для потокосцепления. Можно подключить модель к тепловым сетям, мехатронным узлам и алгоритмам управления и проверить влияние нелинейностей на поведение модели.
Энергетические сети
Анализируйте производительность на уровне сетки в сетях с возобновляемыми источниками энергии, силовой электроникой и приводами.
Генерация электроэнергии
Моделируйте генераторы с синхронными или асинхронными машинами. Включайте нелинейные эффекты, например насыщение. Можно добавить возобновляемые источники энергии включая солнечные панели, ветрогенераторы и батареи накопителей энергии.
Передача электроэнергии
Можно построить модели линий передач и кабелей для одно и многофазных систем. Включить в них трансформаторы с нелинейными эффектами, такими как насыщение, гистерезис и изменение размеров сердечника.
Потребление электроэнергии
Можно добавить выпрямители, инверторы и конверторы различных топологий, такие как повышающий или понижающий преобразователи. Подключить электрические привода с алгоритмами управления, например FOC или прямого управления моментом.
Отказоустойчивость
Минимизация потерь, простоя оборудования и проверка работы при аварийных состояниях.
Создание надежных систем
Опишите состояния, при которых возможен отказ элемента в системе. Проведите моделирование отказа компонентов, например разрыв и короткое замыкание. Для проверки системы в аварийных ситуациях могут быть автоматически сгенерированы аварии.
Предсказание отказов
С помощью моделей можно генерировать данные об отказах для тренировки алгоритмов предсказания. Проверять алгоритмы используя данные с множеством сценариев. Сократить время простоя и затраты на оборудование проводя обслуживание в оптимальные интервалы времени.
Минимизация потерь
Вычисляйте уровни рассеиваемой мощности в электрических компонентах. Проверяйте элементы разрабатываемой схемы на работу в области допустимых значений. Анализируйте различные события и наборы тестовых сценариев в автоматическом режиме и обрабатывайте сохраненные результаты в MATLAB.
Виртуальное тестирование
Виртуальное тестирование позволяет проверить работу системы в большем количестве ситуаций чем на реальном объекте.
Больше тестовых сценариев
MATLAB можно использовать для автоматического конфигурирования модели при тестировании. Можно использовать идеальный алгоритм для переключений устройств силовой электроники, что повышает скорость симуляций. Запускать наборы тестов или вариаций параметров в параллель на компьютере или кластере.
Выбор точности моделирования
При моделировании можно выбрать режим непрерывного или дискретного времени, а также режим неподвижного вектора для анализа переходных процессов или уровней напряжения. Также можно автоматически настроить параметры для совпадения модели с измеренными данными. Для получения точных результатов при симуляции можно настроить шаг расчета и допустимые отклонения.
Автоматизация анализа
Проведение анализа потоков мощности для вычисления установившихся режимов. Можно использовать FFT для анализа качества мощности в разрабатываемых системах. Используя MATLAB автоматизировать сбор и постобработку данных после симуляции.
Развертывание моделей
Использование моделей во всем цикле разработки, включая тестирование встраиваемого управления.
Тестирование без прототипов
Для тестирования HIL можно сгенерировать C или HDL-код и использовать его в реальном железе. Для быстрого ввода в эксплуатацию можно настроить процедуру ввода на виртуальном цифровом двойнике.
Ускоренная оптимизация
Для ускорения симуляций модель можно сконвертировать в С код. Запускать моделирование параллельно на разных ядрах одного компьютера, на множестве компьютеров в кластере или в облаке.
Командная работа
Используйте передовые компоненты и возможности всего семейства продуктов Simscape, не покупая лицензию на каждый дополнительный продукт Simscape. Делитесь защищенными моделями с внешними командами, чтобы избежать раскрытия IP.
SimscapeПлатформа Simscape
Тестирование в едином окружение для выявления ошибок стыковки.
Моделирование полной системы
В единой среде можно моделировать и тестировать интеграцию электрических, механических, гидравлических, пневматических и других систем. Проблемы интеграции выявляются на ранних стадиях, а общую систему можно оптимизировать.
Моделирование того, что нужно
Используя язык Simscape можно создавать собственные элементы которые включают те эффекты которые необходимо анализировать. Можно повышать эффективность используя простые и понятные интерфейсы для параметризации элементов.
Интеграция команд разработчиков
Команды разработчиков железа и программного обеспечения могут работать вместе над созданием проекта с ранних стадий. Можно использовать симуляцию для исследования всей области задачи. Исполняемая спецификация на уровне модели обеспечивает перенос требований внутри системы.
Что такое SimscapeMATLAB и Simulink
С помощью автоматизации задач можно сократить время разработки оптимального решения.
Автоматизация любых задач
Используйте MATLAB для автоматизации любой задачи, включая сборку модели, параметризацию, тестирование, сбор данных и постобработку. Создавайте приложения для общих задач, чтобы повысить эффективность всей вашей инженерной организации
Оптимизация дизайна системы
Используя Simulink можно объединить в одну модель алгоритмы, электронику и обработку сигналов. Применив методы оптимизации найти наилучшее соотношение компонентов и их параметров для построения оптимального решения.
Сокращенный цикл разработки
Используя верификацию и валидацию можно сократить количество итераций при разработке. На всем цикле разработке можно быть уверенным что системные требования выполняются если проводить тестирование на каждом этапе разработки.
