אני
מתכבד לארח בפעם הראשונה בבלוג הזה את אסף מוזס, מהנדס אפליקציה העובד יחד עמי
בחברת סיסטמטיקס, האחראי הטכני אצלנו על תחום המידול הפיסיקלי:
ככל
שהזמן מתקדם קדימה, כך גם הטכנולוגיה המוכרת לנו מחיי היום יום הופכת להיות מורכבת
יותר מבעבר ומכילה תחומים רבים ומגוונים יותר. כיום, כאשר אנו רוצים לפתח המצאה
חדשה שתהפוך את חיינו לנוחים וקלים יותר, אנו צריכים להיות בקיאים בתחומים רבים
יותר בכדי שהרעיון שלנו יקרום עור וגידים ויתממש. וכדי לעשות זאת בהצלחה, בקלות
ובמהירות – מומלץ להשתמש בסביבה אחת עבור כל התחומים השונים.
משפחת
הכלים למידול פיסיקלי של MathWorks, המבוססים על סביבת Simscape, מאפשרת בניה מהירה של מודלים פיסיקליים
המתארים בצורה מדויקת את העולם האמיתי. סימולציה של המודלים הפיסיקליים הללו בעזרת
הכלים הנ"ל מאפשרת בחינה מהירה של ביצועי המערכת, הרבה לפני בניית אב-טיפוס. בנוסף,
ניתן לשלב כלים אלו עם מערכות נוספות בכדי ליצור סימולציה מערכתית מלאה יותר,
לדוגמא עבור סגירת חוגי בקרה על המערכות הממודלות.
 |
| מודל דינמי מורכב של זרוע רובוטית בעלת מספר דרגות חופש. המודל מכיל את מערכת הבקרה, הרכיבים האלקטרוניים ומכניקה תלת-מימדית של כלל המערכת (ניתן ללחוץ להגדלה) |
להלן
סקירה של יכולות הכלים השונים של חברת MathWorks למידול פיסיקלי:
Simscape
Simscape הינו כלי למידול
וסימולציה עבור מערכות פיסיקליות רב-תחומיות, המאפשר ליצור בצורה מהירה מודלים של
מערכות פיסיקליות בסביבת התכנות הגרפי Simulink, ולסמלץ אותם. בעזרת
הכלי, ניתן למדל מערכות כגון מנועים חשמליים, מיישרי זרם, מפעילים הידראולים,
מערכות קירור ועוד, וזאת על ידי שילוב רכיבים בסיסיים לתוך דיאגרמת בלוקים אחת.
בנוסף, Simscape עוזר לפתח מערכות בקרה ולבחון ביצועים ברמת
המערכת (System-Level). בעזרת ה- Simscape Language, ניתן ליצור רכיבים, ספריות ותחומים חדשים
המבוססים על בלוקים פיסיקליים גנריים. כמו כן, ניתן להשתמש בביטויים ופרמטרים
מסביבת ה- MATLAB ולסגור חוגי בקרה בסביבת ה- Simulink.
כפי
שנכתב לעיל, קיימים כלים מתקדמים נוספים עבור מידול פיסיקלי, כלים היושבים על גבי
פלטפורמת ה- Simscape והמספקים בלוקים
מורכבים יותר ויכולות ניתוח נוספות. כל הכלים הללו, וכמובן Simscape, מאפשרים יצירת קוד C מתוך
דיאגרמת הבלוקים במטרה לפרוס ולהריץ את המערכות הממודלות בסביבות סימולציה אחרות (HIL: hardware-in-the-loop).
למידע נוסף - לחצו פה.
Simscape
Multibody
Simscape
Multibody (ובשמו הקודם: SimMechanics) מאפשר סימולציה עבור
מערכות מכאניות בתלת-מימד כגון מערכות רובוטיות, מתלים לרכב, ציוד מכאני כבד
ומערכות תעופתיות. בעזרת הכלי ניתן למדל מערכות מורכבות באמצעות בלוקים המייצגים
חוליות, מפרקים, אילוצים, אלמנטים של כוחות/מומנטים וחיישנים. לאחר הגדרת כל
האלמנטים, ניתן ליצור הדמייה תלת-מימדית ולבחון את דינאמיקת המערכת. ניתן לשלב כלי
זה עם כלים פיסיקלים נוספים במטרה למדל את המערכת קרוב ככל האפשר למציאות. הכלי
מגדיר ומחשב את משוואות התנועה עבור מערכת מכאנית שלמה. כמו כן, הכלי מאפשר לייבא
לתוך המודל הרכבות CAD שלמות ואת המידע הרלוונטי
עבורן: מסות, אינרציות, מפרקים, אילוצים וגאומטריות תלת-מימד.
למידע נוסף - לחצו פה.
Simscape
Electronics
Simscape
Electronics (ובשמו הקודם: SimElectronics) מספק ספריות רכיבים עבור
מידול וסימולציה של מערכות אלקטרוניות ומערכות אלקטרומכאניות. הכלי כולל בלוקים
המיצגים סוגי מנועים שונים, ממירי A/D, D/A, חיישנים, מפעילים ומוליכים
למחצה (הרכיבים של המוליכים למחצה כוללים השפעות דינאמיות ולא לינאריות של
הטמפרטורה על המערכת). ניתן להשתמש ברכיבי הכלי בכדי לפתח מערכות הפעלה
אלקטרומכאניות ולבנות את התנהגות המודל במטרה להעריך ארכיטקטורות של מעגלים
אנלוגים. הכלי מאפשר שילוב של תחומים פיסיקלים נוספים כגון: מכאניקה, חשמל, מעבר
חום ועוד ממשפחת הכלים הפיסיקלים של Simscape. כמו כן, Simscape Electronics מאפשר פיתוח מערכות מורכבות כגון אלקטרוניקה
של גוף הרכב, מכאניזם של מנועי סרבו בכלים תעופתיים, מגבירי שמע ועוד.
למידע נוסף - לחצו פה.
Simscape
Driveline
Simscape
Driveline (ובשמו הקודם: SimDriveline) מספק ספריות רכיבים עבור
מידול וסימולציה של מערכות מכאניות מסוגים של סיבוב ו/או העתקה ומרכיבי רכב שונים כגון:
מנועים, צמיגים, תמסורות גירים וממירי מומנט. ניתן להשתמש בכלי זה בכדי למדל תמסורות
מכאניות מורכבות של מסוקים, ציוד תעשייתי כבד, מערכות העברת אנרגיה ועוד. בנוסף,
הכלי מאפשר לשלב מערכות פיסיקליות מתחומים מגוונים: חשמל, הידראוליקה, פנאומטיקה
ועוד ממשפחת הכלים הפיסיקלים של Simscape.
למידע נוסף - לחצו פה.
Simscape
Fluids
Simscape
Fluids (ובשמו הקודם: SimHydraulics) מספק ספריות רכיבים עבור
מידול וסימולציה של מערכות נוזלים. הכלי מכיר רכיבים המתארים משאבות הידראוליות,
שסתומים, מפעילים, צינורות ומחליפי חום. ניתן להשתמש בכלי זה עבור פיתוח מערכות
כוח הידראוליות כגון: היגון כוח, כני נסע ועוד. הכלי מאפשר גם למדל מנועי קירור,
חומרי סיכה עבור גירים ומערכות הספקת דלק. הכלי מאפשר שילוב של תחומים פיסיקלים
נוספים כגון: מכאניקה, חשמל, מעבר חום ועוד ממשפחת הכלים הפיסיקלים של Simscape.
למידע נוסף - לחצו פה.
Simscape
Power Systems
Simscape
Power Systems (ובשמו הקודם: SimPowerSystems) מספק ספריות רכיבים עבור
מידול, סימולציה וניתוח של מערכות זרם חזק (הספק). הכלי כולל מודלים של רכיבי הספק
חשמליים, מכונות תלת-פאזיות, מנועים חשמליים, רכיבים לתמסורות מערכות זרם חילופין
(FACTS) ורכיבים למידול מערכות אנרגיה מתחדשת.
בנוסף, Simscape Power Systems מאפשר לחקור את ביצועי
המערכת המתוכננת: ניתוח הרמוניות וחישוב עיוותי הרמוניות כולל (THD). הכלי מאפשר שילוב של תחומים פיסיקלים
נוספים כגון: מכאניקה, חשמל, מעבר חום ועוד ממשפחת הכלים הפיסיקלים של Simscape.
למידע נוסף - לחצו פה.
מצורף
תרשים מסכם של משפחת הכלים השונים של חברת MathWorks למידול פיסיקלי (ניתן ללחוץ להגדלה). כלים אלה הולכים ותופסים חלק משמעותי יותר ויותר בתהליכי פיתוח בארץ ובעולם, ומגרסה לגרסה נוספות להם עוד ועוד יכולות אשר מסייעות במידול נכון, מהיר וקל של העולם האמיתי.
אין תגובות:
הוסף רשומת תגובה