חידושים בבקרה ומידול פיסיקלי בגרסת R2016b

לפני כשלושה חודשים שוחררה גרסת ה-MATLAB השנייה לשנה זו, R2016b. הגרסה החדשה כוללת הרבה שיפורים ויכולות חדשות ל-MATLAB ולכלים המשלימים אותו, ובפרט – לכלים מעולם הבקרה והמידול הפיסיקלי. במסגרת סדרת הפוסטים העוסקים בחידושים בגרסת R2016b (לחצו לפוסט הקודם בסדרה), מובאת להלן סקירה בנושאים שבכותרת, אשר נכתבה על ידי אסף מוזס, מהנדס אפליקציה בחברת סיסטמטיקס. למעוניינים בסקירה בנושא משפחת הכלים למידול פיסיקלי, שפורסמה פה בעבר על ידי אסף, לחצו פה.

מידול פיסיקלי

Simscape

•          Gas Domain - מידול מערכות גז ברמות דיוק שונות

•          PS Lookup Table (4D) - חישוב שיערוך פונק' מרובות משתנים f = f(x1,x2,x3,x4)
וקבלת פלטים פיסיקליים

•          יצירת קוד משופרת (C / C++), מורחבת ומודולרית יותר

•          קישוריות משופרת בין עץ התוצאות לבין בלוקים במודל

•          Simscape Language - התניית קטעי קוד, הוספת אופרטורים מ-MATLAB לעריכת רכיבים, הכרזת פונקציות בקוד הרכיבים

Simscape Multibody

•          מצלמה דינאמית למעקב אחר אובייקטים במהלך הסימולציה

•          יצירת קבצי וידאו בפורמטים שונים ושליטה בקצב וגודל המסגרות משורת הקוד (smwritevideo) או מכלי ממשק גרפי יעודי

•         עידכון והרחבת סוגי היחידות הפיסיקליות הנתמכות

Simscape Driveline

•          השפעות תרמיות המתפתחות במצמד ומערכת הבלמים

•          מקורות סינוסאידלים ורעשים פיסיקליים בעלי התפלגות נורמאלית - כוחות, מומנטים, מהירויות והעתקה

•          מידול כשלים מכאנים ברכיבי ריסון מסוגי סיבוב / העתקה

•          מצמד מבוקר לוגית - הפעלה / השבתה של המצמד ע"י אותות לוגיים

Simscape Fluids

•          ספריית  Hydraulic Pump and Motor- שיפור החישובים הנומרים למעבר בין משטרי העבודה השונים (forward / reverse)

•          התיחסות ליעילות והפסדים נפחיים / מכאניים עבור משאבות ומנועים הידראולים
(תזוזה קבועה / משתנה)

•          ממשק TL-IL - חיבור בין רשת מידול נוזלים תרמיים (thermal liquid) לבין רשת מידול הידראולית (isothermal liquid)

Simscape Electronics

•          בלוק MOSFET - מידול מדויק יותר באזורי עבודה של מתח הסף

•          מידול טרנזיסטורים LDMOS/VDMOS - מתאים למערכות מתח גבוה

•          מידול מעבר חום עבור בטריות ומדידת השינויים הפנימיים

•          מנועי סרבו - שימוש בטבלאות נצילות וטיפול בכשלים

Simscape Power Systems

•          שינויים תרמיים - מידול הפסדים כתוצאה מהולכה ופעולות מיתוג

•          מידול קבל-על בעל יכולות טעינה / פריקה מהירות

•          ספריית בקרה המכילה רכיבי PWM תלת פאזיים (2-3 שלבים)

בקרה

Control System Toolbox

•          כוונון מערכות בקרה לתחום חרוט, עפ"י גבולות קבועים או גבולות התלויים בתדר

•          כוונון בקרה משופר עבור מערכות פסיביות

•          הגדרת הימנעות קטבים ואפסים מלהגיע לאינסוף (MaxRadius)

•          שיערוך מצבים עבור מערכות לא לינאריות באמצעות אובייקטי Kalman Filter מורחבים

Simulink Control Design Toolbox

•          גזירת קבוצת נקודות - שינוי פרמטרי המודל וחישוב מספר נקודות עבודה בתהליך מואץ (compilation)

•          תהליך יצירת מערכות LPV (Linear Parameter-Varying) משופר, חישוב היסטים עבור נקודות עבודה מרובות תוך התחשבות בקלטים, פלטים, מצבים ונגזרותיהם

•          יצירת מערך אובייקטים עבור מפרטי נקודות עבודה

Robust Control Toolbox

•          חישוב חוסן היציבות של מערכת הבקרה כתלות בתדר

•          פונקציות משופרות לחישוב הערך הסינגולרי (Miu) וזיהוי שיאים קריטיים היכולים להשפיע על אזורי היציבות – קבלת גבולות יציבות מדויקים יותר

Model Predictive Control Toolbox

•          בלוק  Multiple Explicit MPC Controllers - מידול בקר מסוג Explicit MPC בעל הגברים מתוזמנים (עבור כל נקודת עבודה), עבור כל הגדרת תת-בקר מסוג זה יהיה שימוש ב- Lookup Table מתאימה

•          MPC Designer App - שיערוך אוטומטי של זמן הדגימה וייבוא מודלים אשר נוצרו ע"י ה- System Identification (המרה אוטומטית)

System Identification Toolbox

•           Standalone Application - פריסה של הכנת הנתונים ושיערוך המודל באמצעות
ה- MATLAB Compiler

•          זיהוי פונק' תמסורת עפ"י נתונים במישור התדר, בצורה מהירה ומדויקת יותר

•          פונקציות משופרות עבור ניבוי התגובה והשגיאות

•          טיפול בהשהיות במהלך שיערוך המודל הלינארי (במישור הזמן)