Как стать автором
Обновить
  • по релевантности
  • по времени
  • по рейтингу

Модельно-ориентированное проектирование – как не повторить Чернобыль

Анализ и проектирование систем *Графические оболочки *CAD/CAM *Математика *Промышленное программирование *

В продолжение темы ООП в графических языках программирования разберемся более подробно с model-based design. Что такое модельно-ориентированное проектирование (МОП), как его правильно готовить и с чем его едят.


Некоторые авторы в своих публикациях при описании модельно-ориентированного проектирования систем управления транслируют представление, что под словом «модель» подразумевается «модель системы управления». Что не есть правильно.



Почему это не верно, как делать правильно и причем здесь Чернобыль, читайте далее.
Читать дальше →
Всего голосов 13: ↑11 и ↓2 +9
Просмотры 8.1K
Комментарии 26

Модельно ориентированное проектирование. Электропривод с бесколлекторным двигателем постоянного тока

Анализ и проектирование систем *Алгоритмы *Математика *Промышленное программирование *Matlab *
В предыдущей статье про модельно ориентированное проектирование было показано, что не все методики одинаково полезны. И объясняется как делать правильно, что бы не было потом мучительно больно. Но в конце статье был поставлен вопрос, провокационный как Шарон Стоун на допросе у следователей: модельно ориентированное проектирование это конечно хорошо, но как доказать, что модель соответствует объекту? Какие ваши доказательства?


Общий ответ на данный вопрос еще готовится, но про частный зато реальный и свежий пример могу привести прямо сейчас. Оказался тут у меня в руках, как всегда случайно, текст от ведущего специалиста нашей страны по электроприводу Калачева Юрия Николаевича, автора книги Моделирование в электроприводе. Инструкция по пониманию. вместе с его любезным согласием на публикацию. Данный текст еще готовится к публикации в специализированных издания, но читатели хабра увидят его первые.

Далее под катом
Калачев Ю. Н., Ланцев В.Ю., Окулов Е.В.
Электропривод с бесколлекторным двигателем постоянного тока
(практика применения моделирования и кодогенерации в АО «Аэроэлектромаш»)

Читать дальше →
Всего голосов 14: ↑12 и ↓2 +10
Просмотры 9K
Комментарии 60

«Технология» получения уравнений динамики ТАУ. И почему System Identification is sucks, а рулит «честная физика»

Алгоритмы *CAD/CAM *Математика *SCADA *Matlab *
Tutorial
При обсуждении предыдущей статьи про модельно-ориентированное проектирование возник резонный вопрос: если мы используем данные эксперимента, а можно ли поступить еще проще, засунуть данные в System Identification и получить модель объекта, не заморачиваясь с физикой вообще? Не изучая всякие многоэтажные формулы Навье-Стокса, Бернулли и прочих Штангель циркулей с Рабиновичами? Испытали объект – получили результат.

image

Мы же представляли модель ракеты ФАУ2 в виде одной передаточной функции, можно посмотреть здесь… И, вроде, все работало. Зачем же нам нужно сначала изучать математический анализ и дифференциальные исчисления, когда есть волшебная кнопка, получающая модель из испытаний?
Читать дальше →
Всего голосов 17: ↑14 и ↓3 +11
Просмотры 5.1K
Комментарии 20

Применение MATLAB/Simulink с аппаратурой производства АО «ИнСис»

FPGA *Matlab *
Важной практической задачей является использование Matlab/Simulink с реальной аппаратурой которая позволит принять сигнал из реального мира. Это очень полезно для отладки алгоритмов. В данной работе представлена технология подключения к Simulink устройств АЦП производства АО «ИнСис». Для подключения используется DLL, которая видна в Simulink как компонент sm_adc. Для работы с аппаратурой используется отдельная консольная программа. Связь с DLL производится через разделяемую память. По данной технологии могут быть подключены любые АЦП на любых несущих модулях АО «ИнСис». В работе представлена система из генератора A7_DAC и модуля сбора FMC128E/FM412x500M.

Данная работа демонстрировалась на конференции «Технологии разработки и отладки сложных технических систем» 27-28 марта 2018 года.



Читать дальше →
Всего голосов 26: ↑26 и ↓0 +26
Просмотры 7.2K
Комментарии 15

Автоматическая проверка требований ТЗ в процессе динамического моделирования

Анализ и проектирование систем *Математика *SCADA *Matlab *Инженерные системы

Продолжая тему «Какие ваши доказательства?», посмотрим на проблему математического моделирования с другой стороны. После того как мы убедились, что модель соответствует сермяжной правде жизни, можно отвечать на основной вопрос: «а что, собственно, мы тут имеем?». Создавая модель технического объекта, мы, как правило, хотим убедиться, что этот объект будет соответствовать нашим ожиданиям. Для этого и проводятся динамические расчёты процессов и результат сравнивается с требованиями. Это и есть цифровой двойник, виртуальный прототип и прочее. модные шняги, которые на стадии проектирования решают задачу, как сделать так, чтобы мы получили то, что планировали.


Как же нам быстро убедится что наша система это именно то что мы проектируем, полетит ли или поплывет ли, наша конструкция? А если полетит то как высоко? А если поплывет, то как глубоко?


Читать дальше →
Всего голосов 3: ↑3 и ↓0 +3
Просмотры 2.3K
Комментарии 0

Блеск и нищета модельно ориентированного проектирования по авиационным стандартам DO-331

Анализ и проектирование систем *CAD/CAM *Промышленное программирование *Программирование микроконтроллеров *Matlab *
Перевод

В предыдущих статьях про модельно-ориентированное проектирование Как не повторить Чернобыль, Электропривод с бесколлекторным двигателем постоянного тока, и Создание достоверной модели, на примере авиационного теплообменника, я показал на примерах, что не все методики модельно-ориентированного проектирования (МОП) одинаково полезны.


Начиная свою инженерную деятельность в атомной отрасли, я привык, что первым этапом проектирования является создание модели объекта. Модель объекта в атомной отрасли, является обязательной частью проекта. Средства моделирования для АЭС проходят аттестацию, где экспертиза определяет их применимость для расчетного моделирования процессов АЭС. И если есть модель объекта, то модель системы управления естественно разрабатывается совместно в виде комплексной модели. Именно это и является в моем представление методом модельно-ориентированного проектирования.


По моему мнению, моделирование одной только системы управления без создания модели объекта является ущербным. Поэтому, когда вы слушаете рассказы поставщиков моделирующего софта для разработки ПО, необходимо понимать о чем идет речь: о новых передовых методиках разработки систем или о модельно-ориентированном проектировании в понимании авиационного стандарта DO-331.




Нужно помнить, что МОП в авиационных стандартах отражает устаревший и консервативный подход к модельно-ориентированной разработке ПО. И в этом подходе, даже если ваша модель – это только набор UML диаграмм, где собраны требования к ПО, это все равно будет модельно-ориентированное проектирования в терминах DO-331.


Предлагаю перевод статьи «DO-331 Model based development for engineer and manager», публикуемый мной с любезного разрешения автора Vance Hilderman (vance.hilderman@afuzion.com) Vance Hilderman www.afuzion.com


Данный текст позволит сориентироваться в основных положениях стандарта DO-331, терминах и понятиях, которые в нем используются.

Читать дальше →
Всего голосов 6: ↑6 и ↓0 +6
Просмотры 2.6K
Комментарии 0

Цифровой двойник системы кондиционирования воздуха (СКВ) самолета

Анализ и проектирование систем *CAD/CAM *Математика *Промышленное программирование *Matlab *

Продолжаем тему модельно-ориентированного проектирования. Ранее мы рассмотрели пример создания «цифрового двойника» для отдельного авиационного теплообменника. В этой статье рассматривается уже авиационная система кондиционирования воздуха и методы создания ее «цифрового двойника», в виде структурной динамической модели.



Для реального модельно-ориентированного проектирования, мы должны иметь модель объекта, на котором мы проверяем работу системы управления максимально приближенно к реальной. Основной вопрос, на который мы пытаемся ответить, каким образом обеспечить соответствие модели и реальному техническому объекту.


Далее под катом:


Рассматриваются проблемы обеспечения точности расчета и скорости вычислений при создании достоверной математической модели реальной технической системы методами структурного моделирования для цифровых двойников. Описывается опыт создания достоверной модели стенда системы кондиционирования воздуха (СКВ). Даются примеры методик достижения необходимой точности модели для разных типов агрегатов системы.

Читать дальше →
Всего голосов 3: ↑2 и ↓1 +1
Просмотры 4.3K
Комментарии 6

Проектирование на системном уровне. Часть 1. От идеи к системе

Блог компании ЦИТМ Экспонента Matlab *Инженерные системы
Tutorial
Всем привет. Я часто применяю в своей работе принципы системной инженерии и хотел бы поделиться этим подходом с сообществом.

Системная инженерия – без стандартов, а по-простому, это процесс разработки системы как достаточно абстрактных компонентов, без привязки к конкретным образцам устройств. В ходе данного процесса устанавливаются свойства компонентов системы и связи между ними. Дополнительно требуется сделать систему непротиворечивой и оптимальной, а также соответствующей требованиям. В этом туториале я покажу приемы системной инженерии на примере проектирования достаточно простой системы контроля доступа (СКУД).
Читать дальше →
Всего голосов 5: ↑4 и ↓1 +3
Просмотры 2K
Комментарии 2

Разработка электрической сети самолета с использованием модельно-ориентированного проектирования

Блог компании ЦИТМ Экспонента Математика *Matlab *Энергия и элементы питания Инженерные системы

В данной публикации представлена транскрипция вебинара «Разработка электрической сети самолета с использованием модельно-ориентированного проектирования». Вебинар проводил Михаил Песельник, инженер ЦИТМ Экспонента.)


Сегодня мы узнаем, что можно настраивать модели для оптимального баланса между достоверностью и точностью результатов симуляции и скоростью процесса симуляции. Это ключ к эффективному использованию симуляции и уверенности в том, что уровень детализации вашей модели соответствует задаче, которую вы собираетесь выполнять.


image
Читать дальше →
Всего голосов 9: ↑9 и ↓0 +9
Просмотры 1.8K
Комментарии 0

Нечеткая логика в красивых картинках. Поверхности отклика для разных функций принадлежности

Анализ и проектирование систем *Алгоритмы *Математика *Промышленное программирование *Matlab *
Tutorial

Продолжаем изучать нечеткую логику вместе с книгой Гостева В.И. «Нечеткие регуляторы в системах автоматического управления».


Следующая задача, разобранная автором, – это синтез цифровых нечетких регуляторов с переключением на два режима работы в системе управления температурой газа двухроторного газотурбинного двигателя (ГТД).

Пытаясь разобраться с этой задачей, я решил посмотреть, как функции принадлежности и их параметры влияют на работу регуляторов. И не смог пройти мимо такого красивого объекта из мира нечетких регуляторов, как поверхность отклика, – 3D-график зависимости выхода нечеткого регулятора от двух входов в регулятор.



Как оказалось, это затягивающее занятие (построение поверхности отклика) доставляет не просто эстетическое удовольствие, а еще раз доказывает на практике известное философское утверждение «красота спасет мир».


Поэтому разбор очередной задачи из книги Гостева В.И. у меня распался на две части:


  1. Анализ влияния параметров функции принадлежности для фазификации входных переменных на работу регулятора на базе нечеткой логики.
  2. Непосредственное решение задачи.

Далее, под катом, первая часть.
Внимание! Для тех, кто впервые касается темы нечеткого регулирования, рекомендую начать вот с этой статьи: Простой регулятор на базе нечеткой логики. Создание и настройка
Читать дальше →
Всего голосов 10: ↑9 и ↓1 +8
Просмотры 7.8K
Комментарии 2

Проектирование на системном уровне. Часть 2. Детализация архитектуры

Блог компании ЦИТМ Экспонента Matlab *
Tutorial
В первой части туториала я получил архитектуру системы контроля доступа. Достигнутый результат уже имеет практическую пользу, но недостаточен, так как сейчас архитектура не учитывает форматы и типы данных и природу компонентов. В этой части туториала я покажу, как проектировать потоки данных в системе и работать с компонентами различной природы.
Читать дальше →
Рейтинг 0
Просмотры 1.3K
Комментарии 0

Нечеткая логика и конечные автоматы против ПИД-регулятора. Избиение младенцев продолжается

Анализ и проектирование систем *Алгоритмы *CAD/CAM *Промышленное программирование *Matlab *
Tutorial

Продолжаем изучать нечеткую логику по книге Гостева В.И «Нечеткие регуляторы в системах автоматического управления». После того, как мы насладились прекрасными видами поверхностей отклика, перейдем непосредственно к решению очередной задачи из книги Гостева В.И «Нечеткие регуляторы в системах автоматического управления».


Этот текст является продолжением предыдущих публикаций:


  1. Простой регулятор на базе нечеткой логики. Создание и настройка.
  2. Нечеткая логика в красивых картинках. Поверхности отклика для разных функций принадлежности.
  3. Создание регулятора на базе нечеткой логики с многоканальной настройкой.
  4. Простая нечеткая логика слеплена «из того что было» для газотурбинного двигателя.
  5. Нечеткая логика против ПИД. Скрещиваем ежа и ужа. Авиадвигатель и алгоритмы управления АЭС.


Тем, кто незнаком с нечеткой логикой рекомендую сначала ознакомиться с первым текстом, после этого, все что изложено ниже будет просто и понятно.


Сразу должен предупредить, у меня получился очередной пост унижения традиционного ПИД-регулятора со стороны нечеткой логики. Это не потому, что я специально старался. Должен ответственно заявить, что в исходной книге нет сравнения качества управления ПИД и Fuzzy. Все сравнения я выполнял сам, по собственной воле, в трезвом уме и ясной памяти. И, да, мне не платили наймиты мировой буржуазии, распространяющие нечеткую логику, как продажную девку империализма.


Возможно, задачи в книге специально подобраны так, что нечеткие регуляторы подходят лучше для управления, чем классический ПИД.


Далее под катом – ПИД-регулятор, нечёткая логика и конечные автоматы для управления газотурбинным двухроторным двигателем (ГТД). Тем, кто впервые планирует познакомиться с работой нечеткой логики, рекомендую начать со статьи «Простой регулятор на базе нечеткой логики. Создание и настройка»

Читать дальше →
Всего голосов 34: ↑33 и ↓1 +32
Просмотры 15K
Комментарии 82

Проектирование на системном уровне. Часть 3: связь System Composer и тулчейна MathWorks

Блог компании ЦИТМ Экспонента Matlab *
Tutorial
В первых двух частях туториала мы рассматривали построение архитектуры системы и проектирование на системном уровне и заодно посмотрели на System Composer. Сама по себе архитектура системы — это отлично, но надо сделать так, чтобы она была связана с разработанной системой. Отсутствие такой связи в традиционных инструментах использующих SysML или UML, кстати, и послужила причиной создания System Composer. Дело в том, что многие компании уже используют для разработки парадигму модельно-ориентированного проектирования (МОП), и им приходилось использовать сторонние инструменты для системной инженерии, что было неудобно. System Composer был создан, чтобы устранить этот разрыв. В этой заключительной части туториала я покажу, как использовать System Composer совместно с тулчейном MathWorks для модельно-ориентированного проектирования.
Читать дальше →
Всего голосов 5: ↑5 и ↓0 +5
Просмотры 730
Комментарии 4

Вызов разделяемых библиотек из Simulink

Блог компании ЦИТМ Экспонента Программирование *Алгоритмы *C *Matlab *
Перевод
Привет, Хабр!
Представляю вашему вниманию перевод статьи моего коллеги Михаила, посвященной методам вызова разделяемых библиотек в Simulink. Зачем она была создана вообще? Дело в том, что у многих компаний уже есть множество легаси-моделей, которые хотелось бы переиспользовать и нам часто задают вопросы «А как мне легаси интегрировать в Simulink? А если мое легаси в виде DLL?» Поэтому-то и была написана оригинальная статья.
Под катом рассматривается несколько способов по вызову разделяемых библиотек в Simulink.

Все изменения в код внесены с разрешения Михаила и сделаны, чтобы не перегружать статью.

Читать дальше →
Всего голосов 3: ↑3 и ↓0 +3
Просмотры 929
Комментарии 0

2. Математическое описание систем автоматического управления

Анализ и проектирование систем *Алгоритмы *CAD/CAM *Математика *Matlab *
Tutorial

Публикую первую часть второй главы лекций по теории автоматического управления.
В данной статье рассматриваются:


2.1. Получение уравнений динамики системы. Статическая характеристика. Уравнение динамики САУ (САР) в отклонениях
2.2. Линеаризация уравнений динамики САУ (САР)
2.3. Классический способ решения уравнений динамики


Лекции по курсу «Управление Техническими Системами», читает Козлов Олег Степанович на кафедре «Ядерные реакторы и энергетические установки», факультета «Энергомашиностроения» МГТУ им. Н.Э. Баумана. За что ему огромная благодарность.


Данные лекции только готовятся к публикации в виде книги, а поскольку здесь есть специалисты по ТАУ, студенты и просто интересующиеся предметом, то любая критика приветствуется.


Первая часть: «Введение в теорию автоматического управления. Основные понятия теории управления техническим системами»



Читать дальше →
Всего голосов 9: ↑6 и ↓3 +3
Просмотры 12K
Комментарии 6

Модельно-ориентированное проектирование. Построение активного выпрямителя (на основе математической модели)

Анализ и проектирование систем *Алгоритмы *Математика *Программирование микроконтроллеров *Matlab *
Tutorial

Продолжение цикла статей про модельно ориентированное проектирование. В предыдущих сериях:


В этой серии, авторы Ю. Н. Калачев и А.Г. Александров, представляют математическую модель активного выпрямителя в среде структурного моделирования.


Читать дальше →
Всего голосов 7: ↑7 и ↓0 +7
Просмотры 5.2K
Комментарии 8

Настройка ПИД-регуляторов: так ли страшен чёрт, как его малюют? Часть 1. Одноконтурная система

Блог компании ЦИТМ Экспонента Алгоритмы *Matlab *Инженерные системы
Tutorial


Эта статья открывает цикл статей, посвященных автоматизированным способам настройки ПИД-регуляторов в среде Simulink. Сегодня разберемся, как работать с приложением PID Tuner.

Читать дальше →
Всего голосов 6: ↑5 и ↓1 +4
Просмотры 12K
Комментарии 2

Настройка ПИД-регуляторов: так ли страшен чёрт, как его малюют? Часть 2. Двухконтурная система. Control System Tuner

Блог компании ЦИТМ Экспонента Matlab *
Tutorial


При реализации системы управления положением объекта часто применяют двухконтурную структуру, включающую в себя два регулятора: положения нагрузки и скорости исполнительного устройства. В таком случае возникает необходимость одновременной настройки обоих регуляторов. Данная задача может быть решена с использованием инструмента Control System Tuner.

Читать дальше →
Всего голосов 4: ↑2 и ↓2 0
Просмотры 1.9K
Комментарии 0

Настройка ПИД-регуляторов: так ли страшен черт, как его малюют? Часть 3. Response Optimizer

Блог компании ЦИТМ Экспонента Matlab *
Tutorial


В данной статье рассмотрим процесс настройки регулятора нелинейной модели электропривода с помощью инструмента Response Optimizer.

Читать дальше →
Всего голосов 7: ↑6 и ↓1 +5
Просмотры 1.9K
Комментарии 1

Настройка ПИД-регуляторов: так ли страшен черт, как его малюют? Часть 4. Frequency Response Based PID Tuner

Блог компании ЦИТМ Экспонента Matlab *
Tutorial


Среда Simulink предоставляет возможность исследования нелинеаризуемых систем и настройки их регуляторов с помощью метода гармонического анализа. Одним из инструментов, использующих данный метод, является Frequency Response Based PID Tuner.

Читать дальше →
Всего голосов 4: ↑3 и ↓1 +2
Просмотры 2.2K
Комментарии 4