Simscape

Modele y simule sistemas físicos multidominio

 

Simscape™ permite crear rápidamente modelos de sistemas físicos dentro del entorno de Simulink®. Con Simscape, se pueden crear modelos de componentes físicos basados en conexiones físicas que se integran directamente con diagramas de bloques y otros paradigmas de modelado. Es posible modelar sistemas como motores eléctricos, rectificadores de puente, actuadores hidráulicos y sistemas de refrigeración mediante el ensamblaje de los componentes fundamentales en un esquema. Los productos complementarios de Simscape proporcionan capacidades de análisis y componentes más complejos.

Simscape ayuda a desarrollar sistemas de control y a probar el rendimiento a nivel de sistema. Puede crear modelos de componentes personalizados con el lenguaje basado en MATLAB® de Simscape, que permite la creación basada en texto de componentes, dominios y librerías de modelado físico. Puede parametrizar sus modelos mediante variables y expresiones de MATLAB, así como diseñar sistemas de control para su sistema físico en Simulink. Para desplegar sus modelos en otros entornos de simulación, como sistemas de tipo hardware-in-the-loop (HIL), Simscape soporta la generación de código C.

Cómo empezar:

Esquemas multidominio

Ensamblaje rápido de modelos que abarcan múltiples dominios.

Creación de modelos precisos con rapidez

Ensamble un esquema de su sistema con líneas que representan conexiones físicas (acausales). Las ecuaciones para la red de componentes mecánicos, eléctricos, hidráulicos y de otros tipos se derivan automáticamente.

Amortiguador de masa expresado como un diagrama de bloques y un esquema.

Uso compartido de modelos intuitivos

Los modelos de Simscape son fáciles de entender e interpretar, ya que cada uno de los modelos se ajusta a la estructura física del sistema. Se pueden ver claramente todos los sistemas del modelo y cómo están conectados entre sí.

Esquema multidominio con componentes mecánicos, fluidos y térmicos.

Reutilización de modelos en otros proyectos

La interfaz modular de los componentes de Simscape permite utilizarlos en nuevos diseños sin trabajo adicional. Su librería de modelos personalizados se puede reutilizar en muchos proyectos específicos de aplicaciones.

Un componente de convertidor Buck CC-CC reutilizable que alimenta una red de 12 V.

Librerías exhaustivas

Obtenga inspiración de miles de componentes que abarcan numerosos dominios físicos y niveles de fidelidad.

Miles de modelos de componentes

Las librerías de Simscape incluyen elementos básicos, como resistencias, resortes y válvulas, así como componentes más complejos, como accionamientos eléctricos, transmisiones e intercambiadores de calor. Los modelos de ejemplo muestran cómo combinarlos para ampliar las librerías.

Librería Foundation de Simscape con componentes de diversos dominios.

Cobertura de numerosos dominios físicos

Las librerías de Simscape incluyen modelos de más de 10 dominios físicos, como mecánico, eléctrico y fluidos de dos fases. Puede seleccionar el dominio que incluya los efectos físicos necesarios para su aplicación. Los modelos de ejemplo muestran cómo adaptar los dominios a las nuevas tecnologías.

Dominios físicos soportados por Simscape, incluidos dominios personalizados.

Variantes abstractas y detalladas

Los bloques de Simscape permiten tener en cuenta o ignorar los efectos físicos, como la fricción, las pérdidas eléctricas o los comportamientos dependientes de la temperatura. Es posible ajustar el nivel de fidelidad del modelo para capturar la cantidad justa de detalles para el análisis que se desea realizar.

Ajuste de la fidelidad del modelo.

Lenguaje de modelado intuitivo

Cree componentes que se ajusten al comportamiento de su sistema.

Definición de ecuaciones algebraicas diferenciales y ecuaciones diferenciales ordinarias

Especifique el comportamiento de los componentes físicos utilizando ecuaciones diferenciales y restricciones algebraicas en un lenguaje de modelado basado en ecuaciones. Defina ecuaciones implícitas para que sus modelos personalizados se integren con componentes de las librerías de Simscape. La sintaxis está basada en MATLAB, por lo que es fácil de aprender.

Ecuaciones para un ultracapacitor implementadas en el lenguaje de Simscape.

Combinación de variables continuas y eventos discretos

Especifique el comportamiento físico exacto mediante variables continuas y el comportamiento abstracto mediante eventos discretos. Por ejemplo, utilice un modelo detallado para capturar las pérdidas eléctricas durante un evento de conmutación en un dispositivo electrónico de potencia, o un modelo abstracto para ver el efecto de muchos eventos en el rendimiento a nivel de sistema.

Modelo de conmutador con ecuaciones continuas y basadas en eventos.

Reutilización de componentes y subclases

Agilice el mantenimiento de sus modelos personalizados mediante la importación de clases a una nueva definición de componente textual y el ensamblaje de un nuevo componente dentro de ese archivo. Para garantizar interfaces coherentes, puede definir subclases y heredarlas en otros componentes.

Los componentes se reutilizan y se conectan en un archivo en lenguaje de Simscape.

Simulación eficiente

Utilice simulaciones de modelos físicos en una amplia gama de tareas de ingeniería.

Simplificación automática de ecuaciones

Simscape formula automáticamente las ecuaciones para todo su sistema físico. Después de analizar su esquema, Simscape utiliza la manipulación simbólica y la reducción de índices para identificar la formulación matemática que mejor representa su sistema.

Modelo de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que la parte de alta presión del ciclo funciona en la región de los fluidos supercríticos.

Solver especializado de ecuaciones algebraicas diferenciales

Simscape puede utilizar los solvers de Simulink e incluye tecnología de solver diseñada para simular ecuaciones algebraicas diferenciales. Simscape sugiere qué solver y ajustes debe utilizar en función del contenido de su modelo, y es posible cambiar esos ajustes para equilibrar el tradeoff entre la precisión y la velocidad de simulación.

Opciones de solver Simscape, incluido un solver diseñado para simular ecuaciones algebraicas diferenciales.

Simulación en tiempo real

Simscape utiliza tecnología de simulación especializada para la simulación en tiempo real. Puede limitar el esfuerzo de cálculo por paso de tiempo según sea necesario para lograr un rendimiento en tiempo real. Simscape se puede emplear para pruebas HIL, simuladores de entrenamiento y otras situaciones que requieren una ejecución sincronizada con un sistema en tiempo real.

Ajustes para la simulación en tiempo real de modelos de Simscape.

Análisis minucioso

Explore y mejore rápidamente el rendimiento de su diseño.

Exploración de los resultados de simulación

Explore rápidamente los resultados de simulación de su modelo de Simscape, incluidos los valores de las variables y la sincronización de los eventos. Navegue directamente desde los gráficos de resultados hasta el modelo (incluidos los bloques y las ecuaciones individuales) para investigar las causas de los comportamientos que observa.

Simscape Results Explorer para explorar los resultados de simulación de los modelos de Simscape.

Medición de la complejidad de los modelos

Identifique las partes de su modelo que requieren un uso intensivo de cálculo mediante Simscape Statistics Viewer. Evalúe la complejidad utilizando cantidades tales como variables, ecuaciones que pueden desencadenar eventos y restricciones. Determine qué cambios mejorarán el rendimiento del modelo durante la simulación.

Simscape Statistics Viewer mostrando las variables retenidas y eliminadas durante la formulación de la ecuación.

Optimización del rendimiento de la simulación

Identifique las causas de las simulaciones lentas mediante Simulink Solver Profiler. Los gráficos y las tablas muestran el comportamiento del solver durante la simulación para ayudar a identificar los ajustes del modelo y el solver que pueden acelerar la simulación.

Despliegue de modelos

Utilice modelos en todo el proceso de desarrollo, incluidas las pruebas de los controladores embebidos.

Realice pruebas sin prototipos físicos

Convierta su modelo de Simscape en código C para probar los algoritmos de control embebidos mediante pruebas hardware-in-the-loop en dSPACE®, Speedgoat, OPAL-RT y otros sistemas en tiempo real. Realice la puesta en servicio virtual mediante la configuración de pruebas con un gemelo digital de su sistema de producción.

Aceleración de la optimización con simulaciones paralelas

Convierta su modelo de Simscape en código C para acelerar las simulaciones. Ejecute pruebas en paralelo desplegando las simulaciones en varios núcleos de un único equipo, en varios equipos de un cluster de cálculo o en la nube.

Una trayectoria de robot optimizada para un consumo mínimo de energía mediante el cálculo paralelo.

Colabore con otros equipos

Ajuste y simule modelos que incluyen componentes y capacidades avanzados de toda la familia de productos Simscape sin adquirir una licencia para cada producto complementario de Simscape. Comparta modelos protegidos con equipos externos para evitar exponer su propiedad intelectual.

Los modelos que utilizan productos complementarios de Simscape se pueden compartir con personas que no han comprado esos productos.

Familia de productos de Simscape

Realice pruebas en un único entorno de simulación para identificar problemas de integración.

Modele todo su sistema

Añada soporte para la simulación mecánica 3D, redes eléctricas trifásicas y otras capacidades gracias a los productos complementarios de Simscape: Simscape Multibody, Simscape Electrical, Simscape Driveline y Simscape Fluids. Realice análisis específicos de dominio y empiece con ejemplos de aplicaciones específicas.

Familia de productos de Simscape con productos de plataforma y complementarios.

Importación de modelos y datos

Importe ensamblajes desde software CAD, listas de conexiones desde SPICE, propiedades de fluidos desde bases de datos de fluidos y modelos de orden reducido desde software de elementos finitos. Cree un modelo preciso a nivel de sistema que incluya los datos más recientes de los diseñadores de hardware.

Es posible importar a Simscape datos y modelos de muchas herramientas de dominios específicos.

Reúna a los equipos de diseño

Permita que los programadores de software y los diseñadores de hardware colaboren de manera temprana en el proceso de diseño con una especificación ejecutable de todo el sistema. Utilice la simulación para explorar todo el espacio de diseño.

La lógica de control coordina un brazo robótico y dos cintas transportadoras para transportar y reorientar los paquetes.

MATLAB y Simulink

Optimice los diseños con más rapidez automatizando las tareas realizadas en el modelo del sistema al completo.

Automatice cualquier tarea con MATLAB

Utilice MATLAB para automatizar tareas de todo tipo, tales como ensamblaje de modelos, parametrización, pruebas, adquisición de datos y posprocesamiento. Cree apps para tareas habituales para aumentar la eficiencia de toda su organización de ingeniería.

Animación que muestra el uso de los comandos de MATLAB para construir un circuito RC.

Optimización de diseños de sistemas

Utilice Simulink para integrar los algoritmos de control, el diseño de hardware y el procesamiento de señales en un único entorno. Aplique algoritmos de optimización para identificar el mejor diseño global para su sistema.

Reducción de los ciclos de desarrollo

Reduzca el número de iteraciones de diseño mediante herramientas de verificación y validación para garantizar que los requisitos sean completos y coherentes. Garantice que se cumplen los requisitos a nivel de sistema mediante su verificación continua durante todo el ciclo de desarrollo.

Funcionalidades más recientes

Función sscnewfile

Utilice plantillas de archivos de Simscape para crear componentes, dominios o funciones personalizados.

Ecuaciones iniciales

Especifique ecuaciones para su ejecución durante la inicialización del modelo únicamente.

Bloque Connection Label

Reduzca la aglomeración en diagramas mediante el uso de conexiones virtuales entre puertos de ahorro.

Parámetros en tiempo de ejecución para los bloques Gas, Moist Air, Thermal Liquid y Two-Phase Fluid

Modifique los valores de parámetros sin necesidad de regenerar el código C.

Visibilidad de puertos condicionales para los bloques Gas, Moist Air y Thermal Liquid

Exponga los puertos adicionales en variantes de bloque.

Opción de medición adicional para el bloque Thermodynamic Properties Sensor (MA)

Mida las propiedades termodinámicas de acuerdo con una unidad de masa de aire seco.

Visualización de propiedades de fluidos de dos fases

Represente de forma gráfica datos del dominio de fluidos de dos fases.

Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas funcionalidades y las funciones correspondientes.

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