Modelado de sistemas térmicos
Durante el modelado de aplicaciones hidráulicas en sistemas de control de automoción, aeroespaciales e industriales, es fundamental tener en cuenta la termodinámica del sistema. La gestión térmica es una aplicación obvia en la que el flujo de calor desempeña un papel principal, pero existen muchas más. Aspectos clave, tales como comportamiento de los componentes y eficiencia del sistema, a menudo dependen de que los efectos térmicos se tengan en cuenta adecuadamente. La capacidad de incluir los efectos térmicos en un modelo físico de sistemas resulta fundamental para analizar el rendimiento, optimizar los diseños de los componentes y predecir la fiabilidad.
Con su larga trayectoria en el sector y experiencia en MATLAB y Simulink, MathWorks Consulting Services proporciona capacitación, explica y colabora en el desarrollo de su sistema de modelado físico, desde personalización de librerías hasta simulación en el nivel de sistema, diseño de control, generación de código embebido, realización de pruebas de hardware-in-the-loop y despliegue en tiempo real.
Aceleración del desarrollo de proyectos
MathWorks Consulting Services enseña prácticas recomendadas para establecer un entorno de diseño basado en modelos que satisfaga las necesidades de modelado presentes y futuras de su organización. Ayudamos a establecer una representación adecuada de todos los flujos y pérdidas de calor, y una aproximación suficiente de las propiedades de dependencia de la temperatura del fluido. Explicamos técnicas para automatizar la estimación de parámetros utilizando algoritmos de optimización avanzados, que suponen un gran ahorro de tiempo durante el prototipado de productos y la verificación continua.
Dificultad en determinar la estructura adecuada para un modelo con datos incompletos
Normalmente, las propiedades y parámetros que definen el comportamiento de un modelo se determinan a medida que el modelo evoluciona. Estas propiedades y parámetros pueden derivar de fichas técnicas, especificaciones de ingeniería, pruebas de simulación de laboratorio o primeros principios, pero generalmente es una combinación y, a menudo, los datos están incompletos. La fidelidad del modelo depende de la integridad de los datos, y los datos dependen de la información obtenida del modelo. Esta interdependencia entre la estructura y los parámetros del modelo requiere aplicar conocimientos de ingeniería para estructurar correctamente el modelo de modo que refleje la etapa actual de desarrollo. El equipo de consultoría de MathWorks comprende las dependencias del comportamiento de los componentes respecto de las temperaturas del fluido, y puede ayudar a determinar la estructura adecuada para el modelo y explicar cómo incorporar los datos disponibles a las propiedades del fluido y otros parámetros del modelo.
Importancia de la fidelidad del modelo frente a la velocidad de simulación
Desarrollar modelos de alto rendimiento no consiste solo en incorporar fichas técnicas de proveedores y datos experimentales. La configuración de solvers es un elemento fundamental para los sistemas hidráulicos, que son inherentemente rígidos y requieren cálculos numéricos intensivos. El servicio de consultoría de MathWorks asiste en la optimización del rendimiento de solvers y demuestra de manera sistemática cómo encontrar un equilibrio entre fidelidad del modelo y velocidad de simulación, que es fundamental para operaciones en tiempo real, e importante para sistemas físicos más grandes y complejos.
Creación de modelos y simulaciones que representen con precisión el comportamiento de sistemas del mundo real
El grupo de consultoría de MathWorks explica cómo crear un conjunto de bloques personalizados que capturen con precisión el comportamiento de bombas, válvulas o intercambiadores de calor. A menudo, para que la simulación de un sistema sea realista es necesario integrar múltiples dominios físicos. Dos ejemplos de esto son las aplicaciones de flujo mixto, en las que el fluido puede variar entre el estado 100% líquido y 100% gaseoso, o las aplicaciones multicomponente, tales como el transporte de materiales a granel. En estos escenarios, el personal de consultoría de MathWorks ayuda a desarrollar una librería de bloques personalizados y adecuados para sus aplicaciones. Este tipo de trabajo proporciona una sólida librería base sobre la que aplicar experiencia adquirida internamente para un conjunto amplio de componentes de librería personalizados.
MathWorks Consulting Services colabora con empresas para realizar las siguientes tareas:
- Seleccionar y lograr el nivel de precisión deseado para un modelo de sistema multidominio
- Incorporar propiedades de fluidos térmicas precisas en los modelos
- Automatizar la estimación de parámetros
- Aplicar el diseño basado en modelos al desarrollo de sistemas de control y reducir el esfuerzo invertido en desarrollo y el plazo de comercialización
- Desarrollar competencias internamente a través de sesiones de capacitación consolidadas y transferencia de conocimiento
