COMSOL LiveLink for Simulink 6.3
DESCRIPCIÓN
Cosimulaciones, modelado de orden reducido (ROM) y diseño y simulación de control
LiveLink™ para Simulink® conecta COMSOL® al entorno de simulación Simulink®, disponible como complemento del entorno de cálculo técnico MATLAB®. El uso de esta funcionalidad, puede realizar cosimulación de modelos de COMSOL® y diagramas de Simulink®. Cualquier modelo de COMSOL, dependiente del tiempo o estático, se puede utilizar para cosimulación.
Además de la cosimulación, se pueden exportar representaciones de espacio de estados de orden reducido de modelos de COMSOL Multiphysics®. Estas facilitan el diseño de sistemas de control y la simulación utilizando MATLAB® en combinación con Simulink® o Control System Toolbox™.
Con el enfoque de cosimulación, los resolvedores de COMSOL Multiphysics® se utilizan para integrar en el tiempo modelos dinámicos o resolver modelos estáticos. Esto significa que los grandes modelos que pueden ser resueltos por los resolvedores de COMSOL Multiphysics® pueden utilizarse en cosimulaciones. Puede utilizarse LiveLink™ for Simulink® para el diseño de sistemas de control que involucren cualquier modelo COMSOL Multiphysics® usando cualquier combinación de física y ecuaciones.
SECTORES
Control de temperatura de una batería
LiveLink™ for Simulink® es de gran utilidad para la simulación de controladores de temperatura, como se muestra en el modelo de ejemplo llamado para la simulación de control de temperatura, como se demuestra en el modelo de ejemplo llamado "Battery Pack Discharge Control with Thermal Analysis". La gestión térmica es importante en el modelado de baterías. La cosimulación calcula la distribución de temperatura en una paquete de baterías durante la descarga. El paquete se modela en COMSOL® y el módulo Battery Design Module. Esta configuración particular de paquete de baterías es común en dispositivos portátiles como patinetes, juguetes, drones y equipos médicos. La corriente eléctrica del modelo 3D de la batería se controla en Simulink ® para asegurar una potencia constante durante su uso.
Control de carga de la batería
Puede realizarse el control de la carga y descarga de una batería de iones de litio en una cosimulación Simulink® y COMSOL Multiphysics®, como se muestra en el ejemplo llamado "1D Lithium-Ion Battery Model Charge Control". Los controladores de carga son útiles para mejorar la vida útil de la batería, ya que evitan la sobrecarga y la posible sobretensión. Este modelo combina una simulación electroquímica detallada, utilizando COMSOL® y el módulo Battery Design Module, con un sistema de control implementado en Simulink®. El sistema de control ajusta la corriente eléctrica durante la carga de la batería para evitar sobretensiones. La corriente eléctrica también se controla durante la descarga para garantizar una potencia constante.
Control de dinámica multicuerpo
Pueden controlarse los modelos de cuerpos rígidos o flexibles de COMSOL Multiphysics® desde Simulink®. Esto se muestra en el ejemplo "Control of an Inverted Pendulum" modelado con Multibody Dynamics Module. En este ejemplo, se utiliza un controlador PID para controlar la posición base de un péndulo invertido para mantener estable su posición vertical. Se aplica una fuerza de equilibrio externa en la posición base dependiendo del ángulo del péndulo para evitar que caiga. Además, la posición del péndulo está restringida dentro de un rango específico.
Control de un freno magnético
Puede realizarse una cosimulación con LiveLink™ for Simulink® incluso si el modelo de COMSOL Multiphysics ® es estático. Esto se muestra en el ejemplo "Magnetic Brake". Un freno magnético en su forma más simple consta de un disco de material conductor y un imán permanente. El imán genera un campo magnético constante en el que gira el disco. Cuando un conductor se mueve en un campo magnético, induce corrientes y las fuerzas de Lorentz de las corrientes ralentizan el disco. En este modelo, creado con el módulo AC/DC, la velocidad angular se calcula en Simulink® basándose en el par inducido y el momento de inercia del disco. El par inducido se calcula en COMSOL Multiphysics® como un estudio estático electromagnético 3D. En este ejemplo, Simulink® se utiliza como un integrador de tiempo, en lugar de COMSOL Multiphysics®, e integra la aceleración angular para calcular la velocidad angular.
Actuación MEMS
LiveLink™ for Simulink® posibilita la cosimulación multifísica mediante el uso de COMSOL Multiphysics® y cualquiera de sus módulo complementarios. Esto se ilustra con el ejemplo denominado "On/Off Control of a Thermal Actuator". El modelo consta de un actuador térmico de dos brazos calientes fabricado en polisilicio. El actuador se activa mediante expansión térmica. El incremento de temperatura necesario para deformar los dos brazos calientes, y así desplazar el actuador, se obtiene mediante calentamiento Joule. La mayor expansión de los brazos calientes, en comparación con el brazo frío único, provoca una flexión del actuador y el modelo ejemplifica una combinación multifísica de tres tipos de física: corrientes eléctricas, transferencia de calor y mecánica estructural. La corriente aplicada se controla de modo que la deflexión del actuador no supere un valor dado. El controlador de encendido/apagado está implementado en Simulink®.
Téngase en cuenta que LiveLink ™ for Simulink® no está soportado con Application Builder, COMSOL Compiler™ o COMSOL Server™.
Simulink, Control System Toolbox y MATLAB son marcas comerciales o marcas comerciales registradas de The MathWorks, Inc.
VERSIONES
6.2
NOVEDADES
Bloque para modelos de orden reducido
La versión 6.2 proporciona un nuevo bloque que facilita trabajar con modelos espacio-estado de orden reducido. En nuevo bloque espacio-estado de orden reducido tiene tres entradas y una salida. Minimiza la complejidad de utilizar modelos de orden reducido en Simulink® requiriendo únicamente que el usuario escriba el nombre de la variable de los datos espacio-estado que son exportados desde mphreduction. Esta nueva funcionalidad permite al usuario ahorrar tiempo de configuración y modificación de sus modelos espacio-estado de orden reducido a la vez que se mantienen los cálculos necesarios.
Un ejemplo que muestra el uso del bloque de espacio-estados de orden reducido en un diagrama de Simulink®. El bloque tiene tres entradas y una salida.
Simulink es una marca registrada de The MathWorks, Inc.
6.1
NOVEDADES
La versión 6.1 proporciona un rendimiento y una estabilidad mejorados para la cosimulación y la visualización de unidades para el bloque COMSOL Cosimulation.
Cosimulaciones más rápidas
El bloque COMSOL Cosimulation permite la simulación de modelos de COMSOL completos dentro de un diagrama de Simulink. El bloque de cosimulación se ha actualizado con una tecnología mejorada que es más robusta y corre más rápida que en versiones anteriores.
El modelo tutorial de control de carga del modelo de batería de iones de litio 1D se utiliza para mostrar la cosimulación de un modelo de batería de litio dentro de un diagrama de Simulink.
Soporte de unidades para el bloque COMSOL Cosimulation
Para los bloques COMSOL Cosimulation, ahora es posible mostrar unidades para entradas, salidas y parámetros del bloque. Las unidades mostradas pueden ayudar a garantizar que se utilicen las unidades correctas para las entradas y los parámetros de bloque. Las salidas del bloque COMSOL Cosimulatin se convierten a las unidades mostradas, que pueden se especificadas al configuarar la cosimulación.
El modelo tutorial de control de encendido/apagado de un actuador térmico se utiliza para demostrar cómo un modelo de actuador de COMSOL® se integra en un diagrama de Simulink. El actuador se activa al establecer una diferencia de voltaje (entrada) que impulsa una corriente que, a su vez, provoca el calentamiento Joule y la subsiguiente expansión térmica del actuador, que se utiliza como mecanismo de activación. El desplazamiento y la temperatura máxima de la estructura son salidas del modelo COMSOL.
COMSOL Multiphysics 6.3