Fiziksel tabanlı bileşenlerden bazıları Modelica diline dayanmaktadır ve bu yazının amacı, Altair Activate‘deki Modelica yaklaşımının modelleme yeteneklerini genişletmek için özelleştirilmiş bileşenin parametrelerini değiştirmek ve eklemek için “Modelica Custom Component” nin nasıl kullanılacağını ele almaktır.

Problem Açıklaması:

Fiziksel tabanlı bileşenlerin temel avantajlarından biri modellemede zaman tasarrufu sağlamasıdır. Ancak, Standart Kütüphanedeki (MSL) tüm Modelica bileşenleri sabit parametrelerle çalışır. Örnek olarak: Dirençler Ohm Yasasına göre çalışır (U = R.i); Damperler kuvvet denklemine göre çalışır (F = c.x’), vb.

Aşağıdaki ekran görüntüsü, MSL bileşenlerini kullanan bir Direnç-İndüktör (RL) örneğidir:

Daha eksiksiz ve yüksek duyarlıklı modeller düşünüldüğünde, bir sistem modelleme ortamında fiziksel tabanlı bileşenleri özelleştirme ve parametrize etme yeteneğine sahip olmak faydalı olacaktır.

Yukarıdaki örnekte (burada ele alınacaktır) kullanıcılar farklı sıcaklıklara bağlı olarak değişken bir direnci keşfedebilir ve bu “Modelica Custom Component” bloğu (MoCustomBlock) kullanılarak mümkündür.

Altair Activate ile çözüm

Modelica Custom Component (MoCustomComponent) üç farklı bölümden oluşmaktadır:

– Ports: İsimler ve blok tarafları ile ilgili Portları tanımlar
– Parameters: Modelin Altair Activate (Başlatma/Bağlam) içinde tanımlanan parametrelerini ayarlar
– SimFunction: Modelica dilinde Parametreleri, Uzantıları, Denklemleri ve Başlangıç Denklemlerini tanımlayan komut dosyası.

Kullanıcılar bloğu kullanarak bir bileşeni modellemeye iki yaklaşımla başlayabilir:

• Sıfırdan: Bağlantı noktalarının adlarını tanımlama, parametreler ekleme ve SimFunction bölümlerinde komut dosyası yazma.
• Bir bileşenin kapasitesini genişletmek gerektiğinde halihazırda mevcut olan bir bileşenin kaynak kodunu yeniden kullanmak (önerilen yaklaşım ).

Kolaylaştırılmış iş akışı, kaynak kodu SimFunction bölümüne kopyalayıp yapıştırmak ve ardından aşağıda gösterildiği gibi her bölümde (Portlar/Parametreler/SimFunction) istenen değişiklikleri/eklemeleri yapmaktır:

Yukarıdaki kurulum ile nihai devre aşağıdaki gibi olacaktır:

Altair Activate kullanım seçenekleri

Ücretsiz Altair Activate Personal Edition içeriği: (İNDİRİN)
– Kütüphane Yöneticisi ve 1D sinyal tabanlı modelleme dahil Altair Activate çekirdek ürünü.
– Karmaşık sistemlerin bileşen odaklı modellenmesi için Modelica standart kütüphaneleri.
– Fonksiyonel Maket Arayüzü (FMI) içe aktarma desteği.
– Simulink’ten modelleri içe aktarma ve yürütme yeteneği.

Altair Activate Business Edition (Personal Edition versiyonundaki tüm özelliklere ek olarak): (İNDİRİN)

– Elektrik sistemlerini modellemek için S-Parametreleri ve HyperSpice özel bloğu (elektromanyetik için Altair Feko arayüzü dahil)
– Ortak simülasyon için Altair Simülasyon yazılımları arayüzü (örn. Altair MotionSolve, Altair Flux, vb.)
– Functional Mock-up (FMI) dışa aktarma desteği
– Ticari Kütüphaneler
– Teknik Destek

Ücretsiz Öğrenci Versiyonu –>https://altairuniversity.com/free-altair-student-edition/

Ücretsiz e-kitap –> Altair Activate ile Sistem Modelleme ve Kontrol Sistemlerinin Temelleri (İNDİRİN)

Sorularınızı iletişim formunu kullanarak iletebilirsiniz.

The post Altair Activate’de Modelica kullanarak fiziksel tabanlı özel bileşenler oluşturmak appeared first on Blog.

Dinamik sistem modelleme ile ilgilenenler için, bu yazıda sayısal araçların kullanılmasının onları çözmek için ne kadar yararlı olabileceğini gösteren üç farklı yaklaşım gösterilecektir. Bu yöntemleri göstermek için otomotiv dünyasında bilinen bir model olan çeyrek taşıt modeli kullanılacak ve tüm çözümleri tek bir platformda birleştirmenin mümkün olduğu gösterilecektir. Yaklaşımlar şunlardır:

1-) Sinyal tabanlı diyagram (Altair Activate)
2-) Fiziksel tabanlı diyagram (Altair Activate)
3-) 3D mekanik sistem modelleme (Altair MotionSolve)

Dinamik bir sistemi modellemenin başlangıç noktası, sistemi oluşturan cisimlerin davranışını (yer değiştirme, hız, ivme) anlamaktır. Modeli tanımlamak için genellikle serbestlik derecelerini (atalet ve eylemsizlik eksenlerinden) inceleriz. Sistem parçaları ve bağlantı parçaları (rijit, yaylar, damperler) sistemi birbirinden ayırmak ve her birinin ayrı ayrı modellenmesini kolaylaştırmak için izole edilmiştir, daha sonra tüm sistemi temsil etmek için birbirine bağlanacaktır.

Bu, sistemin nasıl çalıştığını ve diferansiyel denklemlerle (doğrusal veya doğrusal olmayan) nasıl temsil edileceğini anlamak için bir mühendis için çok önemli bir görevdir. Bu denklemler, kullanılacak yaklaşımdan bağımsız olarak sistem modellemesinin çekirdeğini oluşturacaktır.

Çeyrek Taşıt modelinin dinamiği

Çeyrek taşıt sistemi, iki cismin olduğu iki serbestlik dereceli bir sistemdir: Yaylı (araba) ve Yaysız (süspansiyon, tekerlek, lastik) kütle. Basitleştirilmiş bir model olmasına rağmen, (fiziksel bir modelde temsili olmayan) her şeyi rijit olarak kabul etmemek için sistemlerin rijitliği ve sönümü kullanılır. Böylece yol ile süspansiyon arasında, lastiğin ve tekerleğin sertliği ve sönümlemesi, süspansiyon ile otomobil arasında ise yay ve amortisörün sertliği ve sönümü dikkate alınır.

Modeli doğrulamak için bilinen bazı parametreler kullanılmıştır. Aktif aktüatörler olmadan pasif bir sistem kullanılan aşağıdaki şekil detayları göstermektedir:

Sistemin diferansiyel denklemlerinin olduğu yerde (serbest cisim diyagramı ile elde edilir):

Her bir serbestlik derecesinin başlangıç koşullarının sıfır olacağı ve yol yer değiştirmesi olduğunda girdinin Zq olacağı iki ikinci mertebeden denklem vardır. Pratik amaçlar için bir Adım Girişi (Step Input) kullanılmıştır, bu yazının amacı, sistemi farklı yaklaşımlar kullanarak modellemenin ve çözmenin mümkün olduğunu göstermektir. Bu nedenle temelde her yaklaşım, ortamından bağımsız olarak (0D, 1D veya 3D), istenen değişkenimiz olan Zs‘yi (arabanın yer değiştirmesi) elde etmek için yukarıdaki diferansiyel denklemleri çözecektir, bu sürücüye ve yolculara konfor sağlamak için daha da geliştirilebilir.

1-) Sinyal tabanlı diyagram (Altair Activate)

1D sinyal tabanlı bir ortamda modellemek için kullanılan strateji, denklemleri eklemek ve sonunda en yüksek dereceli değişkeni elde etmek için terimlere bölmektir (bu durumda yaylı ve yaysız kütlenin yer değiştirmesi). Unutulmamalıdır ki, aralarında bağımlı değişkenler bulunduğundan, onları ayrıştırarak çözmenin bir yolu yoktur. Ancak modelleme için bu, yapılması en kolay yöntemdir.

Zaten en yüksek dereceli değişkeni elde etmek için genellikle en büyük toplamlarla başlanır ve bunları değişkenin kendisini oluşturan döngülerde kullanılır. Bu biraz soyut bir yöntemdir, ancak bir blok diyagramda önceki denklemleri oluşturmak için hesaplanacak değişkeni kullanmalısınız. Çeyrek taşıt sisteminin Altair Activate yazılımında oluşturulan blok şeması aşağıda gösterilmiştir (her değişkenin ekseni ve sinyallerinin serbest gövde diyagramınıza bağlı olduğunu unutmayınız):

Elbette bir durum-uzay bloğu kullanabilir, bu seçenekle birlikte basit bir 0D script dosyası kullanarak çözebilirsiniz veya script dosyasında daha derine inmek istiyorsanız, ode45 fonksiyonunu, yani Runge-Kutta yöntemini kullanabilirsiniz. Ancak 1D sinyal tabanlı bu tür sistem düşüncesini modellemenin daha normal yolunu göstermek için basit bloklar kullanarak geliştirilmiştir.

2-) Fiziksel tabanlı blok diyagramı (Altair Activate)

Modelica, karmaşık sistemlerin fiziksel tabanlı modellemesi için, nesne yönelimli, çoklu alanlı (multi-domain) bir modelleme dilidir. Kullanıcılar, matematiksel modeli temsil eden basit blokları kullanarak fiziksel sistemleri temsil edebilir, bu şekilde bloklar doğrudan bağlanabilir ve özellikleri kolayca ayarlanabilir. Uygulanan birkaç blok vardır: Mekanik, elektrik, hidrolik, termal, kontrol vb.

Günümüzde Modelica, Altair Activate ile entegre edilmiştir, bu nedenle hibrit bir model (sinyal tabanlı ve fiziksel tabanlı bloklar) sadece basit bir “dönüştürücü (converter)” bloğu (aşağıda giriş ve çıkış blokları arasında temsil edilmektedir) kullanılarak uygulanabilir.

Modellemesi gerçekten çok basit ve bizim sadece gerçek fiziksel model bileşenleri üzerinde düşünmemiz gerekiyor. Yukarıdaki şekilde görülebileceği gibi, bu, Modelin arkasındaki Quarter car – Dynamics‘te bulunan ilk şeklin tam olarak yatay temsilidir, sadece yer değiştirme girdisini ve ölçümü temsil eden bazı bloklar ekleyerek ( bu bizim istenen değişkenimizdir, denklem tarafından Zs).

3-) 3D Mekanik Sistem Modelleme (Altair MotionSolve)

3D mekanik sistemin modellemesi (Altar MotionSolve), parçalar, yaylar, damperler, girişler ve çıkışların dahil edilmesi gerektiği anlamında Modelica ortamındaki modellemeye çok benzer. Ancak sistemin doğru çalışabilmesi için bazı unsurların eklenmesi ve kurulumların yapılması gerektiği unutulmamalıdır.

3D modellemede kurulum anlamında büyük bir özgürlük vardır, yani her bileşen başlangıçta 6 serbestlik derecesine sahiptir. Bu anlamda, bileşenlere doğru çalışma serbestlik derecelerini sağlamak için bazı kısıtlamalar (mafsallar) eklenmelidir.

Sonuçlar

Tüm sistemler kendi platformlarında modellendikten sonra Altair Activate kullanılarak entegre edilebilirler. Aşağıdaki video bunu göstermektedir.

Beklendiği gibi, üç sonucun tümü (Zs – araba yer değiştirmesi) temelde aynıdır, yazının başında önerilen, farklı yaklaşımlar kullanarak dinamik bir sistemi modellemek ve çözmek olan şeyi yerine getirir.

Ücretsiz – Altair Activate & Altair MotionSolve öğrenci versiyonu –> İNDİRİN

Kurumsal kullanıcılar için süre kısıtlamalı İNDİRİN– Altair Activate & Altair MotionSolve

Ücretsiz E-kitap (97 sayfa) : Altair Activate ile Sistem Modelleme ve Kontrol Sistemlerinin Temelleri –> İNDİRİN

The post Çok disiplinli yaklaşımla çeyrek taşıt modelinin modellenmesi appeared first on Blog.

Bu örnekte, transfer fonksiyonu elde edilen “m” kütleli ve “b” sönümlenme katsayısına sahip aracın sistemi solidThinking Activate yazılımıyla modellenmiştir. Transfer fonksiyonundaki “u”, yol ile lastikler arasındaki kuvveti temsil eder. Basitleştirilerek moddellenen sistem için, kuvvet doğrudan kontrol edilebilecektir yani kuvveti oluşturan güç aktarma organları, lastikler vs. ihmal edilmektir.

Ayarlanan hıza eriştikten sonra modelin istenen hızda ve kararlı olması istenmektedir. PI kontrol sistemiyle birlikte tasarlanan modelimizde ayrıca, bozucu giriş işaretiyle farklı ortamlar da simüle edilmiştir ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Modellenen aracın 30 saniyede gideceği farklı koşullardaki yollar aşağıdaki gibi tasarlanmıştır.

solidThinking Activate yazılımına satın alma ve kiralama seçenekleriyle sahip olabilir, HyperWorks lisansına sahipseniz ücretsiz olarak kullanabilirsiniz.

The post Hız Sabitleyici (Cruise Control) Sistemin Bir Boyutlu (1D) Tasarımı ve Simülasyonu appeared first on Blog.

– Sürekli zamanlı ve ayrık zamanlı sistem modelleri için gelişmiş modelleme ortamı ve güçlü çözücü imkanı
– Sinyal tabanlı ve fizik tabanlı komponentlerin kullanımı: Activate yazılımının fizik tabanlı modelleme ortamı, Maplesoft tarafından geliştirilen Modelica Motoru ve yeni Modelica blok kütüphanesiyle daha da güçlenmiştir. (Modelica Standart Library 3.2.1.)
– Gelişmiş blok kütüphanesi
– MotionSolve gibi mekanik sistem simülasyonu (MBD) yazılımlarıyla eş zamanlı (co-simulation) çözüm imkanı
– Kütüphane Yönetimi
– Implicit ve explicit blokların birlikte kullanımı kolaylaştırılmıştır. Activate biribirine bağlı implicit ve explicit bloklar arasına otomatik olarak “interface” bloğu yerleştirerek olası hataları engellemektedir.
– Sinyal tabanlı ve fizik tabanlı bloklar arasında iletişimi sağlayan “FromModelica” ve “toModelica” blokları Activate blok kütüphanesine eklenmiştir.
– Matris işlemlerini kolaylaştıran “VectorScalar” ve “ScalarVector” blokları Activate kütüphanesine eklenmiştir.

Detaylı bilgi ve uygulama örnekleri için solidThinking Activate eğitim videoları ve dökümanları içeren özel eğitim sayfasını ziyaret edebilirsiniz.
http://learn.solidthinking.com/activate-videos/

The post solidThinking Activate 2016.3 appeared first on Blog.