基于模型的校准工具箱

基于模型的校准工具箱

建模和校准复杂的动力系统

开始:

设计和管理测试

设计一个适合您的分析需求的测试计划

设计和管理测试

实验设计

基于模型的校准工具箱™使您能够根据实验设计设计测试计划,这种方法只允许您执行确定系统响应形状所需的测试,从而节省测试时间。该工具箱提供了一系列经过验证的实验设计,包括空间填充设计,优化设计和经典设计。

定义填充空间的设计,并使用“设计编辑器”研究设计的属性。

定义填充空间的设计,并使用“设计编辑器”研究设计的属性。

测试策略

基于模型的校准工具箱集成了实验设计与三种广泛使用的测试策略:单阶段,两阶段和逐点。每个测试策略都有适当的测试计划和模型类型。

为所选的模型类型分配局部/全局变量。

为所选的模型类型分配局部/全局变量。

系统包络建模

获取数据和对引擎建模必须考虑到可以进行物理测试的系统操作区域。基于模型的校准工具箱允许您向实验设计添加约束,并创建描述测试和模拟的可行区域的边界模型。支持的边界模型类型包括凸包,它提供包含所有数据点的最小凸集。

使用边界编辑器定义和可视化可行的测试区域和相关的测试条件。

使用边界编辑器定义和可视化可行的测试区域和相关的测试条件。

数据分析和响应建模

分析和可视化您的测试数据,然后拟合响应面模型

数据分析和响应建模

数据预处理

基于模型的校准工具箱提供了分析数据并将其转换为适合建模的形式的工具。使用Data Editor,您可以执行各种预处理操作,包括过滤以删除不需要的数据、向文档发现添加测试注释、转换或缩放原始数据、分组测试数据以及将测试数据与实验设计匹配。

使用“数据编辑器”选择测试的一个子集,并以不同格式查看数据:2D图、3D图和表格。

使用“数据编辑器”选择测试的一个子集,并以不同格式查看数据:2D图、3D图和表格。

模型与数据拟合

MBC模型拟合应用程序提供了拟合和验证系统模型的交互式工具。有许多类型的模型可用,使您能够创建准确表示数据的统计模型。您可以选择高斯过程模型、径向基函数、多项式、样条和用户定义的非线性模型。该应用程序可以简单地比较多个不同的模型,因此您可以获得对最终模型拟合的信心。

使用MBC模型装配应用程序来适合和评估火花点火发动机的不同型号。

使用MBC模型装配应用程序来适合和评估火花点火发动机的不同型号。

生成最佳校准

定义控制目标并校准查找表

生成最佳校准

优化发动机性能

基于模型的校准工具箱中的MBC优化应用程序可以为控制发动机功能的查找表生成最佳校准,如火花点火、燃油喷射和进排气阀正时。这些特性的校准通常涉及发动机性能、经济性、可靠性和排放之间的权衡。您可以:

  • 在相互竞争的设计目标之间进行权衡
  • 执行多目标、约束优化
  • 根据典型的驱动周期执行加权优化
  • 输出校准到ETAS INCA和ATI VISION
马自达的SKYACTIVE-D发动机。

马自达的SKYACTIVE-D发动机。

优化牵引电机性能

牵引电动机在汽车电气化中起着核心作用。当应用于电机控制校准时,MBC帮助电机控制工程师实现最佳转矩和弱磁场控制,并在整个转矩和速度范围内最大限度地提高电机效率。您可以:

  • 在不同的扭矩和速度工作点装配磁链面
  • 拟合基于id/iq电流和速度的电机铁芯损耗模型
  • 使用直流母线电压和磁通表生成转矩速度包络
  • 生成id/iq磁场削弱控制查找表,最大限度地提高电动机效率。
永磁电动机的磁体和绕组

牵引电动机定子及绕组

多模式系统优化

复杂的校准问题可能需要针对表的不同区域进行不同的优化。表填充向导使您能够根据多个优化的结果增量地填充表,通过现有的表值提供平滑插值。您还可以组合许多表示不同操作模式下的系统响应的模型,其目标是为所有模式填充一个表,或者为每种模式填充一个表。

多种工作模式

使用MBC优化应用程序为多种工作模式的发动机产生最佳校准

校准估计器特征

控制器软件通常包括用于估计生产中难以测量或成本过高的状态的功能,如发动机扭矩或空气增压。使用MBC优化应用程序,您可以用图形化描述估计器的特征动态仿真模块®框图,填充这些特征的查找表,然后将估计器与由测量数据制成的经验模型进行比较。

为估计发动机扭矩的子系统校准、填充和验证特征表的过程。

为估计发动机扭矩的子系统校准、填充和验证特征表的过程。

在Simulink中执行模拟

将统计模型导出到Simulink或将其用于硬件在环(HIL)测试。

在Simulink中执行模拟

植物建模与优化

使用工具箱中开发的统计模型来捕获现实世界中难以使用传统数学和物理建模建模的复杂物理现象。例如,您可以将扭矩、燃油消耗和发动机排放的模型导出到Simulink,并执行动力系统匹配、燃油经济性、性能和排放模拟。然后,统计代理可以替换Simulink中长时间运行的子系统,以加快仿真时间。

参考应用程序从动力总成Blockset。

参考应用程序从动力总成Blockset。

半实物测试

导出到Simulink的基于模型的校准工具箱模型可与硬件一起用于实时仿真,为传感器和执行器束提供快速、准确的工厂模型仿真。由于在工具箱中开发模型利用了一个有条不紊的过程,您可以减少与当前HIL工厂模型开发技术相关的瓶颈,从而更早地验证算法设计。

完成快速山羊机架设置。该设置用于自动测试拖拉机控制器的硬件在环试验台。

完成快速山羊机架设置。该设置用于自动测试拖拉机控制器的硬件在环试验台。

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