Simscape Driveline

Modele y simule sistemas mecánicos rotacionales y traslacionales

 

Simscape Driveline™ (anteriormente SimDriveline™) proporciona librerías de componentes para modelar y simular sistemas mecánicos rotacionales y traslacionales. Incluye modelos de tornillos sin fin, husillos y componentes de vehículos tales como motores, neumáticos, transmisiones y convertidores de par. Puede utilizar estos componentes para modelar la transmisión de energía mecánica en transmisiones de helicópteros, maquinaria industrial, transmisiones de automóviles y otras aplicaciones. Puede integrar sistemas eléctricos, hidráulicos, neumáticos y otros tipos de sistemas físicos en su modelo mediante los componentes de la familia de productos Simscape™.

Simscape Driveline le ayuda a desarrollar sistemas de control y a probar el rendimiento en el nivel del 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 implementar sus modelos en otros entornos de simulación, tales como sistemas de tipo hardware-in-the-loop (HIL), Simscape Driveline soporta la generación de código C.

Transmisiones de vehículos

Modele transmisiones híbridas, eléctricas puras y convencionales para vehículos de pasajeros, todoterreno y personalizados.

Evalúe las arquitecturas

Ensamble rápidamente modelos de sistemas de transmisión y compare el rendimiento con los requisitos del sistema. Integre baterías, transmisiones, motores y células solares para probar diseños híbridos. Automatice las pruebas del ciclo de conducción para todo tipo de condiciones.

Transmisión híbrida con dos modos con tres juegos de engranajes planetarios y cuatro embragues.

Dimensione los componentes

Varíe la cilindrada del motor, las relaciones de los engranajes, el tamaño del motor eléctrico y la capacidad de las baterías para evaluar el rendimiento en el nivel del vehículo. Incluya las pérdidas y tenga en cuenta los efectos térmicos. Identifique un conjunto óptimo de componentes para maximizar el ahorro de combustible y la eficiencia energética.

Modelo de un vehículo con tracción en las cuatro ruedas con diferenciales de deslizamiento abierto y limitado.

Diseñe algoritmos de control

Modele la lógica para gestionar las transiciones entre modos en sistemas de transmisión híbridos y la selección de engranajes en una transmisión. Analice la estabilidad y robustez de los controladores del motor, el motor eléctrico y los actuadores. Diseñe algoritmos para sistemas antibloqueo y de frenada regenerativa.

Modelo de un vehículo con una transmisión de cuatro velocidades y un controlador implementado en forma de máquina de estados.

Transmisiones de vehículos

Utilice plantillas o ensamble diseños personalizados para evaluar el rendimiento del sistema y desarrollar sistemas de control de transmisiones.

Cree modelos de transmisión personalizados

Modele transmisiones con cualquier combinación de relaciones de engranajes, embragues y fuentes de energía. Incluya los efectos de las no linealidades y del comportamiento de componentes degradados. Cambie fácilmente entre variantes detalladas y abstractas para acelerar las pruebas.

Modelo de una transmisión de doble embrague en la que la preselección de los engranajes se realiza mediante embragues de garras.

Incluya los efectos térmicos

Especifique los comportamientos que dependan de la temperatura para engranajes, embragues y otros componentes. Conecte con una red térmica para modelar la transferencia de calor entre los componentes y el entorno. Evalúe el efecto de la temperatura en el rendimiento de los componentes y en el nivel del sistema.

Variantes térmicas utilizadas para determinar cómo afecta la generación de calor a la eficiencia y la temperatura de los componentes de la transmisión.

Evalúe las pérdidas

Especifique las pérdidas que dependan de la carga, la geometría y la temperatura en los engranajes. Optimice su diseño para minimizar los efectos de las pérdidas debidas al engranaje o la viscosidad en el rendimiento en el nivel del sistema.

Modelo de un vehículo con una transmisión híbrida con división de potencia.

Maquinaria industrial

Utilice modelos personalizados para determinar las cargas y diseñar sistemas de control para maquinaria industrial.

Refine los requisitos

Efectúe pruebas dinámicas y estáticas para verificar las cargas mecánicas esperadas en una amplia variedad de escenarios. Determine los requisitos de par, velocidad y duración del ciclo para actuadores y mecanismos. Relacione los requisitos en el nivel del sistema con cada componente individual.

Mecanismo elevalunas consistente en un tambor de cable y cuatro poleas unidas por un cable.

Adapte los modelos a sus necesidades

Cree modelos personalizados de mecanismos con engranajes, correas, embragues, frenos, motores y otros componentes. Modele componentes personalizados mediante el lenguaje basado en MATLAB de Simscape. Agregue efectos no lineales o simplifique los modelos para su simulación en tiempo real.

Mecanismo de escalonamiento construido a partir de un husillo autoblocante y un embrague unidireccional.

Analice las vibraciones

Incorpore flexibilidad torsional y transversal a los ejes en su diseño. Induzca vibraciones con orígenes basados en el ángulo de calado y en el ruido. Analice los efectos de las vibraciones mediante MATLAB y diseñe sistemas de control para compensar esos efectos.

Modelo del motor de gasolina y la transmisión de un helicóptero que propulsan el rotor principal y el de cola mediante juegos de engranajes planetarios.

Tolerancia a fallos

Minimice las pérdidas, el tiempo de inactividad de los equipos y los costes validando los diseños en condiciones de fallo.

Cree diseños robustos

Especifique criterios de fallo para los componentes, tales como condiciones basadas en tiempo, carga o temperatura. Modele el comportamiento de componentes degradados, tales como dientes desgastados en los engranajes o incremento de la fricción. Configure los modelos automáticamente para validar de manera eficiente los diseños con respecto a las condiciones de fallo.

Modelo de una transmisión con un juego de engranajes Ravigneaux y un juego de engranajes planetarios controlados por seis embragues de fricción que permiten siete relaciones de marcha hacia delante, una relación de marcha atrás y punto muerto.

Realice mantenimiento predictivo

Genere datos para entrenar algoritmos de mantenimiento predictivo. Valide los algoritmos mediante pruebas virtuales en escenarios habituales e infrecuentes. Reduzca el tiempo de inactividad y el coste de los equipos garantizando que el mantenimiento se realiza con la frecuencia correcta.

Modelo de bomba alternativa de triple acción con fallos debidos a fuga, bloqueo y rodamiento.

Minimice las pérdidas

Calcule la energía disipada por los componentes mecánicos. Compruebe que los componentes funcionan dentro de su área de funcionamiento segura. Simule eventos específicos y conjuntos de escenarios de pruebas automáticamente y posprocese los resultados en MATLAB.

Modelo de una transmisión híbrida en paralelo, con la energía eléctrica y la energía del motor de combustión aplicadas en paralelo.

Pruebas virtuales

Verifique el comportamiento del sistema en condiciones que no se pueden probar fácilmente con prototipos físicos.

Pruebe más escenarios

Utilice MATLAB para configurar automáticamente su modelo para las pruebas seleccionando variantes, estableciendo las condiciones ambientales y preparando el diseño de los experimentos. Utilice el solver local de particionamiento para simular rápidamente los sistemas con embragues. Ejecute conjuntos de pruebas o barridos de parámetros en paralelo en un equipo de escritorio con varios núcleos o en un cluster.

Modelo de un vehículo con conexión directa entre el motor y las cuatro ruedas a través de una transmisión y dos diferenciales.

Prediga el comportamiento con precisión

Modele el comportamiento de los engranajes y los embragues mediante ecuaciones lineales y no lineales y lógica basada en eventos. Ajuste automáticamente los parámetros para que se adapten a los datos medidos. Controle automáticamente el tamaño del escalonamiento y las tolerancias en Simulink para garantizar resultados precisos.

Transmisión de cuatro velocidades modelada mediante el bloque de engranajes Ravigneaux y cinco embragues de fricción.

Automatice los análisis

Pruebe los diseños durante muchos ciclos de funcionamiento para evaluar la eficiencia del sistema. Calcule las FFT para analizar las vibraciones en su diseño. Utilice MATLAB para automatizar las ejecuciones de simulaciones y el posprocesamiento de los resultados.

Modelo de un alimentador de chapa con rodillos hendidos movidos mediante transmisiones mecánicas consistentes en una transmisión de dientes rectos, un tornillo sin fin y una transmisión de cadena.

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

Modelo de un motor síncrono de imán permanente refrigerado por líquido de un vehículo eléctrico.

Acelere la optimización

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

Modelo de un cabrestante movido por un árbol de engranajes y controlado con un freno de doble zapata. 

Colabore con otros equipos

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

Los sistemas mecánico e hidráulico están integrados en este modelo de un motor que mueve una carga mediante un embrague controlado hidráulicamente.

La plataforma Simscape

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

Modele todo su sistema

Pruebe la integración de sistemas eléctricos, magnéticos, térmicos, mecánicos, hidráulicos, neumáticos y de otro tipo en un único entorno. Identifique los problemas de integración de manera temprana y optimice el rendimiento en el nivel del sistema.

Personalice los modelos para satisfacer sus necesidades

Utilice el lenguaje basado en MATLAB de Simscape para definir componentes personalizados que ofrezcan justo el grado adecuado de fidelidad para el análisis que desee realizar. Aumente su eficiencia creando conjuntos reutilizables y parametrizados con interfaces modulares.

Modelo de un manipulador que controla la orientación de un efector final con un brazo desequilibrado.

Junte 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.

Modelo de un elevador hidromecánico levantando una carga mediante una cuerda representada en forma de muelle y amortiguador.

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 con objeto de aumentar la eficiencia de todo su grupo de ingeniería.

Diferencial de deslizamiento limitado modelado mediante engranajes y embragues y parametrizado con variables de MATLAB para permitir barridos de parámetros.

Optimice los 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.

Modelo de una transmisión híbrida en serie para su uso en estudios destinados a optimizar el ahorro de combustible.

Reduzca 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 en el nivel del sistema mediante su verificación continua durante todo el ciclo de desarrollo.

Modelo de una transmisión de cinco velocidades con marcha atrás.

Funcionalidades más recientes

Acceso a código fuente

visualización de código fuente para bloques de Simscape Driveline.

Parámetros de puerto para el bloque Brake and Clutch

exposición de puertos térmicos y parámetros mediante la configuración de parámetros del bloque.

Modelo de correa ideal

omisión del deslizamiento en los bloques Belt Pulley y Belt Drive.

Puerto de accionamiento mecánico de embrague

conexión de accionadores de embrague mediante conexión mecánica.

Eje flexible con propiedades variables

modelización de un eje flexible con diámetro, rigidez y amortiguación variables.

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

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