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.
Comience:
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Modos de conversor de par motor
Especifique un comportamiento independiente para los modos de conducción y punto muerto
Averías en frenos y embragues
Especifique el comportamiento de los componentes con fallos y las condiciones de activación
Parámetros de puerto del bloque de cambio de marcha
Exponga los parámetros y los puertos térmicos mediante la configuración de los parámetros del bloque
Polea móvil
Modele sistemas con poleas que pueden moverse a lo largo de un eje
Eje flexible con propiedades variables
Modele un eje flexible con diámetro, rigidez y amortiguación variables
Acceso a código fuente
Visualice código fuente de bloques de Simscape Driveline
Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas características y las funciones correspondientes.
