Simscape Fluids
Modele y simule sistemas de fluidos
Simscape Fluids™ (anteriormente SimHydraulics®) proporciona librerías de componentes para modelar y simular sistemas de fluidos. Incluye modelos de bombas, válvulas, actuadores, conductos e intercambiadores de calor hidráulicos. Puede utilizar estos componentes para desarrollar sistemas de energía hidráulica tales como sistemas de accionamiento de cargadores frontales, de dirección asistida o de trenes de aterrizaje. Simscape Fluids también le permite desarrollar sistemas de refrigeración de motores, lubricación de cajas de cambio y alimentación de combustible. Puede integrar en su modelo de sistemas mecánicos, eléctricos, térmicos y otros tipos de sistemas físicos mediante los componentes de la familia de productos Simscape™.
Simscape Fluids 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 de Simscape basado en MATLAB® , que permite la creación basada en texto de componentes de modelado físico, dominios y librerías. Puede parametrizar sus modelos usando variables y expresiones de MATLAB, así como diseñar sistemas de control para su sistema hidráulico en Simulink®. Simscape Fluids soporta la generación de código C, lo que permite desplegar los modelos en otros entornos de simulación, tales como sistemas de tipo hardware-in-the-loop (HIL).
Cómo empezar:
Modele sistemas de energía de fluidos personalizados
Ensamble rápidamente modelos de sistemas de accionamiento hidráulico y neumático y compare el rendimiento con los requisitos del sistema. Cree modelos personalizados de válvulas, bombas y motores. Agregue efectos no lineales o simplifique los modelos para la simulación en tiempo real.
Sistema de accionamiento controlado por dos válvulas direccionales de centro abierto, 5 vías y 3 posiciones.
Evalúe los efectos térmicos
Incorpore el comportamiento de los fluidos dependiente de la presión y la temperatura. Conecte los sistemas hidráulicos o neumáticos a una red térmica para modelar la transferencia de calor entre los componentes y el entorno. Evalúe el efecto de la temperatura sobre el rendimiento de los componentes y en el nivel del sistema.
Actuador de doble acción modelado como un cilindro diferencial.
Diseñe algoritmos de control
Modele la lógica de sistemas hidráulicos y neumáticos para controlar bombas y válvulas. Utilice técnicas de ajuste de control automático para optimizar el rendimiento de los sistemas de accionamiento de lazo cerrado. Identifique las ganancias de los controladores que cumplen con los objetivos de robustez y tiempo de respuesta.
Modelo de una herramienta mecánica accionada hidráulicamente que realiza taladrado basto, taladrado fino y escariado.
Evalúe la arquitectura del sistema
Ensamble rápidamente intercambiadores de calor, evaporadores y bombas para modelar sistemas de gestión térmica personalizados. Realice la integración con la lógica de control y compare el rendimiento simulado con los requisitos del sistema. Automatice las pruebas en condiciones de funcionamiento normales y anormales, incluyendo temperaturas extremas y fallos de los componentes.
Modelo de conjuntos de baterías y una placa disipadora con canales para el líquido refrigerante.
Dimensione los componentes
Modifique el tamaño de las válvulas, las bombas y los intercambiadores de calor mientras evalúa el rendimiento en el nivel del sistema. Relacione los requisitos en el nivel del sistema con los componentes y defina la caída de presión y el consumo de energía. Identifique el conjunto óptimo de componentes para maximizar la eficiencia energética.
Modelo de un ciclo de refrigeración por compresión de vapor en el que la parte de alta presión del ciclo funciona en la región de los fluidos supercríticos.
Diseñe algoritmos de control
Modele la lógica de un sistema de calefacción y refrigeración que seleccione el modo de funcionamiento. Utilice técnicas de ajuste de control automático para maximizar la eficiencia energética. Identifique las ganancias de los controladores que cumplen con los objetivos de robustez y tiempo de respuesta.
Modelo de sistema de climatización de un vehículo con los componentes de ventilación, evaporación, calentamiento y conducción.
Evalúe la arquitectura de los sistemas
Ensamble rápidamente los conductos, las bombas y los tanques en los sistemas de transporte de fluidos. Integre la lógica de control y compare el rendimiento simulado con los requisitos del sistema. Automatice las pruebas en las condiciones de funcionamiento esperadas, así como en escenarios de caudal extremo, presión extrema y fallos de componentes.
Modelo de depósito de combustible de aeronave con estación de bombeo.
Dimensione los componentes
Modifique el tamaño de las bombas, los depósitos y los conductos mientras evalúa el rendimiento en el nivel del sistema. Relacione los requisitos en el nivel del sistema con los componentes y defina la caída de presión y el consumo de energía. Identifique el conjunto óptimo de componentes para maximizar la eficiencia energética.
Modelo de un sistema de suministro de agua con varias estaciones de bombeo.
Diseñe algoritmos de control
Modele la lógica de los sistemas de fluidos que selecciona qué bombas y válvulas se deben activar. Aplique técnicas de ajuste de control automático a los caudales y niveles de relleno para satisfacer los requisitos del sistema. Identifique las ganancias de los controladores que cumplen con los objetivos de robustez y tiempo de respuesta.
Modelo de un circuito de refrigeración con bomba en el que el termostato regula la temperatura del sistema.
Cree diseños robustos
Especifique criterios de fallo para los componentes, tales como condiciones basadas en tiempo, presión o temperatura. Modele componentes con fallos, tales como sellos con fugas u orificios bloqueados. Configure los modelos automáticamente para validar de manera eficiente los diseños con respecto a las condiciones de fallo.
Modelo de bomba alternativa de triple acción con fallos debidos a fuga, bloqueo y rodamiento.
Entrene algoritmos de machine learning
Genere datos de entrenamiento para entrenar algoritmos de mantenimiento predictivo. Valide los algoritmos mediante pruebas virtuales en escenarios habituales y poco frecuentes. Reduzca el tiempo de inactividad y el coste de los equipos garantizando que el mantenimiento se realiza con la frecuencia correcta.
Modelo de una bomba de pistones axiales con cinco pistones.
Minimice las pérdidas de energía
Calcule la energía consumida por los componentes hidráulicos y neumáticos. Compruebe que los componentes funcionan dentro de sus especificaciones de seguridad. Simule eventos específicos y conjuntos de escenarios de pruebas automáticamente y posprocese los resultados en MATLAB.
Modelo de un sistema de turbina de vapor basado en el ciclo de Rankine.
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. Ejecute conjuntos de pruebas o barridos de parámetros en paralelo en una estación de trabajo con varios núcleos o en un cluster.
Modelo de un sistema de accionamiento de moldeado por inyección.
Prediga el comportamiento con precisión
Importe las propiedades de fluidos desde bases de datos e incluya efectos físicos tales como la condensación y la evaporación. Ajuste automáticamente los parámetros para adaptarlos a los datos medidos. Controle automáticamente el tamaño del escalonamiento y las tolerancias en Simulink para garantizar resultados precisos.
Modelo de una transmisión hidrostática con una bomba de desplazamiento variable y un motor hidráulico de desplazamiento fijo.
Automatice los análisis
Pruebe los diseños en diferentes escenarios para evaluar la eficiencia del sistema. Calcule las FFT para analizar las oscilaciones de presión en su diseño. Utilice MATLAB para automatizar la ejecución de simulaciones y el posprocesamiento de los resultados.
Modelo de un sistema de lubricación alimentado por una bomba centrífuga.
Realice pruebas sin prototipos físicos
Convierta su modelo de Simscape Fluids a código C para probar los algoritmos de control embebidos mediante pruebas 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 en el que se utiliza modelado basado en la energía para evitar la conmutación de alta frecuencia, lo que hace que el modelo sea adecuado para simulación HIL.
Acelere la optimización
Convierta su modelo de Simscape Fluids a código C para acelerar las simulaciones individuales. Ejecute pruebas en paralelo mediante el desarrollo de simulaciones en varios núcleos de un único equipo, en varios equipos de un cluster de cálculo o en la nube.
Modelo de un cilindro hidráulico con componentes de amortiguador (cojín) personalizados a ambos lados del cilindro.
Colabore con otros equipos de trabajo
Ajuste y simule modelos que incluyen componentes y capacidades avanzados de toda la familia de productos Simscape sin adquirir una licencia para cada producto complementario de Simscape. Comparta modelos protegidos con equipos de trabajo externos para evitar exponer su propiedad intelectual.
Modelo de una bomba inyectora para el sistema de inyección de un motor diésel.
Modele el sistema completo
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 el grado adecuado de fidelidad para el análisis que desee realizar. Aumente su eficiencia creando conjuntos reutilizables y parametrizados con interfaces modulares.
Modelo de unidad de potencia auxiliar (APU) de una turbina de gas basado en el ciclo de Brayton.
Reúna a los equipos de diseño
Permita que los programadores de software y los diseñadores de hardware colaboren desde un principio 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 sistema de control de ambiental (ECS) de una aeronave para regular la temperatura, la presión y el ozono con objeto de que el ambiente de la cabina se mantenga cómodo y seguro.
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 a fin de aumentar la eficiencia de todo su grupo de ingeniería.
Gráfica de las oscilaciones de presión en un conducto largo en el que se modelan los efectos de la compresibilidad dinámica y la inercia.
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 del circuito de ventilación de un edificio.
Acorte los ciclos de desarrollo
Reduzca el número de iteraciones de diseño utilizando herramientas de verificación y validación para garantizar que los requisitos sean completos y coherentes. Garantice que se cumplan los requisitos en el nivel de sistema mediante su verificación continua durante todo el ciclo de desarrollo.
Modelo de sistema de respirador artificial con presión positiva.
Librería de líquidos isotérmicos
Modele sistemas de fluidos usando ecuaciones basadas en la masa a temperatura constante.
Configuración previa de propiedades del bloque Thermal Liquid (TL)
Modele redes de líquidos térmicos con aceite de motor SAE 5W-30.
Bloque Condenser Evaporator (2P-MA)
Modele el intercambio de calor entre redes Two-Phase Fluid y Moist Air.
Variantes E-NTU de bloques Gas Heat Exchanger
Modele el intercambio de calor en redes de gas utilizando el método Effectiveness-NTU.
Dinámica térmica de paredes en bloques Heat Exchanger
Capture los transitorios térmicos debidos a la masa térmica de la pared del intercambiador de calor.
Bloque 3-Zone Pipe (2P)
Modele tuberías que contienen líquido, vapor y mezclas de líquido-vapor.
Consulte las notas de la versión para obtener detalles sobre estas funcionalidades y las funciones correspondientes.
