Simscape
Modélisation et simulation de systèmes physiques multi-domaines
Simscape™ vous permet de créer rapidement des modèles de systèmes physiques dans l'environnement Simulink®. Grâce à Simscape, vous pouvez créer des modèles au moyen de connexions physiques qui s'intègrent directement dans des schéma-blocs ou dans d’autres paradigmes de modélisation. Vous pouvez ainsi modéliser des systèmes tels que des moteurs électriques, des convertisseurs électriques, des actionneurs hydrauliques et des systèmes de réfrigération en assemblant des composants dans un schéma. Les librairies additionnelles Simscape offrent des fonctions d'analyse et des composants plus complexes.
Simscape permet de développer des systèmes de contrôle et de tester les performances au niveau système. Vous pouvez créer des composants personnalisés à l'aide du langage Simscape reposant sur MATLAB® et ainsi créer au format textuel des composants, des domaines ou encore des bibliothèques de modélisation physique. Vous pouvez paramétrer vos modèles à l'aide de variables et d'expressions MATLAB, et concevoir les systèmes de contrôle pour votre système physique dans Simulink. Afin de déployer vos modèles vers d'autres environnements de simulation, comme par exemple des systèmes hardware-in-the-loop (HIL), Simscape prend en charge la génération de code C.
Commencer :
Créez rapidement des modèles précis
Assemblez un schéma de votre système avec des lignes représentant les connexions physiques (acausales). Les équations des réseaux de composants mécaniques, électriques, hydrauliques et autres sont dérivées automatiquement.
Système masse-ressort-amortisseur exprimé sous forme de schéma-bloc et de modèle physique.
Partagez des modèles intuitifs
Les modèles Simscape sont faciles à comprendre et interpréter car chaque modèle respecte la structure physique du système. Vous pouvez voir clairement tous les systèmes qui se trouvent dans votre modèle et comment ils sont reliés les uns par rapport aux autres.
Schéma multi-domaines avec des composants mécaniques, fluidiques et thermiques.
Réutilisez les modèles d'un projet à l'autre
L'interface modulaire des composants Simscape vous permet de les employer dans de nouvelles conceptions sans aucun travail supplémentaire. Votre bibliothèque de modèles personnalisés permet une réutilisation dans de nombreux projets spécifiques à une application.
Un composant de convertisseur Buck DC/DC réutilisable alimentant un réseau 12 V.
Des milliers de modèles de composants
Les bibliothèques Simscape contiennent des éléments de base comme des résistances, des ressorts et des soupapes ainsi que des composants plus complexes tels que des commandes électriques, des transmissions et des échangeurs thermiques. Les exemples de modèles montrent comment les combiner pour étendre les bibliothèques.
Bibliothèque Simscape Foundation avec des composants couvrant de nombreux domaines.
De nombreux domaines physiques couverts
Les bibliothèques Simscape contiennent des modèles couvrant plus de 10 domaines physiques, notamment la mécanique, l'électricité, l'hydraulique et les fluides diphasiques. Vous pouvez sélectionner le domaine qui inclut les effets physiques requis pour votre application. Les exemples de modèles montrent comment personnaliser des domaines pour les adapter à de nouvelles technologies.
Les domaines physiques pris en charge par Simscape, domaines personnalisés compris.
Variantes abstraites et détaillées
Les blocs Simscape vous permettent de prendre en compte ou d'ignorer les effets physiques tels que la friction, les pertes électriques ou les comportements dépendant de la température. Vous pouvez ajuster le niveau de fidélité de votre modèle afin de capturer exactement le niveau de détails approprié pour l'analyse que vous souhaitez réaliser.
Ajustement de la fidélité du modèle.
Définissez des équations algébriques différentielles (DAE) et des équations différentielles ordinaires (ODE)
Spécifiez le comportement des composants physiques en utilisant des équations différentielles et des contraintes algébriques dans un langage de modélisation basé sur les équations. Définissez des équations implicites de façon à pouvoir intégrer des composants issus des bibliothèques Simscape à vos modèles personnalisés. La syntaxe est facile à apprendre car elle est basée sur MATLAB.
Équations d'un supercondensateur implémentées dans le langage Simscape.
Combinez des variables continues et des événements discrets
Spécifiez le comportement physique exact à l'aide de variables continues et le comportement abstrait à l'aide d'évènements discrets. Par exemple, utilisez un modèle détaillé pour capturer les pertes électriques pendant un événement de commutation survenant dans un appareil électronique, ou un modèle abstrait pour voir l'effet des différents événements sur les performances au niveau système.
Un modèle de commutateur avec des équations basées sur les événements et des équations continues.
Réutilisez les composants et les sous-classes
Simplifiez la maintenance de vos modèles personnalisés en important des classes dans un nouveau fichier de définition de composant au format texte et en assemblant un nouveau composant dans ce fichier. Assurez la cohérence des interfaces en définissant des sous-classes et en les intégrant à d'autres composants.
Les composants sont réutilisés et connectés dans un fichier au langage Simscape.
Simplification automatique des équations
Simscape formule automatiquement les équations pour l'ensemble de votre système physique. Après avoir analysé votre schéma, Simscape utilise la manipulation symbolique et la réduction d'index afin d'identifier la formule mathématique qui représente le mieux votre système.
Modèle d'un cycle de réfrigération par évaporation et compression dans lequel la phase d'augmentation de la pression s'effectue dans la région des fluides supercritiques.
Solveur dédié pour les équations algébriques différentielles
Simscape peut utiliser les solveurs Simulink et intègre une technologie de solveur conçue pour résoudre des équations algébriques différentielles (DAE). Simscape vous indique quel solveur et quels paramètres vous devez utiliser en fonction du contenu de votre modèle, et vous pouvez ajuster ces paramètres afin d'équilibrer le compromis entre précision et vitesse de simulation.
Choix de solveurs proposés dans Simscape, notamment un solveur conçu pour simuler des équations algébriques différentielles.
Simulation en temps-réel
Simscape utilise une technologie de simulation spécifique pour la simulation en temps-réel. En fonction de vos besoins, vous pouvez limiter le nombre de calculs par pas de temps pour obtenir des performances compatibles avec le temps-réel. Simscape peut être utilisé pour les tests HIL, les simulateurs de formation et d'autres situations nécessitant une exécution synchronisée avec un système en temps-réel.
Paramètres pour la simulation en temps-réel de modèles Simscape.
Exploration des résultats de simulation
Explorez rapidement les résultats de simulation associés à votre modèle Simscape, notamment la valeur des variables et la chronologie des événements. Passez directement des résultats de simulation au modèle (blocs et équations individuelles compris) pour rechercher les causes d'un comportement observé.
Simscape Results Explorer permet d’analyser les résultats de simulation depuis les modèles Simscape.
Mesure de la complexité d'un modèle
Identifiez les parties de votre modèle exigeant un calcul intensif à l'aide du Simscape Statistics Viewer. Évaluez la complexité de votre modèle à l'aide de quantités telles que le nombre de variables, le nombre d’équations susceptibles de déclencher des événements ou encore le nombre de contraintes. Déterminez au cours de la simulation quels changements permettront d'améliorer les performances du modèle.
Le Simscape Statistics Viewer affiche les variables retenues et celles qui ont été éliminées durant la formulation des équations.
Optimisation des performances de simulation
Identifiez les causes des lenteurs dans les simulations à l'aide du Simulink Solver Profiler. Les tracés et tableaux montrent le comportement du solveur pendant la simulation afin de vous aider à identifier les ajustements du modèle et du solveur susceptibles d'accélérer votre simulation.
Tests sans prototype hardware
Convertissez votre modèle Simscape en code C pour tester les algorithmes de contrôle embarqués à l'aide de systèmes HIL (hardware-in-the-loop) sur dSPACE®, Speedgoat, OPAL-RT et d'autres systèmes temps-réel. Effectuez la mise en service virtuelle en configurant des tests à l'aide d'un jumeau numérique de votre système de production.
Accélération de l'optimisation avec les simulations parallèles
Convertissez votre modèle Simscape en code C pour accélérer les simulations. Exécutez des tests en parallèle en déployant des simulations sur plusieurs cœurs d'une même machine, sur plusieurs machines dans un cluster ou dans le cloud.
Une trajectoire de robot optimisée pour réduire au minimum la consommation d'énergie à l'aide du calcul parallèle.
Collaborez avec d'autres équipes
Réglez et simulez des modèles qui comprennent des composants et fonctionnalités avancés provenant de l'ensemble de la famille de produits Simscape sans avoir à acheter une licence pour chaque produit complémentaire Simscape. Partagez des modèles protégés avec des équipes externes pour éviter d'exposer votre propriété intellectuelle.
Les modèles utilisant des produits complémentaires Simscape peuvent être partagés avec des personnes qui n'ont pas acheté ces produits.
Modélisez l'intégralité de votre système
Ajoutez la prise en charge de la simulation mécanique 3D, des réseaux électriques triphasés et d'autres fonctionnalités grâce aux produits complémentaires Simscape : Simscape Multibody, Simscape Electrical, Simscape Driveline et Simscape Fluids. Réalisez des analyses spécifiques à un domaine, et lancez-vous avec des exemples spécifiques à chaque application.
La famille de produits Simscape, avec la plateforme et les produits complémentaires.
Importation de modèles et de données
Importez des assemblages à partir de logiciels de CAO, des netlists à partir de SPICE, des propriétés de fluides à partir de bases de données dédiées et des modèles d'ordre réduit à partir de logiciels aux éléments finis. Créez un modèle de niveau système précis intégrant les dernières données des ingénieurs hardware.
Il est possible d'importer dans Simscape des données et des modèles provenant de nombreux outils spécifiques à un domaine.
Fédérez vos équipes de R&D
Favorisez la collaboration entre vos équipes software et hardware en disposant d'une spécification exécutable du système entier dès le début de votre projet. Utilisez la simulation pour explorer le champ des possibles.
La logique de contrôle assure la coordination entre un bras de robot et deux convoyeurs à courroies, l'objectif étant de transporter et réorienter les paquets
Automatisez toutes les tâches avec MATLAB
Utilisez MATLAB pour automatiser n'importe quelle tâche : l'assemblage de modèles, le paramétrage, les tests, l'acquisition de données et le post-traitement. Créez des applications pour les tâches courantes afin d'augmenter l'efficacité de l'ensemble de votre équipe technique.
Animation illustrant l'utilisation des commandes MATLAB pour construire un circuit RC.
Optimisez vos systèmes
Utilisez Simulink pour intégrer les algorithmes de contrôle, la modélisation physique et le traitement du signal dans un même environnement. Appliquez des algorithmes d'optimisation pour rechercher la meilleure architecture pour votre système.
Développez plus vite
Réduisez le nombre d'itérations nécessaire lors de la conception à l'aide d'outils de vérification et de validation pour garantir que les exigences sont satisfaites et cohérentes. Assurez-vous que les exigences au niveau du système sont respectées en les vérifiant en continu tout au long du cycle de développement.
Événements impulsifs
Réinitialisez des variables d’état pour modéliser des phénomènes physiques sous forme d’événements instantanés
Stiffness Impact Analysis Tool
Analysez les effets de variables de bloc spécifiques sur la rigidité globale du système d’un réseau Simscape
UI de bloc personnalisé
Groupez et réorganisez les paramètres dans la boîte de dialogue d’un bloc
Bloc Variant Connector
Activez de manière sélective les branches d’un réseau physique
Bloc Probe
Générez des variables de sortie de bloc sous forme de signaux au cours de la simulation
Amélioration du solveur numérique
Support d’un plus grand nombre de problèmes à fort indice différentiel pour une simulation plus robuste
Consultez les notes de version pour en savoir plus sur ces fonctionnalités et les fonctions correspondantes.
