Эта тема описывает проект экспериментов для бензина одноэтапное тематическое исследование. Чтобы просмотреть высокоуровневый рабочий процесс, см. Обзор Тематического исследования Бензина.
Вы используете проект эксперимента, чтобы эффективно собрать данные о механизме. Тестирование времени (на dyno ячейке, или как в этом случае, использование высокочастотной симуляции) являются дорогими, и сбережения вовремя, и деньги могут быть значительными, когда осторожный экспериментальный план берет только самые полезные данные. Существенно уменьшающее тестовое время все больше важно, когда количество управляемых переменных в более комплексных механизмах растет. С увеличивающейся сложностью механизма тестовое время увеличивается экспоненциально.
Первая стадия, чтобы решить эту калибровочную проблему должна определить контуры выполнимых параметров настройки системы. Необходимо сгенерировать конверт степени, чтобы ограничить точки проекта. Для этого данные были собраны с помощью симуляции через область значений скорости и крутящего момента. Первоначальный обзор определил контуры, которые производят:
Приемлемая выхлопная температура (не слишком высоко, чтобы записать поршневые короны)
Достижимое производство крутящего момента
Приемлемый BSFC (не слишком высоко)
Избегает удара
Конверт должен включать неактивную область низкого крутящего момента и скорости, где бегунки должны быть припаркованы. Синхронизации бегунка обнуляются в неактивном проекте.
Первоначальный проект обзора и тестовые данные предоставляют информацию о рабочем диапазоне механизма. Эта информация использовалась, чтобы создать ограничения для итогового проекта, собрать подробные данные о поведении механизма в тех контурах. Можно затем использовать эти данные, чтобы создать модели ответа для всех ответов, в которых вы нуждаетесь в порядке создать оптимальную калибровку для этого механизма.
Итоговый проект использовал 238 точек для этого механизма с 4 входными параметрами: скорость, загрузка, впускает и выхлопной бегунок. Можно просмотреть ограничения, задающие рабочий диапазон путем выполнения шагов ниже.
Можно использовать заполняющий пространство проект, чтобы максимизировать покрытие областей значений факторов как можно быстрее, понять рабочий диапазон.
Чтобы создать проект, необходимо сначала задать образцовые входные параметры. Откройте файл в качестве примера, чтобы видеть, как задать ваш план тестирования.
Открытый MATLAB®. На вкладке Apps, в группе Automotive, нажимают MBC Model Fitting.
В домашней странице Model Browser, в списке Case Studies, выбирают Dual CAM gasoline engine with spark optimized during testing. Также выберите File> Open Project и обзор к файлу в качестве примера gasolineOneStage.mat, найденный в matlab\toolbox\mbc\mbctraining.
Чтобы просмотреть, как задать ваши входные параметры проекта плана тестирования в дереве All Models, кликают по главному узлу проекта, gasolineOneStage. В панели Common Tasks нажмите Design experiment. В диалоговом окне New Test Plan наблюдайте входную панель, где можно изменить количество образцовых входных параметров и задать вводимые символы, сигналы и области значений. Этот проект в качестве примера уже имеет заданные входные параметры, поэтому нажмите Cancel.
Кликните по первому узлу плана тестирования в дереве All Models, gasolineOneStageDoE. Представление плана тестирования появляется.
Наблюдайте входные параметры, перечисленные относительно схемы плана тестирования. Дважды кликните блок Inputs, чтобы просмотреть области значений и имена (символы) для переменных в диалоговом окне Input Factor Set Up. Входные параметры проекта являются крутящим моментом, скоростью, впускают бегунок и исчерпывают бегунок. Динамометрическая настройка теста находится в скорости/крутящем моменте и таким образом, проект находится в скорости/крутящем моменте.
Закройте диалоговое окно путем нажатия на Cancel.
После подготовки входных параметров можно создать проекты. В панели Common Tasks нажмите Design experiment.
Design Editor открывается. Здесь, вы видите, как эти проекты создаются.
Кликните по первому проекту в дереве, gasolineOneStageIdle. Если вы не видите 2D график, выберите View> Current View> 2D Design Projection. Затем выберите каждый проект в дереве в свою очередь.
Первый проект в дереве, gasolineOneStageIdle, концентрирует точки в неактивной области с припаркованными бегунками. Это использует Последовательность Sobol, заполняющую тип проекта, чтобы максимизировать покрытие. Чтобы припарковать бегунки, после создания неактивного проекта заполнения области, положения фазовращателя бегунка собираются припарковать положение (0,0).
Второй проект, gasolineOneStageNonIdle, является другим проектом заполнения Последовательности Sobol, чтобы охватить ненеактивный рабочий диапазон механизма.
Итоговый проект называется gasolineOneStageMerged, потому что это содержит другие два объединенных проекта, чтобы покрыть целый конверт.
Чтобы видеть, как ограничения настраиваются, выберите Edit> Constraints.
В диалоговом окне Constraints Manager выберите каждое ограничение крутящего момента в свою очередь и нажмите Edit. Заметьте, что максимальные и минимальные ограничения крутящего момента задают верхнюю и нижнюю границу выполнимого рабочего диапазона. Эти ограничения были разработаны до этого проекта в начальном широко открытом дросселе и тестировании производительности двигателя закрытого дросселя.
Заметьте, что можно задать области, чтобы исключить путем перетаскивания точек, ввода в окнах редактирования или использования вкладки Table Editor.
Чтобы оставить ограничение без изменений, нажмите Cancel.
Наблюдайте Properties выбранного проекта gasolineOneStageMerged под деревом, ограничениями листинга 2 и 238 точками.
Чтобы экспериментировать с новым проектом и постараться не редактировать предшествующие проекты, выберите корневой узел Designs и выберите File> New Design.
Добавьте ограничения путем выбора Edit> Constraints. В диалоговом окне Constraints Manager нажмите Import. Выберите крутящий момент макс. и ограничения min из объединенного проекта и нажмите OK. В следующих диалоговых окнах нажмите OK, чтобы возвратиться к Design Editor.
Смотрите, как создать подобный ограниченный заполняющий пространство проект путем выбора Design> Space Filling> Design Browser, или нажмите заполняющую пространство кнопку на панели инструментов проекта.
В Заполняющем пространство Браузере Проекта заметьте, что типом проекта является Sobol Sequence, и задайте Number of points. Просмотрите предварительный просмотр точек проекта. Нажмите OK.
Нажмите gasolineOneStageMerged. Этим стилем проекта является Custom, потому что точки округлены, с помощью Edit> Round Factor. Вы можете также отсортировать точки проекта, чтобы сделать сбор данных легче на dyno. Чтобы сохранить заполняющую пространство последовательность в случае, если вы хотите добавить больше точек позже, можно скопировать проект прежде, чем округлить или отсортировать.
gasolineOneStageMerged является итоговым проектом, используемым, чтобы собрать данные. Чтобы облегчить собирать данные, точки округлены можно следующим образом:
Впустите и исчерпайте синхронизации бегунка, округлены до 1 степени (2% области значений)
Скорость округлена к 50 об/мин (1% области значений)
Крутящий момент округлен к 5 нм (3% области значений)
Можно экспортировать проекты или скопировать и вставить точки проекта в другие файлы, чтобы перейти к сбору данных.
Закройте Design Editor.
Итоговый проект gasolineOneStageMerged использовался, чтобы собрать данные из модели GT-Power с тестовой обвязкой Simscape™ и Simulink®. Файл проекта Model Browser в качестве примера gasolineOneStage.mat в папке mbctraining содержит эти данные, импортированные к Model Browser после сбора данных.
Тулбокс обеспечивает данные в проектах для вас исследовать этот калибровочный пример.
MathWorks® собрал данные с помощью инструментов симуляции. Модели управления и имитационные модели были созданы с помощью тестовой обвязки Stateflow® и Simulink. Ограниченные экспериментальные планы были созданы с помощью Model-Based Calibration Toolbox™. Точки, заданные в проекте, были измерены с помощью инструмента симуляции механизма GT-степени от Gamma Technologies (см. https://www.gtisoft.com). Механизм, чтобы калибровать является введенным прямым образом 1.5L турбинный двигатель воспламенения искры с двойными фазовращателями бегунка и турбокомпрессором wastegate. Эта модель является частью библиотеки механизма GT-POWER от Gamma Technologies.
Чтобы собрать данные, Simulink и Stateflow управляли моделью механизма GT-степени к желаемому Проекту точек Экспериментов.
Время симуляции уменьшалось со дней до минут с помощью Parallel Computing Toolbox™.
Эта симуляция 238 точек проекта заняла 20 минут, чтобы запуститься параллельно на нескольких машинах в облаке. Работая на одноядерном, та же симуляция занимает 3 дня. Parallel Computing Toolbox распределил работу этим 225 ядрам на кластере облачных вычислений и показал, что эта проблема масштабируется линейно, как вы добавляете рабочих.
Данные использовались на следующем шаге основанной на модели калибровки, чтобы создать статистические модели.
Для следующих шагов смотрите, что Эмпирический Engine Моделирует.
