CAGE можно использовать для решения многих задач оптимизации автомобиля. Примеры проблем, которые можно решить с помощью CAGE, см. в разделе Проблемы оптимизации, которые можно решить с помощью CAGE.
Чтобы перейти к представлению Оптимизация (Optimization), нажмите кнопку Оптимизация (Optimization) на левой панели Процессы (Processes).
В представлении Оптимизация (Optimization) можно настроить и просмотреть оптимизации. Представление остается пустым до тех пор, пока не будет создана оптимизация. Если в проекте имеются оптимизации, на левой панели отображается иерархия дерева оптимизаций, а на правой панели отображаются сведения об оптимизации, выбранной в дереве.
Для любой оптимизации необходима одна или несколько моделей. Можно выполнить оптимизацию в одной точке или предоставить набор точек для оптимизации. Необходимые шаги:
Импорт модели или моделей.
Настройка оптимизации.
Функциональные возможности оптимизации в CAGE описаны в следующих разделах:
Шаги по настройке и выполнению оптимизации описаны в следующих разделах:
Анализ оптимизации описывает использование выходных представлений оптимизации для анализа результатов, заполнения таблиц подстановки и экспорта результатов.
Можно определить собственные функции оптимизации для использования в CAGE. См. раздел Оптимизация сценариев.
По умолчанию панель инструментов автоматически выполняет оптимизацию параллельно при наличии Toolbox™ параллельных вычислений. Затем прогоны оптимизации выполняются параллельно. Эта опция может значительно сократить время вычисления для больших проблем, когда каждый запуск занимает гораздо больше времени, чем требуется для отправки проблемы на другой компьютер.
При запуске оптимизации вызовы CAGE parpool для открытия параллельного пула, если это необходимо, прогоны оптимизации выполняются параллельно. CAGE отображает сообщения о ходе выполнения до завершения оптимизации.
Модели зданий в браузере моделей могут открываться parpool для тебя.
Если параллельное выполнение оптимизаций не требуется, в CAGE снимите флажок «Оптимизация» > «Использовать параллельное».
CAGE обеспечивает гибкую среду оптимизации, в которой могут быть решены многие автомобильные задачи оптимизации. Эти задачи можно разделить на две основные группы, точечные и суммарные. В этом разделе описываются проблемы с точками.
В случае проблемы с точкой один прогон оптимизации может определить оптимальные значения управляющих параметров в одной рабочей точке. Для оптимизации управляющих параметров над набором рабочих точек можно выполнить оптимизацию для каждой точки.
Примеры точечных проблем, которые CAGE может использовать для решения, описаны ниже:
Найдите оптимальный момент зажигания (SPK), момент газораспределения впускного клапана (INTCAM) и момент газораспределения выпускного клапана (EXHCAM) в каждой точке справочной таблицы, осями которой являются частота вращения двигателя (N) и относительная нагрузка (L).
Оптимизированные значения управляющих параметров определяются путем выполнения следующей оптимизации в каждой точке таблицы поиска:
Цель: Максимальное значение крутящего момента двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EXHCAM, INTCAM)
Ограничения:
Остаточная доля < = 17% в каждой рабочей точке (N, L)
Температура отработавших газов < = 1290 ° C в каждой рабочей точке (N, L)
Двигатель, приводимый в действие внутри рабочей оболочки двигателя
Найдите оптимальную массу впрыскиваемого топлива (F), давление в рельсе (P), время пилот-сигнала (PT) и основное время (MT) в каждой точке справочной таблицы, осями которой являются частота вращения двигателя (N) и крутящий момент двигателя (TQ).
Оптимизированные значения управляющих параметров определяются путем выполнения следующей оптимизации в каждой точке таблицы поиска:
Цель: Минимизация расхода топлива для конкретных тормозов, BSFC = BSFC (N, TQ)
Ограничения:
Выход двигателя NOx < = 0,001 кг/с в каждой рабочей точке (N, TQ)
Выброс сажи из двигателя < = 0,0001 кг/с в каждой рабочей точке (N, TQ)
Найдите оптимальную синхронизацию зажигания (SPK) и рециркуляцию выхлопных газов (EGR) в каждой точке набора рабочих точек, определяемых парами частоты вращения двигателя (N) и нагрузки двигателя (L). Оптимизированные значения SPK и EGR определяются путем выполнения следующей оптимизации в каждой точке:
Цель: Максимальный крутящий момент двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EGR)
Ограничения: Выход двигателя NOx < = 400 г/ч в каждой рабочей точке (N, L)
Для нового двигателя необходимо определить оптимальную кривую зависимости крутящего момента от выбросов NOx для этого двигателя в рабочем диапазоне двигателя. Это многоцелевая оптимизация, и CAGE Optimization содержит алгоритм (NBI) для решения этих задач.
Для этого примера оптимальная кривая крутящий момент-NOx определяется путем решения следующей задачи оптимизации для оптимальных настроек синхронизации зажигания (SPK) и рециркуляции выхлопных газов (EGR):
Цели:
Максимальный крутящий момент двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EGR )
Минимизация выбросов NOx из двигателя = NOx (N, L, SPK, EGR )
Дополнительные сведения о решении задач многообъективной оптимизации в CAGE см. в разделе Настройка многообъективных оптимизаций.
Для двигателей с несколькими режимами работы найдите наилучший режим работы для каждой рабочей точки. См. раздел Настройка модальных оптимизаций.
Дополнительные сведения о решении задач оптимизации точек в CAGE см. в разделе Создание оптимизации.
При суммарной оптимизации один прогон оптимизации может определять оптимальное значение управляющих параметров в нескольких рабочих точках одновременно. Все параметры управления для рабочих точек оптимизируются путем однократного вызова алгоритма (есть только один вызов fmincon за прогон для оптимизации суммы). Этот подход контрастирует с точечной оптимизацией, которая должна сделать вызов алгоритма для каждой точки, чтобы найти оптимальные настройки управляющих параметров.
Найдите оптимальный момент зажигания (SPK), момент газораспределения впускного клапана (INTCAM) и момент газораспределения выпускного клапана (EXHCAM) в каждой точке справочной таблицы, осями которой являются частота вращения двигателя (N) и относительная нагрузка (L).
Оптимизированные значения управляющих параметров определяются путем однократного выполнения следующей оптимизации:
Цель: Максимизация взвешенной суммы крутящего момента двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EXHCAM, INTCAM) над точками (N, L) справочной таблицы.
Ограничения:
Разница в INTCAM между соседними клетками составляет не более 5 °.
Разница в EXHCAM между соседними клетками составляет не более 10 ° .
В каждой ячейке стола остаточная доля < = 17 %
В каждой ячейке стола температура отработавших газов < = 1290 ° C
Назовите оптимальное начало впрыска (КНИ), форсаж (BFM), давление топлива (P), турбо-положение (TP) и подъем клапана EGR (EGR) в наборе точек режима, определяемых парами оборотов двигателя (N), крутящего момента двигателя (TQ).
Оптимизированные значения управляющих параметров определяются путем однократного выполнения следующей оптимизации:
Цель: Максимизация взвешенной суммы удельного расхода топлива при торможении, BSFC = BSFC (SOI, BFM, P, TP, EGR, N, TQ) над точками режима (N, TQ).
Ограничения:
Взвешенная сумма специфичных для тормозов NOx должна быть меньше установленного максимума
В каждой точке режима соотношение топлива должно быть больше указанного минимума
В каждой точке режима частота вращения турбины не должна превышать указанного максимума
Дополнительные сведения о решении этих типов проблем в CAGE см. в разделе Настройка оптимизации суммы.