Можно использовать CAGE, чтобы решить многие автомобильные задачи оптимизации. Для примеров задач, которые можно решить с помощью CAGE, смотрите Задачи Оптимизации, Которые Можно Решить с CAGE.
Для перехода к представлению Оптимизации нажмите кнопку Optimization на левой Processes панели.
В представлении Оптимизации можно настроить и просмотреть оптимизацию. Представление остается пустым, пока вы не создадите оптимизацию. Когда у вас есть оптимизации в проекте, левая панель показывает древовидную иерархию ваших оптимизаций, а правые панели отображают детали оптимизации, выбранной в дереве.
Для любой оптимизации нужна одна или несколько моделей. Можно запустить оптимизацию в одной точке или можно задать набор точек для оптимизации. Необходимые шаги:
Импортируйте модель или модели.
Настройте оптимизацию.
Функциональность оптимизации в CAGE описывается в следующих разделах:
Шаги настройки и выполнения оптимизации описаны в следующих разделах:
Optimization Analysis описывает использование выходных представлений оптимизации для анализа результатов, заполнения интерполяционных таблиц и экспорта результатов.
Можно задать свои собственные оптимизационные функции для использования в CAGE. См. Раздел «Оптимизация скриптов»
По умолчанию тулбокс автоматически запускает оптимизацию параллельно, если у вас есть Parallel Computing Toolbox™. Затем запуски оптимизации выполняются параллельно. Эта опция может значительно сократить время расчета для больших проблем, когда каждый запуск занимает много больше времени, чем время, необходимое для отправки проблемы на другой компьютер.
Когда вы запускаете оптимизацию, вызовы parpool чтобы открыть параллельный пул при необходимости, оптимизационные запуски выполняются параллельно. CAGE отображает сообщения о прогрессе до завершения оптимизации.
Построение моделей в Model Browser может открыться parpool для тебя.
Если вы не хотите запускать оптимизацию параллельно, в CAGE очистите Optimization > Use Parallel.
CAGE обеспечивает гибкое окружение оптимизации, в которой можно решить многие автомобильные задачи оптимизации. Эти задачи можно разделить на две основные группы, точечные и суммарные задачи. В этом разделе описываются проблемы с точками.
В точечной задаче один запуск оптимизации может определить оптимальные значения параметров управления в одной рабочей точке. Чтобы оптимизировать параметры управления над набором рабочих точек, оптимизация может быть запущена для каждой точки.
Примеры точки проблем, которые CAGE может использоваться для решения, описаны ниже:
Найдите оптимальное искровое время (SPK), время впускного клапана (INTCAM) и время выпускного клапана (EXCAM) в каждой точке интерполяционной таблицы, осями которой являются скорость вращения двигателя (N) и относительная нагрузка (L).
Оптимизированные значения параметров управления определяются выполнением следующей оптимизации в каждой точке интерполяционной таблицы:
Цель: Максимизируйте крутящий момент двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EXCAM, INTCAM)
Ограничения:
Остаточная доля < = 17% в каждой рабочей точке (N, L)
Температура выхлопа < = 1290 ° C в каждой рабочей точке (N, L)
Engine, управляемый внутри рабочей огибающей двигателя
Найдите оптимальную массу впрыскиваемого топлива (F), давление на рельсе (P), время управления (PT) и основное время (MT) в каждой точке интерполяционной таблицы, осями которой являются скорость вращения двигателя (N) и крутящий момент двигателя (TQ).
Оптимизированные значения параметров управления определяются выполнением следующей оптимизации в каждой точке интерполяционной таблицы:
Цель: Минимизируйте расход топлива на тормоз, BSFC = BSFC (N, TQ)
Ограничения:
Engine вне NOx < = 0,001 кг/с в каждой рабочей точке (N, TQ)
Выбросы сажи в Engine < = 0,0001 кг/с в каждой рабочей точке (N, TQ)
Найдите оптимальное время искры (SPK) и рециркуляцию отработавших газов (EGR) в каждой точке набора рабочих точек, заданных парами скорости вращения двигателя (N), нагрузка двигателя (L). Оптимизированные значения SPK и EGR определяются путем выполнения следующей оптимизации в каждой точке:
Цель: Максимизируйте крутящий момент двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EGR)
Ограничения: Engine вне NOx < = 400 г/ч в каждой рабочей точке (N, L)
Для нового двигателя, узнайте оптимальный крутящий момент от кривой выбросов NOx для этого двигателя в рабочей области значений двигателя. Это многозначная оптимизация, и CAGE Optimization содержит алгоритм (NBI), чтобы решить эти задачи.
В данном примере оптимальный крутящий момент - кривая NOx определяется решением следующей задачи оптимизации для оптимальных настроек времени искры (SPK) и рециркуляции отработавших газов (EGR):
Цели:
Максимизируйте крутящий момент двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EGR )
Минимизируйте двигатель NOx = NOx (N, L, SPK, EGR )
Чтобы узнать больше о решении мультиобъективных задач оптимизации в CAGE, смотрите Set Up Multiobjective Optimizations.
Для двигателей с несколькими рабочими режимами найдите оптимальный режим работы для каждой рабочей точки. См. «Настройка модальных оптимизаций».
Чтобы узнать больше о решении типов задач оптимизации точек в CAGE, смотрите Создание Оптимизации.
В суммарной оптимизации один запуск оптимизации может определить оптимальное значение параметров управления в нескольких рабочих точках одновременно. Все параметры управления для рабочих точек оптимизированы путем вызова алгоритма один раз (существует только один вызов fmincon в прогон для оптимизации суммы). Этот подход контрастирует с оптимизацией точки, которая должна сделать вызов алгоритма для каждой точки, чтобы найти оптимальные настройки параметров управления.
Найдите оптимальное искровое время (SPK), время впускного клапана (INTCAM) и время выпускного клапана (EXCAM) в каждой точке интерполяционной таблицы, осями которой являются скорость вращения двигателя (N) и относительная нагрузка (L).
Оптимизированные значения параметров управления определяются выполнением следующей оптимизации один раз:
Цель: Максимизируйте взвешенную сумму крутящего момента двигателя, TQ = TQ (N, L, SPK, EXCAM, INTCAM) над точками (N, L) интерполяционной таблицы.
Ограничения:
Различие в INTCAM между соседними элементами не более 5 °.
Различие в EXCAM между соседними элементами не превышает 10 ° .
В каждой камере таблицы остаточная доля < = 17 %
В каждой камере таблицы температура выпуска < = 1290 ° C
Найдите оптимальный запуск впрыска (SOI), басефельмасс (BFM), давление топлива (P), турбо-положение (TP) и подъем клапана EGR (EGR) в наборе режимных точек, заданных скоростями вращения двигателя (N), крутящий момент двигателя (TQ).
Оптимизированные значения параметров управления определяются выполнением следующей оптимизации один раз:
Цель: Максимизируйте взвешенную сумму удельного расхода топлива, BSFC = BSFC (SOI, BFM, P, TP, EGR, N, TQ) по точкам режима (N, TQ).
Ограничения:
Взвешенная сумма специфичных для тормоза NOx должна быть меньше законодательно установленного максимума
В каждой точке режима отношение воздушного топлива должно быть больше заданного минимума
В каждой точке режима скорость турбины не должна превышать заданного максимума
Дополнительные сведения о решении этих типов задач в CAGE см. в разделе Настройка оптимизации суммы.
