Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

HUMUSOFT s.r.o. 1 MATLAB 10.9.2008 Univerzita Pardubice.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "HUMUSOFT s.r.o. 1 MATLAB 10.9.2008 Univerzita Pardubice."— Transkript prezentace:

1

2 HUMUSOFT s.r.o. 1 MATLAB Univerzita Pardubice

3 HUMUSOFT s.r.o. 2 Matematické výpočty, řízení, zpracování signálu a obrazu, modelování a simulace MATLAB Matematické výpočty, řízení, zpracování signálu a obrazu, modelování a simulace Karel Bittner

4 HUMUSOFT s.r.o. 3 MATLAB, Simulink, Stateflow (The MathWorks, Inc.)MATLAB, Simulink, Stateflow (The MathWorks, Inc.) –technické výpočty, modelování a simulace… WITNESS (Lanner Group, Ltd.)WITNESS (Lanner Group, Ltd.) –interaktivní simulace a optimalizace podnikových procesů dSPACE - vývojové systémy (dSPACE GmbH.)dSPACE - vývojové systémy (dSPACE GmbH.) –systémy pro řízení a simulace v reálném čase Comsol Multiphysics (Comsol AB)Comsol Multiphysics (Comsol AB) –otevřený systém pro MKP analýzu Vývoj vlastního software & hardware (Humusoft s.r.o.)Vývoj vlastního software & hardware (Humusoft s.r.o.) –Virtual Reality Toolbox, Real Time Toolbox, RTWT –měřicí karty –modely pro výuku teorie řízení –HeavyHorse (multiprocesorové stanice) !NOVINKA! Haptická zařízení a aplikaceHaptická zařízení a aplikace –nástroje a zařízení pro tvorbu aplikací využívajících hmatovou interakci HUMUSOFT s.r.o. Profil společnosti Název firmy: Humusoft s.r.o. Založena: 1991 Počet zaměstnanců: 15 Sídlo: Praha 8, Pobřežní 20

5 HUMUSOFT s.r.o. 4 Obsah ÚvodÚvod Grafika v MATLABuGrafika v MATLABu Samostatně spustitelná aplikaceSamostatně spustitelná aplikace MatematikaMatematika Zpracování signáluZpracování signálu Zpracování obrazuZpracování obrazu Návrh řízeníNávrh řízení Seznámení s COMSOL MultiphysicsSeznámení s COMSOL Multiphysics

6 HUMUSOFT s.r.o. 5 Co je MATLAB Integrované prostředí pro vědeckotechnické výpočtyIntegrované prostředí pro vědeckotechnické výpočty Mocné grafické a výpočetní nástrojeMocné grafické a výpočetní nástroje –technické výpočty –analýza a vizualizace dat –vývoj a testování algoritmů –sběr a zpracování dat –zpracování signálů a obrazů –programování a tvorba uživatelských aplikací –2D, 3D grafika a GUI designér

7 HUMUSOFT s.r.o. 6 Co MATLAB nabízí? Intuitivní uživatelské rozhraní MATLAB DesktopIntuitivní uživatelské rozhraní MATLAB Desktop Rychlé výpočetní jádroRychlé výpočetní jádro Programovací jazyk 4. GeneraceProgramovací jazyk 4. Generace Více než funkcíVíce než funkcí Grafická uživatelská rozhraní (GUI)Grafická uživatelská rozhraní (GUI) Rozsáhlá HTML nápovědaRozsáhlá HTML nápověda Systém MATLAB je:Systém MATLAB je: –Modulární - toolboxy –Otevřený – uživatel může zobrazit i upravovat funkce Od 2008a:Od 2008a: –Objektově orientované programování

8 HUMUSOFT s.r.o. 7 Co je Simulink Základní nadstavba MATLABuZákladní nadstavba MATLABu Prostředí blokových schématProstředí blokových schémat Prvky pro tvorbu diferenciálních rovnicPrvky pro tvorbu diferenciálních rovnic Modelování, simulace a analýza dynamických systémůModelování, simulace a analýza dynamických systémů Platforma pro Model Based DesignPlatforma pro Model Based Design –následně může být automaticky generován kód pro cílovou platformu

9 HUMUSOFT s.r.o. 8 Co Simulink nabízí? Přehledné grafické uživatelské prostředíPřehledné grafické uživatelské prostředí –systém práce "drag and drop„ Hierarchické modelování využívající knihovny objektů a komponentHierarchické modelování využívající knihovny objektů a komponent –předdefinované knihovny bloků –tvorba vlastních funkčních bloků Otevřené rozhraní pro tvorbu aplikacíOtevřené rozhraní pro tvorbu aplikací –začlenění kódu z programů MATLAB, C, Fortran Hybridní simulace, simulace systémů s různými vzorkovacími frekvencemi, simulace víceúlohových (multi-task) systémůHybridní simulace, simulace systémů s různými vzorkovacími frekvencemi, simulace víceúlohových (multi-task) systémů

10 HUMUSOFT s.r.o. 9 MATLAB Výpočty, programování, vizualizace... Toolboxy (knihovny funkcí) Tvorba samostatných aplikací Simulink Simulace a modelování dynamických systémů Blocksety (knihovny bloků) Aplikace v reálném čase Struktura systému MATLAB

11 HUMUSOFT s.r.o. 10 Oblasti využití systému MATLAB Tradiční –Letectví, kosmonautika a obrana –Automobilový průmysl –Automatizace a strojírenství –Komunikace, elektronika, polovodiče a výpočetní technika –Školství Nově vznikající –Biotechnologie, zdravotnictví a farmacie –Finance a ekonomika –Chemie a petrochemie –Přírodní vědy –Energetika a veřejné služby

12 HUMUSOFT s.r.o. 11 výstupyvstupyřešení Tok informací a dat v MATLABu

13 HUMUSOFT s.r.o. 12 Grafika v MATLABu 2D –čárové spojnicové grafy –schodové grafy –bodové grafy –sloupcové grafy 3D –čárové grafy v prostoru –plošné grafy Objemová –vizualizace hodnot veličin v objemu –vizualizace vektorů veličin v objemu

14 HUMUSOFT s.r.o. 13 Graphical User Interface (GUI) Tvorba grafického rozhraní pro snadné ovládání algoritmů uživateli Veškeré standardní ovládací prvky –tlačítko, slider, textové pole, editovatelné pole, seznam, menu … Vhodné pro tvorbu stand-alone aplikací GUIDE – editor pro tvorbu GUI –layout editor –m-file editor –property inspector –object browser –menu editor, toolbar editor

15 HUMUSOFT s.r.o. 14 Matlab Compiler Vytváří stand-alone aplikace z programů v MATLABUVytváří stand-alone aplikace z programů v MATLABU Lze použít většinu výpočetních a grafických funkcí MATLABu včetně vlastního GUILze použít většinu výpočetních a grafických funkcí MATLABu včetně vlastního GUI Aplikaci je pak možné distribuovatAplikaci je pak možné distribuovat –k využívání aplikace není potřeba licence MATLABu – pokrývá licence MATLAB Compileru v rámci komerční licence lze aplikaci zcela libovolně šířitv rámci komerční licence lze aplikaci zcela libovolně šířit v rámci školní licence lze aplikaci šířit pouze bezplatně a musí být zajištěno její pouze nekomerční (školní) využitív rámci školní licence lze aplikaci šířit pouze bezplatně a musí být zajištěno její pouze nekomerční (školní) využití –ke spuštění aplikace není nutná instalace MATLABu (uživatel bez MATLABu musí mít nainstalován MCR)

16 HUMUSOFT s.r.o. 15 Rozšíření MATLAB Compileru MATLAB Builder EX –vytvoření samostatného doplňku pro Excel –Umožní začlenit do Excelu pokročilé algoritmy z MATLABu MATLAB Builder JA –začlenění aplikace z MATLABu do programů v jazyce JAVA MATLAB Builder NE –začlenění aplikace z MATLABu do programu vytvořením.NET nebo COM komponent Šíření pokrývá licence na MATLAB Compiler Uživatel bez MATLABu musí mít nainstalován MCR

17 HUMUSOFT s.r.o. 16 Matematika Řešení diferenciálních rovnic –MATLAB –COMSOL Multiphysics Statistika a optimalizace –Statistics Toolbox –Optimization Toolbox Symbolické výpočty –Symbolic Math Toolbox

18 HUMUSOFT s.r.o. 17 Řešení ODE a PDE ODEODE –základní nástroj pro řešení ODE je Simulink –výběr z několika řešičů různých řádů (typu Runge-Kutta, prediktor- korektor) –umožňuje řešit komplexní systémy s ODE včetně nelinearit, nespojitostí,... PDEPDE –COMSOL Multiphysics –rozsáhlý modulární systém –řešení PDE ve 3D

19 HUMUSOFT s.r.o. 18 Optimization Toolbox Rozsáhlý soubor algoritmů pro optimalizaciRozsáhlý soubor algoritmů pro optimalizaci –podmíněné, nepodmíněné, spojité i diskrétní úlohy Umožňuje řešit:Umožňuje řešit: –lineární programování –kvadratické programování –nelineární optimalizace –nelineární metoda nejmenších čtverců –řešení soustav nelineárních rovnic –vícekriteriální optimalizace Funkce do příkazové řádkyFunkce do příkazové řádky GUIGUI

20 HUMUSOFT s.r.o. 19 Symbolic Math Toolbox Symbolické výpočetní jádroSymbolické výpočetní jádro Vnáší symbolické výpočty do numerického prostředí MATLABuVnáší symbolické výpočty do numerického prostředí MATLABu –aritmetika s proměnnou přesností –kalkulus (derivace, integrály, limity, …) –lineární algebra (inverze, determinant, …) –řešení rovnic (algebraické, diferenciální) –transformace (Fourier, Laplace, Z)

21 HUMUSOFT s.r.o. 20 Návrh řízení Modelování regulačních schémat, optimalizace nastavení regulátorů, linearize modelůModelování regulačních schémat, optimalizace nastavení regulátorů, linearize modelů –Simulink –Simulink Response Optimization –Simulink Control Design Analýza regulátorů a návrh pokročilých regulačních strukturAnalýza regulátorů a návrh pokročilých regulačních struktur –Control System Toolbox Modelování událostně řízených systémůModelování událostně řízených systémů –Stateflow

22 HUMUSOFT s.r.o. 21 Simulink Základní nástroj pro návrh systémů řízeníZákladní nástroj pro návrh systémů řízení Modelování dynamických soustavModelování dynamických soustav –lineárních –nelineárních Návrh a modelování regulátorůNávrh a modelování regulátorů –spojité –diskrétní Propojením soustav s regulátory lze modelovat libovolné regulační smyčkyPropojením soustav s regulátory lze modelovat libovolné regulační smyčky

23 HUMUSOFT s.r.o. 22 Simulink Ke zjištění odezvy regulace lze využít bohaté knihovny vstupních signálů –přechodové charakteristiky –frekvenční odezvy –... Snadné modelování a porovnání různých variant řízení : –klasické regulace dvoupolohová, PID,... –obecné polynomiální regulátory –stavové regulátory –pozorovatelé, Kalmanovy filtry –...

24 HUMUSOFT s.r.o. 23 Simulink Response Optimization Nástroj pro optimalizaci chování modelu systémuNástroj pro optimalizaci chování modelu systému –grafické rozhraní pro nastavení omezení signálu –volba měnitelných parametrů pro optimalizaci –převádí omezení v časové oblasti na optimalizační úlohu (numerické optimalizace) –využívá funkce Optimization Toolboxu Nastavení parametrů regulátoruNastavení parametrů regulátoru –optimalizace chování v uzavřené smyčce

25 HUMUSOFT s.r.o. 24 Simulink Control Design Návrh řídících systémů pro nelineární soustavy Linearizace soustavy –Simulink linearization engine –výpočet pracovního bodu specifikací simulací –extrakce lineárního modelu ze Simulinkového schématu Návrh regulátoru v Simuliku –volba bloku regulátoru pro ladění parametrů –spolupracuje s Control System Toolboxem

26 HUMUSOFT s.r.o. 25 Control System Toolbox Analýza regulačních obvodůAnalýza regulačních obvodů Modelování a analýza lineárních systémů v MATLABuModelování a analýza lineárních systémů v MATLABu –reprezentace v ss, tf, zpk –spojité i diskrétní –extrakce vlastností (póly, nuly, …) –časové a frekvenční odezvy Návrh regulátoruNávrh regulátoru –SISO Design Tool volba zapojenívolba zapojení grafický a číselný návrhgrafický a číselný návrh automatické laděníautomatické ladění –další funkce (LQG, Kalman) V Simulinku blok LTI systemV Simulinku blok LTI system

27 HUMUSOFT s.r.o. 26 Stateflow Modelování událostmi řízených systémůModelování událostmi řízených systémů –Teorie konečných automatů –Stavový popis a vývojové diagramy –Začlenění událostmi řízené logiky –Intuitivní grafické uživatelské rozhraní –Plná integrace do modelů Simulinku Stateflow CoderStateflow Coder –Automatické generování kódu v jazyce C

28 HUMUSOFT s.r.o. 27 Virtual Reality Toolbox Zahrnutí virtuální reality do prostředí MATLABu a SimulinkuZahrnutí virtuální reality do prostředí MATLABu a Simulinku –zobrazení „živé“ virtuální scény během simulace Modely jsou ve VRMLModely jsou ve VRML –určení parametrů které se zadávají z MATLABu či Simulinku Součástí VR Toolboxu je VRML editorSoučástí VR Toolboxu je VRML editor Model ve VRML lze exportovat z CAD systémůModel ve VRML lze exportovat z CAD systémů

29 HUMUSOFT s.r.o. 28 Fyzikální modelování Modelování skládáním bloků, které reprezentují prvky reálného světaModelování skládáním bloků, které reprezentují prvky reálného světa Propojení bloků signály s obousměrnou interakcí reprezentujícími tok energiePropojení bloků signály s obousměrnou interakcí reprezentujícími tok energie Propojení se Simulinkem přes bloky senzorů a akčních prvkůPropojení se Simulinkem přes bloky senzorů a akčních prvků Blocksety:Blocksety: –Simscape –SimHydraulics –SimMechanics –SimDriveline –SimElectronics –SimPowerSystems MATLAB, Simulink SimPowerSystems Simscape SimMechanics SimDriveline SimHydraulics SimElectronics

30 HUMUSOFT s.r.o. 29 Simscape Simscape obsahuje základní fyzikální prvky ze čtyř oblastí –mechanické prvky hmota, pružina, tlumič translace nebo rotace –hydraulické prvky odporové potrubí, otvor, nádoba, hydromechanický převodník –elektronické prvky odpor, kondenzátor, cívka, zdroj –tepelné děje přenos tepla kondukcí, konvekcí, radiací

31 HUMUSOFT s.r.o. 30 SimHydraulics Modelování komplexních hydraulických soustavModelování komplexních hydraulických soustav Obsahuje prvky proObsahuje prvky pro –hydromotory –ventily –potrubí –lokální odpory

32 HUMUSOFT s.r.o. 31 SimMechanics Modelování složitých kinematických soustavModelování složitých kinematických soustav Obsahuje bloky pro reprezentaciObsahuje bloky pro reprezentaci –těles a kloubů ve 3D –vazeb –silového působení –senzorů pohybu 3D vizualizace ve spojení s Virtual Reality Toolboxem3D vizualizace ve spojení s Virtual Reality Toolboxem Import CAD modelu do SimMechanicsImport CAD modelu do SimMechanics –MathWorks vyvíjí CAD pluginy které jsou integrované do CAD systémů

33 HUMUSOFT s.r.o. 32 SimDriveline Modelování rotačních mechanických soustavModelování rotačních mechanických soustav Obsahuje bloky pro reprezentaciObsahuje bloky pro reprezentaci –momentu setrvačnosti –rozličných převodovek –prvků reálných automobilů Nástroj je speciálně určený pro využití automobilovém průmysluNástroj je speciálně určený pro využití automobilovém průmyslu

34 HUMUSOFT s.r.o. 33 SimElectronics Modelování elektronických obvodůModelování elektronických obvodů Obsahuje bloky pro reprezentaciObsahuje bloky pro reprezentaci –napěťových a proudových zdrojů –pasivních prvků –polovodičů (diody, tranzistory) –senzorů –elektromotorů Rozšíření o knihovnu SPICE kompatibilní prvkůRozšíření o knihovnu SPICE kompatibilní prvků

35 HUMUSOFT s.r.o. 34 SimPowerSystems Zaměřeno na simulaci výkonové elektroniky a energetických systémůZaměřeno na simulaci výkonové elektroniky a energetických systémů Bloky pro reprezentaciBloky pro reprezentaci –elektrických zdrojů a prvky –výkonová elektronika –elektrické stroje –měření –elektrické pohony, distribuované zdroje, transformátory,... –spojité a diskrétní řízení, fázory,...

36 HUMUSOFT s.r.o. 35 Zpracování signálu a obrazu Zpracování signálu v MATLABu –Data Acquisition Toolbox –Signal Processing Toolbox –Filter Design Toolbox Zpracování signálu v Simulinku –Signal Processing Blockset Zpracování obrazu v MATLABu –Image Acquisition Toolbox –Image Processing Toolbox Zpracování videa v Simulinku –Video and Image Processing Blockset

37 HUMUSOFT s.r.o. 36 Data Acquisition Toolbox Připojení HW pro vstup a výstup dat –I/O karty do PC - Analogové i digitální porty –zvukové karty Rozsáhlá podpora zařízení –http://www.mathworks.com/ products/daq/supportedio.html Možnosti ovládání –příkazy z příkazové řádky MATLABu –GUI interface v MATLABu –bloky v Simulinku

38 HUMUSOFT s.r.o. 37 Signal Processing Toolbox Široký rozsah operací pro signal processing –návrh filtrů a filtrace signálů diskrétní i analogové filtry typu FIR a IIR –lineární transformace systémů reprezentace systému jako přenos, stavový model, … –okna –spektrální analýza –transformace Fourierova, Hilbertova, … –statistické zpracování signálu korelace, kovariance, …

39 HUMUSOFT s.r.o. 38 Signal Processing Toolbox –parametrické modelování autoregresivní modelování frekvenční odezva filtrů –lineární predikce výpočet koeficientů –multirate zpracování signálů –tvorba signálů periodické i aperiodické Funkce jsou převážně m-file –lze měnit, přidávat vlastní kód, … Příkazy příkazové řádky nebo GUI

40 HUMUSOFT s.r.o. 39 Filter Design Toolbox Rozšiřuje Signal Processing Toolbox Pokročilý návrh, simulace a analýza filtrů –rozšíření návrhu FIR a IIR filtrů –adaptivní filtry 30 různých algoritmů –multirate filtry + Fixed Point Toolbox –rozšíření o návrh fixed-point filtrů + Filter Design HDL Coder –genetování VHDL a Verilog kódu pro fixed-point filtry

41 HUMUSOFT s.r.o. 40 Signal Processing Blockset Simulace algoritmů pro zpracování signálů –filtrace návrh digitálních a analogových filtrů adaptivní filtry –transformace Fourierova, cosinová, … –statistika střední hodnota, rozptyl, korelace, histogram –spektrální odhad Přináší Frame-based zpracování do Simulinku + Real-Time Workshop –automatické generování C kódu

42 HUMUSOFT s.r.o. 41 Image Acquizition Toolbox Připojení HW pro získávání obrazu –web kamery –framegrabbery Rozsáhlá podpora zařízení –http://www.mathworks.com/products/ imaq/supportedio.html Možnosti ovládání –příkazy z příkazové řádky MATLABu –GUI interface v MATLABu –blok v Simulinku

43 HUMUSOFT s.r.o. 42 Image Processing Toolbox Soubor funkcí pro zpracování obrazu –prostorové transformace změna velikosti, rotace obecné transformace zdané maticí –lineární filtrace a návrh filtrů 2D filtry –frekvenční transformace Fourierova, cosinová, … –morfologické operace dilatace, eroze –analýza a zlepšení obrázků informace o pixelech, histogram detekce okraje objektů, hran zlepšení intenzity, odstranění šumu

44 HUMUSOFT s.r.o. 43 Image Processing Toolbox –deblurring –barvy redukce barev konverze mezi barevnými prostory RGB, indexová, šedá škála, černo-bílá HSV, YIQ, YCbCr –čtení a zápis DICOM souborů Funkce jsou většinou m-file –lze je zobrazit i editovat Funkce příkazové řádky GUI –sada modulárních nástrojů pro základní operace Sekvence obrázků - video

45 HUMUSOFT s.r.o. 44 Video and Image Processing Blockset Zpracování obrazu v Simulinku Vnáší čas do práce s obrázky  video Knihovny bloků –vstup a zobrazení videa –filtrace –geometrické a frekvenční transformace –morfologické operace –statistické funkce –analýza a vylepšení obrazu + Image Acquisition Toolbox –zpracování živého videa + Real-Time Workshop –automatické generování embedded C kódu

46 HUMUSOFT s.r.o. 45 Aplikace v reálném čase Testování algoritmů ve spojení s reálnými systémy (HIL simulace) Tři úrovně Real-Time Aplikací –Přímo v Simulinku (bez RTW) Real-Time Toolbox –Pod Windows na PC Real-Time Windows Target –Na jiné platformě xPC Target systémy dSPACE Automatické generování kódu pro aplikace v reálném čase –Real-Time Workshop

47 HUMUSOFT s.r.o. 46 Real-Time Toolbox Propojení Simulinku s okolním světem v reálném čase –založen na výkonném jádře reálného času –knihovna bloků umožňuje práci v reálném čase bez nutnosti použití dalších nástrojů –práce s externími analogovými a digitálními signály –podpora více než 300 typů I/O karet –vzorkovací frekvence až 1 kHz Není potřeba Real-Time Workshop

48 HUMUSOFT s.r.o. 47 Real-Time Workshop Překlad modelů navržených v Simulinku a kódu z Embedded MATLABu do jazyka C –napojení výpočetního prostředí MATLAB & Simulink na veličiny reálného světa –univerzální zdrojový text –bohaté komentáře –optimalizace z hlediska rychlosti –možnost překladu do spustitelného kódu pro různé platformy RTW Embedded Coder –pro využití v embedded zařízeních –optimalizace z hlediska velikosti –širší možnosti nastavení kódu

49 HUMUSOFT s.r.o. 48 Real-Time Windows Target Pro návrh a testování řídicích systémů –spouštění modelů vytvořených v Simulinku samostatně na platformě MS-Windows XP, Vista v reálném čase –začlenění digitálních i analogových I/O jednotek –podpora více než 300 typů I/O karet –DSP operace se vzorkovacím kmitočtem až 40 kHz –spustitelný kód generován Real-Time Workshopem –propojení se Simulinkem pro ladění parametrů bloků a zobrazení veličin v reálném čase –vhodné pro HIL simulace

50 HUMUSOFT s.r.o. 49 Www zdroje informací Internetové stránky –www.humusoft.cz domovská stránka firmy Humusoft s.r.o. –www.mathworks.com domovská stránka firmy The MathWorks, Inc. MATLAB central –prostor pro vzájemnou komunikaci mezi uživateli a příznivci systému MATLAB/Simulink (otevřená platforma pro prezentaci vlastních aplikací, výměnu souborů, názorů i zkušeností)

51 HUMUSOFT s.r.o. 50 Www zdroje informací Webové semináře (webinars) –on-line semináře zdarma probíhající na internetu v reálném čase v daný den a hodinu –videa webových seminářů, které již proběhli, jsou ke stažení –v angličtině (The MathWorks), češtině, slovenštině –přehled připravovaných a archiv uskutečněných webových seminářů Školení –Firma HUMUSOFT provádí školení na MATLAB, Simulink, Stateflow, Real Time Workshop, fyzikální modelování –zhruba 1x za dva měsíce, termíny jsou vyhlašovány 3 týdny předem

52 HUMUSOFT s.r.o. 51 Www zdroje informací Knihy a publikace –CZ/SK knihy a publikace využívající nebo popisující systém MATLAB/Simulink –kompletní seznam knih a publikací využívajících nebo popisujících systém MATLAB/Simulink Konference MATLAB –příspěvky uživatelů o využití systému MATLAB/Simulink v praxi Diskuzní skupiny –Česká a slovenská skupina uživatelů MATLABu (CSMUG)

53 HUMUSOFT s.r.o. 52 Zkušební verze Plnohodnotná verze MATLABPlnohodnotná verze MATLAB Časově omezena na 30 dníČasově omezena na 30 dní Možnost libovolných toolboxů a blocksetůMožnost libovolných toolboxů a blocksetů V případě zájmu nás kontaktujteV případě zájmu nás kontaktujte

54 HUMUSOFT s.r.o. 53 COMSOL Multiphysics

55 HUMUSOFT s.r.o. 54 COMSOL Multiphysics

56 HUMUSOFT s.r.o. 55 COMSOL Multiphysics Chemical Engineering Module Structural Mechanics Module RF Module AC/DC Module Acoustics Module MEMS Module Earth Science Heat Transfer Module CAD Import Module Optimization Lab Signals & Systems Lab Reaction Engineering Lab CATIA V4, V5 Pro/E Autodesk Inventor VDA-FSSolidWorks Material Library COMSOL Multiphysics MATLAB COMSOL Script

57 HUMUSOFT s.r.o. 56 COMSOL Script Samostatné programovací prostředíSamostatné programovací prostředí –rozšiřuje možnosti COMSOL Multiphysics –používá vlastní interpret –umožňuje tvorbu samostatných aplikací Uživatelské funkce, práce s M-soubory, kompatibilita s MATLABemUživatelské funkce, práce s M-soubory, kompatibilita s MATLABem –obsahuje kolem 500 funkcí Maticové operace, lineární algebra, zpracování datMaticové operace, lineární algebra, zpracování dat Frekvenční analýza, řešení ODEFrekvenční analýza, řešení ODE Funkce pro tvorbu grafických objektů (COMSOL Multiphysics)Funkce pro tvorbu grafických objektů (COMSOL Multiphysics) Nadstavbové moduly COMSOL ScriptuNadstavbové moduly COMSOL Scriptu –Optimization Lab –Signals & Systems Lab –COMSOL Reaction Engineering Lab

58 HUMUSOFT s.r.o. 57 Pracovní postup –volba jednoho nebo více aplikačních režimů (PDE) –vytvoření geometrického modelu –zadání fyzikálních veličin (subdomény, okrajové podmínky) –generování FEM sítě –řešní úlohy –postprocesor (následné zpracování) –komunikace s MATLABem nebo s COMSOL Scriptem –optimalizce úloh COMSOL Multiphysics

59 HUMUSOFT s.r.o. 58 COMSOL Multiphysics Structural Mechanics Module - aplikace založené na:Structural Mechanics Module - aplikace založené na: –Plane strain, plane stress –Mindlinovské desky –Solid, Stress-Strain –Skořepiny –2D, 3D Eulerovy nosníky –2D, 3D přhradové konstrukce Piezoelektrické vlivyPiezoelektrické vlivy Tepelné zatížení konstrukceTepelné zatížení konstrukce –Solid, Stress-Strain s přestupem tepla vedením –Skořepiny s přestupem tepla vedením Fluid Structure InteractionFluid Structure Interaction –Solid, Stress-Strain

60 HUMUSOFT s.r.o. 59 Structural Mechanics Module – pokračováníStructural Mechanics Module – pokračování Typy analýzy:Typy analýzy: –Statická (v čase konstatntní stavy) –Zjišťování netlumených vlastních frekvencí (volné vibrace) –Tlumené vlastní frekvence –Přechodové stavy (úlohy závislé na čase) –Frekvenční odezvy (ustálená odezva na harmonické zatížení) –Kvazistatická analýza (zanedbání vlivu hmoty, časové měřítko je dlouhé) –Parametrická analýza –Velké deformace (Greenova věta, 2. Piola-Kirchhoff napětí), pouze v modelu kontinua –Lineární vzpěr (ztužující vliv napjatosti z nelineárních vztahů pro deformaci), pouze v modelu kontinua –Elastoplastická analýza (izotropní a kinematické zpevňování) –Únavová analýza (proporcionální zatížení s konstantní a proměnnou amplitudou, neproporcionální zatížení s konstantní amplitudou), nutno Script nebo MATLAB COMSOL Multiphysics

61 HUMUSOFT s.r.o. 60 Prattův most z příhradových nosníkůPrattův most z příhradových nosníků –kombinace 3D příhradové konstrukce a zatížení konstrukce (skořepina) Zatížení konstrukce vlastní tíhouZatížení konstrukce vlastní tíhou Zatížení konstrukce statickým zatížením (stojící auto s přívěsem)Zatížení konstrukce statickým zatížením (stojící auto s přívěsem) Analýza vlastních frekvencí, frekvenční módyAnalýza vlastních frekvencí, frekvenční módy COMSOL Multiphysics

62 HUMUSOFT s.r.o. 61 Zatížení háčku na úložné skříňce automobiluZatížení háčku na úložné skříňce automobilu –Nelineární analýza (díky interakci mezi háčkem a zarážkou, elesto-plastické oblast pro háček, nelinearity v geometrii díky velkým deformacím) –Znalost síly pro posuv háčku: F = 2*sqrt(Fx^2+Fy^2+Fz^2) –Posuv ve směru osy x: -Displ_max*((para<=1)*para+(para>1)*(2-para)) COMSOL Multiphysics –Parametrický řešič v rozsahu parametru: 0 0.2:0.1:2 –Scaling počítaných proměnných a parametrů (velké rozdíly v hodnotách)

63 HUMUSOFT s.r.o. 62 Gumové těsnění dveří automobiluGumové těsnění dveří automobilu –Hyperplastický materiál, výpočet velkých deformací –Obecně výpočet z deformační energie: Neo Hookův zákonNeo Hookův zákon Mooney RivlinMooney Rivlin COMSOL Multiphysics k - modul objemové pružnosti C - Cauchy – Green tenzor J el - změna objemu vlivem tepla A0A0 Adiabatické stlační vzduchu: A

64 HUMUSOFT s.r.o. 63 Šíření zvuku v interiéru automobiluŠíření zvuku v interiéru automobilu –Bodový zdroj zvuku v interiéru automobilu (ve tvaru kostky), měřeno ve druhém bodě –Frekvence v rozsahu 490 – 500 Hz pro 11 hodnot COMSOL Multiphysics

65 HUMUSOFT s.r.o. 64 COMSOL Multiphysics Požadavky na HWPožadavky na HW –Windows 2000, Windows XP, Windows XP Professional x64 Edition, Windows Vista (32 a 64 bit) –Pentium III nebo novější (AMD Opteron, AMD Athlon 64, Pentium 4 s EM64T, nebo Xeon s EM64T) –OpenGL 1.1 Microsoft nebo akcelerátor podporující OpenGL 1.1, nebo Direct X verze 8.0 nebo pozdější. Grafická karta min. 32 MB paměti. – Pro práci s MATLABem verze 7.0, 7.0.1, 7.0.4, 7.1, 2006a/b, 2007a/b –minimální doporužená RAM 1 GB UnixUnix –Solaris 8,9,10 (UltraSPARC II nebo pozdější) –Linux (AMD Opteron, AMD Athlon 64, EM64T, Itanium 2) –Debian 3.0, RedHat Enterprise 4, Fedora Core 5, SUSE 9.0, 9.3, 10.1 –64-bit: SUSE 9.0, , RedHat Enterprise 4 (AMD64/Intel EM64T) –MAC, PowerPC G4 nebo PowerPC G5, Intel processor

66 HUMUSOFT s.r.o. 65 Www zdroje informací Internetové stránky -www.humusoft.cz domovská stránka firmy Humusoft s.r.o. -www.comsol.com domovská stránka firmy COMSOL AB. Workshops and Events - COMSOL Plánované semináře a školení pořádané firmou COMSOL v Evropě a v Americe -www.comsol.eu/training/ Technická podpora – COMSOL -www.comsol.eu/support/ Galerie příkladů -www.comsol.eu/showroom/

67 HUMUSOFT s.r.o. 66 Děkuji za pozornost. Karel Bittner


Stáhnout ppt "HUMUSOFT s.r.o. 1 MATLAB 10.9.2008 Univerzita Pardubice."

Podobné prezentace


Reklamy Google