Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的图1

Dymola是达索CATIA品牌旗下基于Modelica语言的多领域系统建模仿真工具,广泛地应用于汽车、航空、航天、能源等行业系统的功能验证和硬件在环仿真;它非常丰富的多学科元件库为多领域的统一建模提供了很大的帮助;该平台具有直观的建模环境,支持与其他软件(如XFlow/Abaqus/Simpack/MATLAB等)的联合仿真,支持FMI协议和半实物仿真,还能够与d Space连接进行硬件在环实验;同时Dymola平台还具有3D动画功能,有通用的CAD模型接口。

Abaqus是达索SIMULIA品牌的高级非线性有限元、多物理场统一模拟旗舰产品,Dymola+Abaqus可以完成超级复杂的系统级仿真,比如考虑实际结构变形的Steward平台、柔性机器人控制、汽车ABS防抱死系统等,通过二者的联合仿真可以在更高级别上还原真实的物理世界。

下面的案例是关于如何利用Dymola+Abaqus联合仿真以实现水温控制,其实这种简单的温度或力的控制通过UAMP/VUAMP/UEL子程序也能做到,只是需要自己先写好PID控制代码,而通过Dymola Modelica标准库的调取,随便拖拽两下就能实现相同乃至更复杂的功能。

1. 问题描述


如下图,入口处冷水的初始温度为30℃,水流经过电热丝加热后,从出口流出的温度快速升至并维持在50℃,通过联合仿真模拟水温控制器对水流的加热控制过程。

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的图2

水温控制器


2. 建模思路


这是一个流体--逻辑控制三者耦合问题,建模思路如下:
  • 流体流动与内部传热用Abaqus/CFD求解器进行模拟;

  • 电热丝和温度传感器的发热或自身传热用Abaqus/Standard求解器进行模拟;

  • 流体-结构之间的传热通过SIMULIA Co-simulation Engine (CSE)进行共轭传热(Conjugate heat transfer,CHT)模拟;

  • PID逻辑控制部分先通过Dymola的FMI 2.0协议输出用于调节水温的*.fmu文件,再利用CSE和Abaqus/Standard求解器进行通信完成协同仿真。

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的图3

水温控制器系统模型数据传递关系

Dymola搭建的PID控制器如下图所示,它会读取Standard中温度传感器传来的当前温度并计算与目标温度之间的误差,经过PID算法决定电热丝的发热功率的大小,以达到使出口处水温升高并维持在50℃的目的。

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的图4
Dymola PID控制模型

3. 仿真结果


流体--逻辑控制仿真结果表明,大约经过15s,水温控制器即可将出口处的水温升高并维持在50℃不变。

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的图5

最终温度分布


Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的图6

水流升温过程 | 出口处升温曲线 | 电热丝发热曲线



参考:

百度词条:西工大—达索Dymola创新中心 | Dymola平台介绍

3ds.com/3dexperience

SIMULIA Abaqus Documentation

PIDABAQUS共轭传热Dymola
2 0

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的相关视频课程

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的相关资料下载

Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的评论0条

    暂无评论

    Dymola+Abaqus | PID水温控制器案例详解的相关案例教程

    Dymola是法国DassaultSystems公司的多学科系统仿真平台,广泛应用于国内外汽车、交通、能源等行业的系统总体架构设计、选型及匹配验证、系统优化等。Dymola支持FMI标准接口协议,可用于集成不同软件建立的、不同详细程度的模型,进行MIL、SIL和HIL测试。 产品介绍 • 多学科仿真 Dymola作为多学科系统仿真平台,提供了多种属性的物理接口,覆盖机械、电气、热、流体以及控制等领
    (转)       在技术发展和市场的驱动下,产品功能越来越复杂,通过解析的方法对产品进行分析的难度逐渐增大。而采用实验的方法对产品进行研究则需要物理样机,一方面所需投入较多、时间周期较长,另一方面,当发现样机在某些功能和性能层面无法满足要求时,进行更改的成本非常高。即使这些问题都能够解决,实验方法还要面对某些工况下实验带来的危险和破坏、实验环境不一致、实验
    锂离子电池包热管理的要求是根据锂离子电池发热机理,合理设计电池包结构,选择合适的热管理方式,合理设计热管理策略,保证电池包内各个单体电池工作在合理温度范围内的同时尽量维持包内各个电池及电池模块间的温度均匀性。动力蓄电池热管理系统(BTMS,Battery Thermal Management System)对纯电动汽车在各种环境下的动力性有至关重要的影响。通过研究分析锂离子电池产热原理,BTMS传
    Cotherm作为一款专业的CAE耦合工具,在三维热流耦合方面,支持TAITherm与CFD工具的稳态耦合、准瞬态耦合以及全瞬态耦合三种自动耦合实现方式,用户可以使用CoTherm的GUI界面直接编辑耦合流程进行耦合设置,而无需使用复杂的脚本,耦合仿真过程更加直观,并减少了用户操作,提升产品开发效率,从而使用户更专注于实际分析。 在针对特定的多学科耦合性强的问题,仅通过热流耦合不能对问题进行完整的
    1. 背景 电动车能量管理是提高电动车整体效率、增加续驶里程的关键技术。此外,在实采路谱条件下电动车能量管理还可以对三电系统的工作条件进行详细分析和优化,保障三电系统安全运行,避免其长时间运行在危险条件下,有效延长其使用寿命。电动车能量管理技术涉及动力传动系统、三电热管理系统、HVAC以及能量管理控制策略等多个领域。随着人们对车辆性能,能耗以及舒适性要求的日益提高,车辆系统设计以及动力总成架构越来
    硕士/结构仿真工程师
    影响力
    粉丝
    内容
    获赞
    收藏