Model-Based Calibration Toolbox

Modéliser et calibrer des moteurs

 

Model-Based Calibration Toolbox™ propose des applications et des outils de conception pour la calibration optimale de moteurs complexes et de sous-systèmes de groupes motopropulseurs. Vous pouvez définir des plans de test optimaux, ajuster automatiquement des modèles statistiques, mais aussi générer des calibrations pour des moteurs complexes comportant de nombreux actionneurs qui exigeraient un arsenal de tests complet si vous utilisiez des méthodes traditionnelles. Les calibrations peuvent être optimisées à des points de fonctionnement individuels ou sur des cycles de conduite pour identifier le point d'équilibre optimal entre économies de carburant, performance et émissions du moteur. Grâce aux applications et fonctions MATLAB®, vous pouvez automatiser le processus de calibration pour des types de moteurs similaires.

Les modèles créés avec Model-Based Calibration Toolbox peuvent être exportés vers Simulink® afin d'aider l'ensemble de l'équipe de conception de groupes motopropulseurs pour la conception de systèmes de contrôle, les tests Hardware-in-the-Loop et les activités de simulation de groupe motopropulseur. Les tables de calibration peuvent être exportées vers ETAS INCA et ATI Vision.

Commencer :

Création et gestion de tests

Créez un plan de tests parfaitement adapté à vos besoins d'analyse

Plan d'expériences

Model-Based Calibration Toolbox™ vous permet de créer un plan de tests basé sur la méthode des plans d'expérience, cette dernière permet de gagner du temps en exécutant les tests nécessaires et suffisants pour déterminer la forme de la réponse du système. Cette toolbox propose une grande variété de structures disponibles pour élaborer vos propres plans d’expérience, y compris des plans de type complet, des plans optimaux ou encore des plans classiques.

Définissez un plan de type complet et étudiez-en les propriétés avec l'éditeur de conceptions.  

Stratégies de tests

Model-Based Calibration Toolbox intègre le design expérimental avec trois stratégies de tests utilisées couramment : en une étape, en deux étapes, et point par point. Chacune de ces stratégies a un plan de tests et un type de modèle qui lui est propre.

Attribuez des variables locales ou globales pour le type de modèle choisi.

Modélisation de l'enveloppe du système

L'acquisition de données et la modélisation de moteur doivent tenir compte des régions de fonctionnement du système qui doivent être testées physiquement. Model-Based Calibration Toolbox vous permet d'ajouter des contraintes à vos plans expérimentaux et de créer des modèles de limites décrivant la région pour laquelle les tests et la simulation sont faisables. Les enveloppes convexes sont l'un des types de modèles de limite supportés. Les coques convexes offrent l'ensemble convexe minimal renfermant les points de données.

Utilisez l'éditeur de limites pour définir et visualiser la région de tests réalisables et les conditions de test associées.

Analyse des données et modélisation des réponses

Analysez et visualisez vos données de tests, puis ajustez les modèles de surface de réponse

Prétraitement des données

Model-Based Calibration Toolbox vous propose des outils pour analyser les données et les formater en amont des activités de modélisation. Avec l'éditeur de données, vous pouvez effectuer un grand nombre d'opérations de prétraitement, notamment le filtrage pour exclure des données inutiles, l'ajout de notes à propos des tests, la transformation ou la mise à l'échelle de données brutes, le groupement de données de tests ainsi que l'appariement de ces données aux plans d’expérience.

Utilisez l'éditeur de données pour sélectionner un sous-ensemble de tests et afficher les données dans différents formats : tracés 2D, tracés 3D et table.        

Ajustement du modèle en fonction des données

L'application de recalage de modèles MBC propose des outils interactifs pour l'ajustement et la validation de modèles. Un grand nombre de modèles sont disponibles directement, ce qui vous permet de créer des modèles statistiques qui représentent vos données avec précision. Vous pouvez choisir entre des modèles sur base de processus gaussiens, de fonctions à base radiale, de polynômes, de splines voire même de modèles non-linéaires définis par l'utilisateur. L'application simplifie la comparaison entre de nombreux modèles différents. Ainsi, vous gagnerez en confiance quant au modèle recalé obtenu.

Utilisez l'application d'ajustement de modèles MBC pour ajuster et évaluer différents types de modèles pour un moteur à allumage commandé.

Génération de calibrations optimales

Définissez vos objectifs de contrôle et calibrez vos lookup tables

Optimisation des performances moteur

L'application MBC Optimization de Model-Based Calibration Toolbox vous permet de générer des calibrations optimales pour les lookup tables utilisées dans votre contrôle moteur pour vos fonctions d’allumage, d’injection de carburant ou encore celles relatives au phasage des arbres à cames. La calibration de ces fonctions impose souvent des compromis entre la performance du moteur, son économie en carburant, sa fiabilité et ses émissions. Vous pouvez :

  • Faire des compromis entre des objectifs de conception opposés
  • Effectuez des optimisations sous contraintes et multi-objectifs
  • Effectuer des optimisations pondérées basées sur des cycles de conduite typiques
  • Exporter les calibrations dans ETAS INCA et ATI Vision

Moteur SKYACTIVE-D de Mazda.

Optimisation de systèmes comportant plusieurs modes de fonctionnement

Les problèmes de calibration complexes peuvent exiger des optimisations différentes pour des régions distinctes d'une même table. L'assistant de remplissage de table vous permet de remplir les tables pas-à-pas à partir des résultats de plusieurs optimisations, ce qui permet ensuite une interpolation lisse entre les valeurs des tables existantes. Vous pouvez également combiner plusieurs modèles représentant les réponses du système selon des modes de fonctionnement différents quand l'objectif est de remplir une seule table pour tous les modes ou de remplir une table pour chacun de ces modes.

Utilisez l'application d'optimisation MBC afin de créer des calibrations optimales pour les moteurs dotés de plusieurs modes de fonctionnement.

Calibration d’estimateurs

Les logiciels de contrôle moteur comprennent souvent des fonctions permettant d'estimer les états trop difficiles ou trop coûteux à mesurer sur véhicule, tels que le couple moteur ou le débit d’air. Avec l'application MBC Optimization, vous pouvez concevoir des estimateurs graphiquement au moyen de diagrammes Simulink®, remplir les lookup tables pour ces fonctions puis comparer les estimateurs avec des modèles empiriques créés à partir de données mesurées.

Processus de calibration, de remplissage et de validation de tables pour un sous-système destiné à l'estimation du couple d'un moteur.

Exécution de simulations dans Simulink

Exportez des modèles statistiques dans Simulink ou utilisez-les pour des tests Hardware-in-the-Loop (HIL).

Modélisation de systèmes et optimisation

Servez-vous des modèles statistiques développés dans cette toolbox pour capturer des phénomènes physiques complexes du monde réel. Ceux-ci sont souvent difficiles à modéliser avec les modélisations mathématique ou physique traditionnelles. Vous pouvez, par exemple, exporter des modèles pour le couple, la consommation de carburant et les émissions à la sortie du moteur dans Simulink et exécuter des simulations d'appariement de groupes motopropulseurs, d'économies de carburant, de performances et d'émissions. Le modèle statistique peut alors avantageusement remplacer le sous-système Simulink pour accélérer la simulation.

Application de référence de Powertrain Blockset.    

Tests hardware-in-the-loop

Les modèles construits dans Model-Based Calibration Toolbox puis exportés dans Simulink peuvent être utilisés pour réaliser des simulations temps-réel rapides et précises afin d’émuler le fonctionnement moteur et ainsi fournir les signaux adéquats aux capteurs et aux actionneurs. Pour développer des modèles dans cette toolbox, l’utilisateur suit une méthodologie bien définie dans l’outil, ceci permet de fluidifier le développement de modèles devant être déployés sur bancs HIL, et donc de valider plus rapidement vos algorithmes de contrôle.

Configuration complète de rack Speedgoat. Cette configuration était utilisée pour automatiser les tests de contrôleurs de tracteurs avec des test HIL.

Nouveautés

Progression de l'optimisation

Consultez les tables de surface de résultats durant l'optimisation

Solutions d'optimisation

Utilisez des contraintes faibles afin de trouver des solutions d'optimisation réalisables

Consultez les notes de version pour en savoir plus sur ces fonctionnalités et les fonctions correspondantes.