Model-Based Calibration Toolbox™ は、複雑な非線形システムをモデル化してキャリブレーションするためのアプリと設計ツールを提供します。エンジン、電気機械、ポンプ、ファンなどのパワートレイン システムに加え、ジェットエンジン、水中翼船、および掘削機器などの非自動車システムなど、幅広いアプリケーションで使用することができます。従来の手法では網羅的なテストが必要となるような自由度の高いシステムに対して、最適な実験計画の定義、統計的モデルの自動的な適合、キャリブレーションとルックアップテーブルの生成を行うことができます。ツールボックスアプリまたは MATLAB® 関数を使用して、モデルのフィッティングとキャリブレーション プロセスを自動化することができます。
Model-Based Calibration Toolbox で作成されたモデルを Simulink® にエクスポートし、制御設計、感度解析、ハードウェアインザループ (HIL) テスト、および他のシミュレーション アクティビティをサポートすることができます。キャリブレーション テーブルは、ETAS INCA および ATI VISION にエクスポートが可能です。
詳細を見る:
実験計画法
Model-Based Calibration Toolbox™ により、実験計画法に基づいた実験計画の作成が可能です。 この実験計画法により、システム応答の形状を決定するのに必要な実験計画のみを適用することができ、計測時間を短縮することが可能です。 Model-Based Calibration Toolbox は、空間充填計画 Space-filling デザイン、最適設計、従来式の設計を含む実績のある幅広い実験計画手法を提供します。
テスト戦略
Model-Based Calibration Toolbox は、実験計画を広く使用されている 3 つのテスト戦略 (1 段階、2 段階、および動作点毎) に統合します。各テスト戦略には、適切なテスト計画とモデルタイプがあります。
システム運転領域のモデリング
データを収集してエンジンをモデリングする際、物理的にテスト可能なシステムの運転領域を考慮する必要があります。Model-Based Calibration Toolbox では、実験計画に制約を追加し、テストとシミュレーションが可能な領域を記述する境界モデルを作成することができます。サポートされる境界モデルタイプには、すべてのデータポイントを含む最小の凸集合を提供する凸包が含まれます。
データの前処理
Model-Based Calibration Toolbox は、データを解析してモデリングに適した形式に変換するツールを提供します。Data Editor では、フィルタリングによる不要なデータの除去、所見を記録するテストノートの追加、生データの変換やスケーリング、計測データのグループ化、計測データの実験計画への対応付けなど、さまざまな前処理の操作を行うことができます。
エンジン性能の最適化
Model-Based Calibration Toolbox の MBC Optimization アプリでは、火花点火、燃料噴射、吸排気バルブのタイミングなどのエンジン機能を制御するルックアップテーブル用の最適なキャリブレーション結果を生成することができます。これらの機能のキャリブレーションには通常一般的に、エンジン性能、燃費、信頼性、および排出ガスの間のトレードオフが関係します含まれます。以下を行うことができます。
- 相反する設計目的間のトレードオフ
- 多目的の制約のある最適化の実行
- 一般的なドライブサイクルに基づいて加重最適化を実行する
- ETAS INCA、および ATI VISION へのキャリブレーション結果のエクスポート
電気トラクションモーターの性能の最適化
電気トラクションモーターは、車両電動化の中核となる部品です。モデルベース キャリブレーションを電気モーターの制御キャリブレーションに適用することで、モーター制御エンジニアは最適なトルクと弱め界磁制御を実現し、トルクと速度の全範囲で電気モーターの効率を最大化できるようになります。以下を行うことができます。
- さまざまなトルクと速度の操作点における鎖交磁束面を適合させる
- id/iq 電流と速度に基づいて電気モーターのコア損失モデルを適合させる
- DC バス電圧および磁束テーブルを使用してトルク速度エンベロープを生成する
- 電気モーターの効率を最大化する id/iq 弱め界磁制御ルックアップテーブルを生成する。
複数の動作モードを備えたシステムの最適化
複雑なキャリブレーションの問題では、テーブルのさまざまな領域に対して異なる最適化が必要になる場合があります。テーブル設定ウィザードを使用すると、複数の最適化の結果からテーブル値を段階的に設定することができ、既存のテーブル値をスムーズに補間できます。また、さまざまな動作モードでシステム応答を表す多数のモデルを組み合わせることもできます。このモデルでは、すべてのモードで単一のテーブル値を設定するか、各モードごとにテーブル値を設定することができます。
推定器機能のキャリブレーション
コントローラー ソフトウェアには、多くの場合、エンジントルクや aircharge のような、量産車では測定が難しい、または測定にコストのかかる状態量を推定する機能が含まれます。MBC Optimization アプリでは、 Simulink® ブロックダイアグラムを使用してルックアップテーブルから構成される推定器の機能を視覚的に記述し、これらの機能のルックアップテーブルに値を設定してから、その推定器を計測されたデータから作成された経験的実験的なモデルと比較することができます。
プラントモデリングと最適化
Model-Based Calibration Toolbox で開発した統計的モデルは、従来の数学的な物理モデリングではモデル化が難しい実世界の複雑な物理現象を取り込むことができます。たとえば、トルク、燃料消費量、エンジン出力排出量のモデルを Simulink にエクスポートし、パワートレイン マッチング、燃費、パフォーマンス、排出量シミュレーションを実行することができます。その後、統計サロゲートは Simulink の長時間実行サブシステムを置き換えることで、シミュレーション時間を短縮することができます。
ハードウェアインザループ (HIL) テスト
Simulink にエクスポートした Model-Based Calibration Toolbox モデルをハードウェアによるリアルタイム シミュレーションに使用してセンサーやアクチュエーターのハーネスをプラントモデルで高速かつ正確にエミュレートすることができます。Model-Based Calibration Toolbox によるモデル開発には体系的なプロセスが活用されるため、現在の HIL プラントモデル開発技術に関連するボトルネックが軽減されアルゴリズム設計の検証をより早期に行うことができます。