Anonim

Поновљено тестирање прототипа хардвера један је од начина да се рачунају вишеструке варијације током процеса развоја електроенергетског система авиона. Традиционалне методе испитивања прототипа, међутим, нису адекватне за потпуно истраживање свих могућих варијација. Најбоља опција је премештање дизајнерских и тестних активности у свет симулације. Помоћу симулације, дизајнерски тимови могу да креирају и анализирају виртуелне прототипове својих дизајна како би видели како извори варијација утичу на перформансе. Помоћу симулације, дизајнерски тимови могу тачно да моделирају изворе варијације и анализирају њихов утицај на перформансе електроенергетског система. Резултат је бољи квалитет система уз ниже трошкове прототипирања. Да би ефикасно користио симулацију, дизајнерски тим мора усвојити организован приступ развоју система. Иако постоји много развојних приступа дизајнираних за побољшање поузданости система, већина их има своје корене у принципима робусног дизајна.

Уопштено речено, робусни дизајн је доказана развојна филозофија усмерена на оптимизацију перформанси, поузданости и трошкова система. Да би се постигао овај циљ оптимизације, робусни принципи дизајна морају бити саставни дио процеса дизајнирања од првих фаза развоја система. Тагуцхи метода је популарна методологија робусног дизајна која визуелно представља систем у погледу четири важна фактора: фактори сигнала, фактори одзива, фактори буке и фактори контроле. Све четири имају директан утицај на рад система.

Фактори сигнала су сигнали или командни улази у систем. Фактори одговора одређују како систем реагује на улазе. Фактори буке су варијације дизајна који узрокују одступање система наредба-одговор система од номиналног. Фактори контроле су методе које је дизајнерски тим користио да надокнади варијације.

н

Рачунање свих интеракција између фактора сигнала, реакције, буке и контроле може бити компликован процес. Сложеност задатка пропорционална је сложености дизајна. Робусни дизајн заснован на симулацији је једини практични начин да се у потпуности анализира утицај варијације на перформансе система. Такав симулацијски ток подржава следеће кључне дизајнерске активности: успоставити почетне перформансе за номинални дизајн система; одредити који параметри дизајна имају највише утицаја на метрике перформанси система; фино подешавање критичних параметара за оптимизацију перформанси система; анализирати одговор система како се параметри дизајна мијењају унутар њиховог распона толеранције; осигурати да компоненте система остану унутар њихових задатих сигурних радних граница; провјерити перформансе система јер су кључне компоненте доведене до квара.

У номиналној фази пројектовања, тим за пројектовање проверава да ли систем испуњава номиналне критеријуме перформанси који су наведени у пројектној спецификацији. Анализа осетљивости говори дизајнерском тиму који системски параметри највише утичу на метрике перформанси. Параметријска анализа произилази из анализе осетљивости и гледа како на системски одговор утичу промене у кључним параметрима компоненти. Статистичка анализа анализира како случајне комбинације вредности дизајнерских параметара утичу на перформансе система. Анализа стреса истражује напрезања која су постављена на систему да би се видјело да ли су неке компоненте одгурнуте ван њихових оперативних граница. Анализа модуса неуспјеха анализира перформансе јер компоненте унутар система узрокују неуспјех. Док се симулацијски тијек робусног дизајна приказује као серијски процес, промјене дизајна у једном кораку тока често захтијевају понављање претходних корака.

Имајте на уму да итеризиране анализе, као што су параметријске и статистичке симулације, могу бити посебно рачунарске. Пројектни тимови би требали изабрати алате за симулацију који имају дистрибуиране могућности рачунања, при чему се појединачни симулацијски циклуси више понављане анализе шире на рачунску мрежу. Симулатор подржава расподељено рачунање, пружајући дизајнерским тимовима могућност да заврше итетеризиране анализе у делићу времена потребног за извршење једног процесора.

Моделирање система

Ефикасна примена тока робусног дизајна зависи од перформанси симулације, што заузврат зависи од избора интелигентних модела. Пројектни тимови морају одабрати моделе који су тачни и брзо симулирају. Кључ правилног избора модела је усредсређивање на тачност. Често се производе модели за симулацију који покушавају да објасне сваки аспект понашања уређаја.

Иако постоје случајеви када је потребан свеобухватни модел, то је само у неколико дизајнерских ситуација. Модели уређаја би требали бити одабрани или развијени по том моделу само понашања која су критична за дизајн. Технологија описа језика хардвера (ХДЛ) омогућава ово. Помоћу напредног ХДЛ-а, попут језика МАСТ из Синопсис-а или ВХДЛ-АМС језика стандардизованог од стране ИЕЕЕ, дизајнерски тимови могу одабрати или креирати моделе који су тачни и истовремено се симулирају.

Пример електроенергетског система

За илустрацију симулацијског тока заснованог на робусном дизајну, размотрите основни претварач од 230 Вац до 28Вдц у електроенергетском систему авиона. Сврха је овде да се укратко илуструје процес симулације. Детаљни дизајн претварача је изван оквира овог чланка.
Први корак у анализи претварача је креирање симулацијског модела. Овај систем се може моделирати на различите начине, укључујући идеалан претварач, претварач са просечном променом или као потпуно преклопљени претварач. Сваки модел има своје место и сврху у току развоја. Идеалан модел претварача може се користити за истраживање топологија конвертера. Модел са просечним прекидачем помаже дизајнерском тиму да оптимизира стабилност система. Потпуно пребачени модел је најприкладнији за детаљан дизајн и коначну верификацију система.

Поред помагања у анализама стабилности система, модел са просечним прекидачем пружа и најбољу комбинацију између детаљног дизајна и перформанси симулације. Будући да су перформансе симулације кључне за ефикасан и ефикасан ток робусног дизајна, дизајнерски тимови би требали користити овај ниво модела за већину симулација електроенергетског система.

Континуирана електрификација система авиона критичних за лет захтева да уређаји за производњу електричне енергије и могућности претворбе испуњавају строге стандарде поузданости. Ови стандарди морају бити испуњени упркос варијацијама у компонентама електроенергетског система, производним процесима и условима окружења. Робусни принципи дизајна, у комбинацији са врхунским алатима за анализу попут симулатора Сабре из Синопсис-а, пружају дизајнерским тимовима виртуелне алате за израду протокола који су им потребни за анализу и обрачун варијација које највише утичу на перформансе електроенергетског система.