Simscape

멀티도메인 물리 시스템을 모델링하고 시뮬레이션하십시오.

 

Simscape™를 사용하면 Simulink® 환경에서 물리 시스템 모델을 빠르게 생성할 수 있습니다. Simscape를 통해 블록 다이어그램 및 기타 모델링 패러다임과 직접 통합되는 물리적 연결을 바탕으로 물리적 컴포넌트 모델을 구성하십시오. 기본 컴포넌트를 도식에 조합하여 전기 모터, 브리지 정류기, 유압 액추에이터 및 냉장 장치 등의 시스템을 모델링할 수 있습니다. Simscape 애드온 제품은 더욱 복잡한 컴포넌트 및 분석 기능을 제공합니다.

Simscape는 제어 시스템 개발과 시스템 레벨의 성능 테스트에 사용할 수 있습니다. 물리 모델링 구성 요소, 도메인 및 라이브러리의 텍스트 기반 작성을 지원하는 MATLAB® 기반 Simscape 언어를 사용하여 사용자 정의 구성 요소 모델을 생성할 수 있습니다. MATLAB 변수 및 표현식을 사용하여 모델을 매개 변수화하고 Simulink의 물리 시스템을 위한 제어 시스템을 설계할 수 있습니다. Simscape는 모델을 HIL(hardware-in-the-loop) 시스템을 포함한 다른 시뮬레이션 환경으로 배포할 수 있도록 C 코드 생성을 지원합니다.

시작하기:

멀티 도메인 도식

다수의 도메인에 걸친 모델을 빠르게 조립하십시오.

정확한 모델을 빠르게 구축하십시오.

물리적(비인과적) 연계를 나타내는 선들을 이용하여 시스템 도식을 조립하십시오. 기계, 전기, 유압 기타 구성 요소 네트워크에 관한 방정식이 자동으로 유도됩니다.

블록 다이어그램 및 도식으로 표현된 질량-스프링-댐퍼(mass-spring-damper)입니다.

직관적인 모델을 다른 사람과 공유하십시오.

Simscape 모델은 시스템의 물리적 구조와 일치하기 때문에 쉽게 이해하고 해석할 수 있습니다. 모델에 어떤 시스템이 있고 시스템이 서로 어떻게 연결되어 있는지 한눈에 확인할 수 있습니다.

기계, 유체 및 열 컴포넌트가 포함된 멀티 도메인 도식입니다.

프로젝트 간에 모델을 재사용

Simscape 구성 요소의 인터페이스는 모듈 형태이므로 별다른 수고 없이 새로운 설계에 구성 요소를 적용할 수 있습니다. 사용자 지정 모델 라이브러리를 특정 응용 프로그램을 사용하는 수많은 프로젝트에 재사용할 수 있습니다.

12V 네트워크에 전력을 공급하는 재사용 가능한 DC-DC 벅 컨버터 구성 요소

다양한 라이브러리

많은 물리적 도메인과 충실도를 포괄하는 수천 가지 구성 요소를 활용

수천 가지 구성 요소 모델

Simscape 라이브러리에는 저항기, 스프링, 밸브를 비롯하여 전기 구동기, 트랜스미션, 열교환기 등 복잡한 구성 요소 등 다양한 기본 요소가 포함되어 있습니다. 예제 모델에는 구성 요소들을 조합하여 라이브러리를 확장하는 방법이 나타나 있습니다.

많은 도메인에서 나온 구성 요소들이 구비된 Simscape 기본 라이브러리.

많은 물리적 도메인을 포괄

Simscape 라이브러리에는 기계, 전기, 2상 유체 등 10개 이상의 물리적 도메인을 갖는 모델을 포함되어 있습니다. 어플리케이션에 필요한 물리적 효과가 포함된 도메인을 선택할 수 있습니다. 예제 모델에는 새로운 기술에 맞춰 도메인을 조정하는 방법이 나타나 있습니다.

사용자 지정 도메인 등 Simscape에서 지원하는 물리적 도메인

추상 모델 및 상세 모델

Simscape 블록은 마찰, 전력 손실 또는 온도에 따른 거동 등 물리적 효과를 반영하거나 무시할 수 있도록 해줍니다. 모델의 충실도를 조절하여, 수행하려는 분석에 맞는 적절한 수준의 상세성을 포착할 수 있습니다.

모델 충실도 조절하기

직관적인 모델링 언어

시스템 거동에 매칭되는 구성 요소를 생성합니다.

DAE와 ODE를 정의합니다.

방정식 기반 모델링 언어에 있는 대수적 제약사항과 미분방정식을 이용하여 물리적 구성 요소의 거동을 지정합니다. 사용자 지정 모델과 Simscape 라이브러리에서 나온 구성 요소를 통합하도록 암묵적 방정식을 정의합니다. 구문은 MATLAB을 기반으로 하기 때문에 쉽게 배울 수 있습니다.

Simscape 언어로 구현된 울트라커패시터용 방정식.

연속 변수와 이산 이벤트를 조합

연속 변수를 이용하거나 이산 이벤트를 이용한 추상적 거동을 이용하여 정확한 물리적 거동을 지정합니다. 예를 들어 상세 모델을 이용하여 전력 전자기기의 스위칭 이벤트 과정에서 일어나는 전력 손실을 포착하거나, 추상적 모델을 이용하여 많은 이벤트들이 시스템 레벨의 성능에 미치는 영향을 살펴봅니다.

이벤트 기반 방정식 및 연속 방정식을 이용한 스위치 모델

구성 요소와 서브클래스를 재사용

클래스를 새로운 텍스트형 구성 요소 정의로 가져오고 그 파일 안에서 새로운 구성 요소를 조립하여 사용자 지정 모델을 간편하게 관리하십시오. 서브클래스를 정의하고 다른 구성 요소에 지정해서 인터페이스의 일관성을 보장하십시오.

구성 요소들이 재사용되고 Simscape 언어 파일 안에 연결됩니다.

효율적인 시뮬레이션

다양한 엔지니어링 과제에 물리 모델 시뮬레이션을 사용하십시오.

방정식 자동 정리

Simscape는 물리적 시스템 전체에 대해 방정식을 자동으로 전개합니다. 도식을 구문 분석한 후 Simscape는 기호 처리 및 인덱스 감소를 사용해 시스템을 가장 효율적으로 표현하는 수학적 공식을 식별합니다.

사이클의 고압 부분이 초임계 유체 영역에서 이루어지는 증기 압축 냉동 사이클 모델.

특수 DAE 솔버

Simscape에서는 Simulink 솔버들을 사용할 수 있고, DAE를 시뮬레이션하기 위해 설계된 솔버 기술이 포함되어 있습니다. Simscape는 모델의 내용에 맞춰 사용해야 할 솔버와 설정을 권고하고 사용자는 그런 설정을 조정하여 정확도와 시뮬레이션 속도 간에 균형을 달성할 수 있습니다.

DAE 시뮬레이션을 위해 설계된 솔버가 포함된 Simscape 솔버 옵션

실시간 시뮬레이션

Simscape에서는 실시간 시뮬레이션을 위한 특수한 시뮬레이션 기술을 활용합니다. 실시간 시뮬레이션에 필요한 대로, 시간 스텝당 계산 강도를 제한할 수 있습니다. 실시간 시스템과의 동기화 실행이 필요한 HIL 테스팅, 트레이닝 시뮬레이터 등의 상황에 Simscape를 활용할 수 있습니다.

Simscape 모델의 실시간 시뮬레이션을 위한 설정

통찰적 분석

설계를 빠르게 탐색하고 성능을 개선하십시오.

시뮬레이션 결과 탐색

변수 및 이벤트 타이밍 등 Simscape 모델에서 나오는 시뮬레이션 결과를 빠르게 탐색하십시오. 결과 플롯에서부터 모델(블록 및 개별 방정식)까지 직접 탐색하여, 관찰된 거동의 원인을 조사하십시오.

Simscape 모델에서 나온 시뮬레이션 결과를 탐색하기 위한 Simscape Results Explorer

모델의 복잡도를 측정

Simscape Statistics Viewer를 이용하여 모델에서 계산이 집약된 부분을 식별하십시오. 변수, 이벤트 트리거 된 방정식, 제약조건 등의 양을 이용하여 복잡도를 평가하십시오. 어떻게 변경하면 시뮬레이션 중에 모델의 성능이 개선될지 확인하십시오.

방정식 전개 중에 유지되거나 제거된 변수를 보여주고 있는 Simscape Statistics Viewer

시뮬레이션 성능 최적화

Simulink Solver Profiler를 이용하여 시뮬레이션이 느린 원인을 찾으십시오. 플롯과 테이블이 시뮬레이션 중의 솔버 거동을 보여주어, 시뮬레이션 속도를 높일 수 있는 모델과 솔버 조정방안을 식별하도록 도움을 줍니다.

모델 배포

임베디드 제어기 테스팅 등 개발 과정 전체에 걸쳐 모델을 사용합니다.

하드웨어 프로토타입 없이도 테스트

Simscape 모델을 C 코드로 변환하여 dSPACE®, Speedgoat, OPAL-RT 등 실시간 시스템에 HIL(hardware-in-the-loop) 테스트를 함으로써 임베디드 제어 알고리즘을 테스트합니다. 양산 시스템의 디지털 트윈을 사용한 테스트를 구성하여 가상 시운전 수행하실 수 있습니다.

병렬 시뮬레이션을 이용한 최적화 속도 향상

Simscape 모델을 C 코드로 변환하여 시뮬레이션 속도를 높이십시오. 컴퓨팅 클러스터 또는 클라우드의 단일 컴퓨터, 다중 컴퓨터에서 멀티 코어에 시뮬레이션을 배포하여 병렬로 테스트를 실행하실 수 있습니다.

병렬 컴퓨팅을 이용하여 전력 소모를 최소화하도록 최적화한 로봇 경로

다른 팀과 협업

Simscape 애드온 제품은 각각의 라이선스를 구매하지 않고, 전체 Simscape 제품군의 최신 구성요소와 기능이 포함된 모델을 튜닝하고 시뮬레이션하십시오. IP 노출을 피하기 위해 외부 팀과 보호 모델로 공유할 수 있습니다.

Simscape 애드온 제품을 이용하는 모델을 해당 제품을 구매하지 않은 사람과도 공유할 수 있습니다.

Simscape 제품군

통합 문제를 식별하기 위해 단일 시뮬레이션 환경에서 테스트.

시스템 전체를 모델링

Simscape 애드온 제품을 이용하여 3차원 기계 시뮬레이션, 3상 전기 네트워크 등의 멀티 도메인을 지원합니다. Simscape Multibody, Simscape Electrical, Simscape Driveline, Simscape Fluids 특정한 도메인에 대한 분석을 수행하고, 특정 응용 프로그램을 사용하는 예제부터 시작하십시오.

플랫폼 및 애드온 제품들이 구비된 Simscape 제품군

모델과 데이터 가져오기

CAD 소프트웨어에서 어셈블리를, SPICE에서 넷리스트를, 유체 데이터베이스에서 유체 물성을, 유한요소 소프트웨어에서 차수가 감소된 모델을 가져오십시오. 하드웨어 설계자가 제공하는 최신 데이터가 포함된 정확한 시스템 레벨의 모델을 구축하십시오.

수많은 특정 도메인의 툴에서 나온 데이터와 모델을 Simscape로 가져올 수 있습니다.

설계 팀과의 협업

소프트웨어 프로그래머와 하드웨어 디자이너가 실행 가능한 전체 시스템 사양을 갖고 설계 과정 초기에 협업할 수 있도록 하십시오. 시뮬레이션을 이용하여 전체 설계 공간을 탐색하십시오.

제어 로직이 로봇 팔과 2개의 컨베이어 벨트를 함께 움직여서 패키지를 운반하고 방향을 돌립니다.

MATLAB 및 Simulink

시스템 모델 전체에 수행하는 과제를 자동화시킴으로써 더 빠르게 설계를 최적화합니다.

MATLAB으로 수행 과제를 자동화하십시오.

모델 어셈블리, 매개변수화, 테스팅, 데이터 수집, 후처리 등을 MATLAB으로 자동화하십시오. 전체 엔지니어링 조직 효율을 개선하기 위한 공통 작업용 앱을 작성하실 수 있습니다.

RC 회로를 생성하기 위한 MATLAB 명령 사용을 보여주는 애니메이션입니다.

시스템 설계 최적화

Simulink를 사용하여 제어 알고리즘, 하드웨어 설계, 신호 처리를 하나의 환경에서 통합하십시오. 최적화 알고리즘을 적용하여 시스템에 맞는 최고의 전반적인 디자인을 찾아냅니다.

개발 주기 단축

요구조건이 완비되고 일관되도록, 검증 및 확인 도구를 이용하여 설계 반복 횟수를 줄이십시오. 개발 주기 전체에 대한 지속적인 검증을 통해 시스템 레벨의 요구 사항 충족을 보장합니다.

최신 기능

sscnewfile 함수

Simscape 파일 템플릿을 사용하여 사용자 지정 구성요소, 도메인 또는 함수 만들기

초기 방정식

방정식이 모델 초기화 중에만 실행되도록 지정

연결 레이블 블록

보존 포트 사이에 가상 연결을 사용하여 다이어그램 간소화

가스, 습한 공기, 열 유체, 2상 유체 블록에 관한 런타임 파라미터

C 코드를 다시 생성하지 않고 파라미터 값 수정

가스, 습한 공기, 열 유체 블록의 조건부 포트 가시성

블록 변형의 추가 포트 노출

열역학 속성 센서(MA) 블록의 추가 측정 옵션

건조 공기의 단위 질량을 기반으로 열역학 속성 측정

2상 유체 물성 시각화

2상 유체 도메인 데이터 플로팅

이 기능과 그에 상응하는 함수에 대한 세부 정보는 릴리스 정보를 참조하세요.

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