Gamma di prodotti COMSOL®

Integra COMSOL Multiphysics® in Simulink® con LiveLink™ for Simulink®

Cosimulazioni, modellazione di ordine ridotto (ROM), progettazione e simulazione di sistemi di controllo

LiveLink™ for Simulink® collega COMSOL Multiphysics® all'ambiente di simulazione Simulink®, disponibile come add-on al software tecnico di calcolo MATLAB®. Utilizzando questa funzionalità, è possibile eseguire la cosimulazione dei modelli COMSOL Multiphysics® e dei diagrammi Simulink®. Per la cosimulazione è possibile utilizzare qualsiasi modello COMSOL Multiphysics® dipendente dal tempo o statico. Oltre alla cosimulazione, è possibile esportare rappresentazioni spaziali in ordine ridotto dei modelli COMSOL Multiphysics®. Questi modelli facilitano la progettazione e la simulazione del sistema di controllo utilizzando MATLAB® in combinazione con Simulink® o Control System Toolbox ™. Con l'approccio della cosimulazione, i solutori COMSOL Multiphysics® vengono utilizzati per integrare nel tempo modelli dinamici o risolvere modelli statici. Ciò significa che i grandi modelli che possono essere risolti dai solutori COMSOL Multiphysics® possono essere usati nelle cosimulazioni. È possibile utilizzare LiveLink™ for Simulink® per la progettazione di sistemi di controllo che coinvolgono qualsiasi modello COMSOL Multiphysics® utilizzando qualsiasi combinazione di fisica ed equazioni.

Cosa puoi modellare con LiveLink™ for Simulink®

Controllo della temperatura di un pacco batterie

LiveLink™ for Simulink® è utile per la simulazione del controllo della temperatura, come dimostrato nel modello di esempio denominato Battery Pack Discharge Control with Thermal Analysis. La gestione termica è importante nella modellazione delle batterie. La cosimulazione calcola la distribuzione della temperatura in un pacco batteria durante la scarica. I componenti sono modellati con COMSOL Multiphysics® e con il Battery Design Module. Questa particolare configurazione del pacco batteria è comune nei dispositivi portatili come skateboard, giocattoli, droni e attrezzature mediche. La corrente elettrica del modello di batteria 3D è controllata in Simulink® per garantire una potenza costante durante l'utilizzo.

Controllo della carica della batteria

Esegue il controllo della carica e della scarica di una batteria agli ioni di litio in una cosimulazione tra Simulink® e COMSOL Multiphysics®, come dimostrato nell'esempio denominato 1D Lithium-Ion Battery Model Charge Control. I sistemi di controllo di carica sono utili per migliorare la durata della batteria in quanto prevengono il sovraccarico e la possibile sovratensione. Questo modello combina una simulazione elettrochimica dettagliata, utilizzando COMSOL Multiphysics® e il Battery Design Module, con un sistema di controllo implementato in Simulink®. Il sistema di controllo regola la corrente elettrica durante la carica della batteria per evitare sovratensioni. La corrente elettrica viene controllata anche durante la scarica per garantire una potenza costante.

Controllo di dinamica multibody

Controlla i modelli di corpo rigido o flessibile COMSOL Multiphysics® da Simulink®, come si vede nell'esempio intitolato Control of an Inverted Pendulum modellato con il Multibody Dynamics Module. In questo esempio, un controller PID viene utilizzato per controllare la posizione di base di un pendolo invertito per mantenere stabile la sua posizione verticale. Una forza di bilanciamento esterno viene applicata alla posizione di base a seconda dell'angolo del pendolo per impedirne la caduta. Inoltre, la posizione del pendolo è vincolata entro un intervallo specificato.

Controllo di un freno magnetico

È possibile eseguire una cosimulazione con LiveLink™ for Simulink® anche se il modello COMSOL Multiphysics® è statico, come si vede nell'esempio Magnetic Brake. Un freno magnetico nella sua forma più semplice è costituito da un disco di materiale conduttivo e un magnete permanente. Il magnete genera un campo magnetico costante in cui il disco ruota. Quando un conduttore si muove in un campo magnetico, induce correnti e le forze di Lorentz delle correnti rallentano il disco. In questo modello, creato utilizzando l'AC/DC Module, la velocità angolare viene calcolata in Simulink® in base alla coppia indotta e al momento di inerzia del disco. La coppia indotta viene calcolata in COMSOL Multiphysics® come studio statico elettromagnetico 3D. In questo esempio, Simulink® viene utilizzato come integratore del tempo, invece di COMSOL Multiphysics®, e integra l'accelerazione angolare per calcolare la velocità angolare.

Attuatore MEMS

LiveLink™ for Simulink® rende possibile la cosimulazione multifisica utilizzando COMSOL Multiphysics® e qualsiasi prodotto aggiuntivo. Ciò è illustrato dall'esempio denominato Controllo on/off di un attuatore termico. Il modello è costituito da un attuatore termico a due bracci caldi in polisilicio. L'attuatore viene attivato tramite dilatazione termica. L'aumento di temperatura necessario per deformare i due bracci caldi, e quindi spostare l'attuatore, si ottiene mediante riscaldamento Joule. La maggiore espansione dei bracci caldi, rispetto al singolo braccio freddo, provoca una flessione dell'attuatore; il modello esemplifica una combinazione multifisica di tre tipi di fisica: correnti elettriche, scambio termico e meccanica strutturale. La corrente applicata è controllata in modo che la deflessione dell'attuatore non superi un dato valore. Il controller di accensione/spegnimento è implementato in Simulink®. LiveLink™ for Simulink® non è supportato per l'utilizzo con l'Application Builder, con COMSOL Compiler™ e con COMSOL Server™.


Simulink, Control System Toolbox e MATLAB sono marchi o marchi registrati di The MathWorks, Inc.

Diagramma di cosimulazione LiveLink for Simulink e un riquadro dell'interfaccia utente di COMSOL Multiphysics con un modello di batteria nella finestra grafica.

Cosimulazione di un pacco batteria utilizzando COMSOL Multiphysics® e Simulink®.

Diagramma di cosimulazione LiveLink for Simulink in primo piano e un grafico 1D sullo sfondo. Cosimulazione dinamica multibody utilizzando COMSOL Multiphysics® e Simulink®.
Diagramma di cosimulazione LiveLink for Simulink e un riquadro dell'interfaccia utente COMSOL Multiphysics con un modello di freno a disco magnetico nella finestra grafica. Cosimulazione di un freno magnetico utilizzando COMSOL Multiphysics® e Simulink®.
Diagramma di cosimulazione LiveLink for Simulink e un riquadro dell'interfaccia utente COMSOL Multiphysics con un modello di attuatore termico a due bracci caldi nella finestra grafica. Cosimulazione multifisica di un attuatore MEMS utilizzando COMSOL Multiphysics® e Simulink®.

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