Ana Sayfa Programlar Matlab & Simulink MSC ADAMS ile MATLAB’in Eş Zamanlı Çalıştırılması (Co-Simulation)

MSC ADAMS ile MATLAB’in Eş Zamanlı Çalıştırılması (Co-Simulation)

482
1
PAYLAŞ

ADAMS ve MATLAB programları kendi alanlarında kabiliyetlerini gerek sundukları özellikler ile gerekse de  kullanıcılardan gelen geri dönüşler ile kanıtlamışlardır. Fakat bu programlar bazı alanlarda özelleştirildikleri için her alanda kullanıcıyı tatmin edememektedirler. Bu nedenle programların eş zamanlı olarak çalıştırılması, en gerçekçi modelleri en kolay yoldan elde etmenin bir yöntemidir.

MSC ADAMS ile MATLAB'in Eş Zamanlı Çalıştırılması (Co-Simulation)
MSC ADAMS ile MATLAB’in Eş Zamanlı Çalıştırılması (Co-Simulation)

MATLAB içerisinde karmaşık sistemlerin dinamik modellerini elde edip görselleştirmek zor iken, ADAMS ortamında ise elde edilen dinamik modellerin kontrol edilmesi bir o kadar zordur. Eş zamanlı olarak programlar çalıştırılarak en karmaşık sistemler modellenebilir ve MATLAB sunmuş olduğu sayısı kütüphane ile kontrol edilebilir.

1) MSC ADAMS Modelinin Hazırlanması

Programların birlikte simülasyon yürütebilmeleri veya bir mekanik modelin doğrusallaştırılmış olarak Matlab modeline dahil edilebilmesi için ADAMS programının Controls modülünün de aktive edilmiş olması gerekmektedir. Bu işlem Tools menüsü altındaki Plugin Manager penceresinden bu modülün seçilmesi ile yapılabilir.

ADAMS/Controls modülü, ADAMS programında hazırlanmış herhangi bir modele ait durum değişkenlerinin, ADAMS dışında bir program tarafından kontrol edilmesini sağlar. Böyle bir simülasyonun en büyük avantajı; kontrol konusunda uzmanlaşmış bir programda hazırlanmış karmaşık kontrol sistemlerinin, doğrusal veya doğrusal olmayan detaylı mekanik sistemler üzerindeki etkisinin incelenmesini büyük ölçüde kolaylaştırmasıdır. Aşağıdaki şekilde modülün iki program arasındaki görevi gösterilmiştir.

Matlab ile Adams Programlarının Çalışma Diagramları
Matlab ile Adams Programlarının Çalışma Diagramları

ADAMS/Controls böyle bir bağlantı için Matlab, Easy5 ve MatrixX kontrol programlarını desteklemektedir.

Bağlantıyı kurmak için öncelikle ADAMS’da veritabanı olarak kayıtlı bir modelin hazır olması gerekmektedir. Simüle edilebilecek derecede tamamlanmış olan her türlü model rahatlıkla bağlantıya hazırlanabilir.

Sistem girişleri, kuvvet, moment gibi kinetik analiz değişkenleri olabilirken ivme, hız, yer değiştirme gibi kinematik analiz değişkenleri de olabilmektedir. Bu değişkenleri giriş ve çıkış olarak tanımlayabilmek için öncelikle Build / System elements / State Variable / New seçeneğinden toplam giriş-çıkış değişkeni sayısı kadar durum değişkeni oluşturulmalıdır.

Oluşturulan bu durum değişkenleri simülasyon süresince; eğer giriş olarak tanımlanmış ise dış kontrol programından gelen değerleri alırken eğer çıkış olarak tanımlanmış ise ADAMS tarafından hesaplanan değerleri dış kontrol programına taşır. Bu sebeple bu değerler ait oldukları büyüklüklere değer olarak atanmalıdır. Aşağıdaki şekilde sırasıyla bir kuvvet ve bir hareket büyüklüğüne atanmış durum değişkenleri gösterilmiştir. İlk pencerede ‘STR_FORCE’ adlı kuvvet elemanına ‘Str_Frc’ isimli durum değişkeni atanmıştır. Bu atama esnasında durum değişkeni bir ‘VARVAL’ fonksiyonu içerisinde belirtilmelidir.

Kuvvet e hareket değişkenlerine durum değişkeni atanması
Kuvvet e hareket değişkenlerine durum değişkeni atanması

Çıkış olarak atanabilecek değişkenler için bir sınır bulunmamaktadır. Her türlü ivme-hız-konum bilgisi, tepki kuvveti/momenti kısacası ‘Measure’ ile ölçülebilen her değişken çıkış olarak belirlenebilir.

2) Adams/Controls Kullanılması

Giriş veya çıkış olarak atama işlemleri Build / Controls Toolkit / Plant Input veya Plant Output seçeneklerinden yapılabilmektedir. Plant Input seçeneğinde ‘Variable Name’ kısmına birden fazla durum değişkeni (Eklem1,…,Eklem4) ismi Şekil 3’deki gibi yazılabilmektedir.

Plant Input penceresinden birden fazla durum değişkeninin giriş olarak tanımlanması
Plant Input penceresinden birden fazla durum değişkeninin giriş olarak tanımlanması

Aynı işlem Plant Output için de yapılarak çıkışlar tanımlanır ve böylece ADAMS’da yapılacak son işleme geçilir. Bu işlem Controls modülünün görevidir ve bağlantı kurulacak programın kullanabileceği türden bir model dosyası oluşturur.

Controls / Plant Export seçeneğine girilerek yeni bir kontrol sistemi oluşturulur. ‘File Prefix’ metin kutusuna girilen isim bu modelin diğer kontrol programından hangi isimle çağrılabileceğini belirler. ‘From Pinput’ butonuna basılarak önceden oluşturulmuş olan Plant Input dosyası seçilir. Aynı işlem ‘From Poutput’ butonu ile Plant Output verisi için de yapılır. Bu dosyaların içerisindeki giriş-çıkış değişkenleri alt kısımdaki alanlarda yazılıdır. ‘Target Software’ kısmından dış kontrol programı; burada ‘Matlab’ olarak seçilir. ‘Analysis Type’ kısmı çok önemlidir ve ‘Linear’ seçilmesi halinde ADAMS modelinin doğrusallaştırılmış durum-uzay modelinin oluşturulup sadece Matlab içerisinden (ADAMS programı çalıştırılmadan) simüle edilmesini sağlar. ‘Non-linear’ seçili ise sistem doğrusallaştırılmadan ve dolayısıyla çok daha gerçekçi olarak simüle edilir. Bu durumda Matlab simülasyonu çalıştırıldığında ADAMS programı da açılır, ilgili model veritabanını yükler ve bu şekilde veri alış-verişi yaparak simülasyonu tamamlarlar. Ayrıca simülasyonun ADAMS üzerinden görsel olarak takip edilmesi için de mutlaka non-linear analiz tipi seçilmelidir.

Plant Export penceresi
Plant Export penceresi

Poutput kısmına en az bir çıkış değişkeni atanması zorunludur. Poutput kısmına durum değişkeni haline getirilmeden de bir measure değişkenini yerleştirmek mümkün gibi görünse de export işlemi sırasında hata verilmesine sebep olmaktadır bu yüzden tüm ölçüm ve değişkenler, durum değişkenleri içerisinde sistem giriş veya çıkışı olarak tanımlanmalıdır.

Export işleminin tamamlanması ile birlikte; Controls modülü; ADAMS modelinin bulunduğu klasör içerisine, Matlab programına ait bir m-file dosyası oluşturur. Bu dosya içerisinde veritabanının ait olduğu klasörün konumu, bilgisayarın sunucu adı (host name) ve doğal olarak model dosyası ismi gibi önemli bilgiler yer almaktadır. Bu nedenle bu dosyanın başka bir konumdan çalıştırılması ve özellikle başka bir bilgisayar üzerinde çalıştırılması durumunda sorun çıkmaktadır. Başka bir klasörden veya bilgisayardan çalıştırılması durumunda ADAMS model veritabanının açılıp; Plant Export işleminin tekrarlanması sorunu ortadan kaldırmak için yeterlidir.

2) Matlab/Simulink Modelinin Hazırlanması

Buradan itibaren ADAMS ile yapılacak hiçbir işlem kalmamış olup, geri kalan herşey Matlab üzerinden yapılacaktır. Matlab programının komut ekranının açılması ile birlikte öncelikle çalışma klasörü olarak ADAMS modelinin bulunduğu klasör gösterilmelidir. Daha sonra bu klasör içerisindeki .m uzantılı dosya komut satırına adı yazılarak çalıştırılmalıdır. Bu durumda komut ekranında modele ait giriş ve çıkışlar listelenecektir. Bundan sonra komut satırına ‘adams_sys’ komutu girilerek bir blok penceresi ortaya çıkarılır. Aşağıkdaki şekillerde Matlab arayüz ekranına ait bazı önemli kısımlar gösterilmiş ve  açılan yeni pencere verilmiştir.

Matlab Arayüz Ekranı
Matlab Arayüz Ekranı
Simulink için ADAMS ile bağlantı blokları
Simulink için ADAMS ile bağlantı blokları

YouTube Direkt

1 YORUM

Bir Cevap Yazın