Wikipedie

Real-time simulace: Porovnání verzí

Interaktivně procházet historii
← Přejít na předchozí porovnáníPřejít na další porovnání →
Smazaný obsah Přidaný obsah
VizuálníWikitext
mBez shrnutí editace
m delink, typos; vyřešit rozcestníky
značka: editor wikitextu 2017
Řádek 1:
{{upravit|(opravit / eliminovat) nejednoznačné odkazy na rozcestníky}}
'''Real-time simulace''' neboli [[simulace]] v [[Skutečnost|reálném]] [[čas]]e reprodukuje chování fyzického [[systém]]u spuštěním jeho počítačového [[model]]u stejnou rychlostí jakou "běží" [[Skutečnost|skutečný]] [[čas]]. Jinými [[Slovo|slovy]], když v real-time [[Simulace|simulaci]] uplyne určité [[Kvantita|množství]] [[čas]]u, ve [[Skutečnost|skutečném]] [[svět]]ě uplyne stejné [[Kvantita|množství]] [[čas]]u. Pokud například určitý [[proces]] v [[Skutečnost|reálném]] [[svět]]ě trvá 1 [[Sekunda|sekundu]], [[simulace]] tohoto [[proces]]uprocesu musí trvat také 1 [[Sekunda|sekundu]]. [[Simulace]] v [[Skutečnost|reálném]] [[čas]]e se obvykle používá pro vysokorychlostní [[simulace]], [[testování]] ochranné a řídicí techniky v uzavřené [[Řídicí struktura#Cyklus|smyčce]] a obecně pro všechny [[Analýza|analýzy]] typu „Co kdyby“. V real-time [[Simulace|simulaci]] přesnost výpočtů závisí nejen na přesném dynamickém znázornění systému, ale také na délce času použitého k získání výsledků.<ref name="whatWhereWhy">{{Citace elektronické monografie
| příjmení = Bélanger
| jméno = Jean
Řádek 19 ⟶ 20:
}}</ref>
 
=== Význam real-time simulace ===
Zatímco složitost návrhů nových [[projekt]]ů se neustále zvyšuje, inženýři čelí rostoucímu tlaku na snižování nákladů a [[čas]]u vývoje. Výsledkem je, že [[testování]] a ověřování složitých [[systém]]ů se stalo důležitou součástí [[proces]]u návrhu.<ref name="ericlab" /> Real-time [[simulátor]]y se již desítky [[Rok|let]] hojně používají při [[plánování]] a [[Konstrukce|konstrukci]] [[Elektřina|elektrických]] [[systém]]ů. Od uspořádání přenosových vedení ve velkých [[Energie|energetických]] [[systém]]ech až po optimalizaci [[motor]]ových [[pohon]]ů v [[Doprava|dopravě]] hrála [[simulace]] rozhodující roli v úspěšném [[Vývoj softwaru|vývoji]] velkého počtu [[Aplikační software|aplikací]]. V posledních třech desetiletích byl vývoj [[Simulace|simulačních]] nástrojů řízen rychlým vývojem výpočetních technologií. Jelikož [[počítač]]ové [[technologie]] snížily náklady a zvýšily [[výkon]], zlepšila se schopnost [[Simulace|simulačních]] nástrojů řešit stále složitější problémy za kratší [[Čas|dobu]]. Kromě toho se také neustále snižují náklady na [[Digitální data|digitální]] [[simulátor]]y, které je zpřístupňují většímu počtu uživatelů pro širší škálu [[Aplikační software|aplikací]]. <ref name="whatWhereWhy" />
 
Když uživatel nebo fyzické zařízení [[Interakce|interaguje]] s [[model]]em v [[Skutečnost|reálném]] [[čas]]e, tak lze [[model]]umodelu poskytovat [[Vstup/výstup|vstupy]] a následně z [[model]]umodelu získat potřebné [[Vstup/výstup|vstupy/výstupy]]. [[Model]] provedený na [[simulátor]]u v reálném čase lze také upravit online, což u skutečného zařízení není možné. Kromě toho lze libovolný parametr [[model]]umodelu číst a průběžně aktualizovat. Například v [[Simulace|simulaci]] elektrárny lze během [[simulace]] upravit setrvačnost hřídele turbíny, aby se určil její vliv na stabilitu, což je na skutečné elektrárně nemožné. Navíc se [[simulátor]]em v reálném čase je během provádění dostupná jakákoli kvantita [[model]]umodelu. Například v aplikaci větrných turbín je k dispozici točivý moment působící na generátor z převodovky, protože se jedná o [[Vědecké modelování|modelovanou]] veličinu. Ve skutečné větrné turbíně je získání přesné hodnoty točivého momentu v reálném čase téměř nemožné kvůli neúnosným nákladům na měřič točivého momentu. Konfigurace [[On-line a off-line|online]] [[model]]umodelu a plná dostupnost dat umožňují dříve nemyslitelné aplikace. Například ověření, zda může řídicí jednotka kompenzovat změny v dynamice zařízení způsobené stárnutím součásti. <ref name="whatWhereWhy" />
 
== Základní kritéria ==
 
=== Časový krok (Time-step) ===
Aby byla [[simulace]] v reálném čase platná, musí použitý real- time [[simulátor]] vytvářet vnitřní proměnné a výstupy [[simulace]] ve stejné době, jako jeho fyzický protějšek. [[Simulace]] se provádí v diskrétním čase s konstantním neboli fixním časovým krokem. Čas výpočtu řešení v časovém kroku musí být kratší než daná fixní délka časového kroku. Touto podmínkou je real-time [[simulátor]]u umožněno provádět všechny operace nezbytné k tomu, aby byla real-time [[simulace]] relevantní, včetně řízení vstupů a výstupů. V daném časovém kroku dojde ke ztrátě jakékoli doby nečinnosti předcházející nebo následující operace [[simulátor]]u; na rozdíl od zrychlené [[simulace]], kdy se k výpočtu rovnic v dalším časovém kroku použije doba nečinnosti. <ref name="whatWhereWhy" />
 
==== Události časového kroku ====
Řádek 34 ⟶ 35:
# Čtení [[Vstup/výstup|vstupů]] a generování [[Vstup/výstup|výstupů]]
# Řešení [[model]]ové rovnice
# VyměňěníVyměnění výsledků s jinými [[Simulace|simulačními]] uzly
# Čekání na začátek dalšího kroku
 
Řádek 49 ⟶ 50:
 
=== Přesnost simulace ===
Nejkritičtějším kritériem při provádění digitální [[simulace]] v reálném čase je, jak dosáhnout přijatelné přesnosti [[model]]u s dosažitelným časovým krokem simulace. Toto je obzvláště náročný úkol pro simulaci rychle spínané výkonové elektroniky a motorových pohonů. Tyto [[nelineární systém]]y potřebují k dosažení přijatelné míry přesnosti velmi malé časové kroky. K ověření simulace a simulačního nástrojjenástroje musí být provedeno velké množství ověřovacích testů pomocí mnoha různých aplikací, konfigurací, časových kroků a vstupně-výstupních karet.<ref name="whatWhereWhy" />
 
== Druhy real-time simulací ==
Řádek 67 ⟶ 68:
 
=== Rychlé prototypování řídicích systémů (RCP) ===
V rapid control prototyping (RCP) je jednotka zařízení implementována pomocí simulátoru v reálném čase a je připojena k fyzickému zařízení. RCP nabízí mnoho výhod oproti implementaci skutečného prototypu řídící jednotky. Prototyp řídící jednotky vyvinutý pomocí simulátoru v reálném čase je flexibilnější, implementace je rychlejší a ladění je snazší. Prototyp řídící jednotky lze vyladit za chodu nebo zcela upravit pomocí několika kliknutí myší. RCP umožňuje rychlejší lazeníladění, protože je k dispozici každý stav interní řídící jednotky.<ref name="whatWhereWhy" />
 
=== Plně digitální simulace v reálném čase ===
Řádek 188 ⟶ 189:
 
=== Letectví a kosmonautika ===
Zatímco většina leteckých a kosmických aplikací nepotřebuje extrémně nízké časové kroky potřebné pro výrobu energie nebo automobilové aplikace, opakovatelnost a přesnost výsledků simulace je z bezpečnostních důvodů extrémně kritická. VvýrobciVýrobci letadel musí splňovat přísné průmyslové standardy. Norma DO-178B vyvinutá americkou Radiotechnickou komisí pro letectví (RTCA) stanovuje směrnice pro kvalitu avionického softwaru a testování v reálných podmínkách. DO-254 je formální standard upravující konstrukci palubního elektronického hardwaru. Podle těchto standardů jsou vyvíjeny a testovány také komplexní řídicí systémy nacházející se na palubách dnešních letadel. Výsledkem je, že letečtí inženýři potřebují technologie pro přesnější testování a simulace, které zajistí dodržování předpisů. Musí také splňovat požadavky trhu na inovativní nové produkty postavené včas, podle specifikací a v rámci rozpočtu.<ref name="whatWhereWhy" />
 
=== Vývoj a testování elektrických pohonů ===
Citováno z „https://cs.wikipedia.org/wiki/Real-time_simulace“