Создание и применение виртуальной экспериментальной платформы для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением на основе Simulink и Unity3D
Автор: Го Цихуй, Чжан Цзыхань, Холодилин И.Ю., Вэнь Чэньфэй
Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Энергетика @vestnik-susu-power
Рубрика: Электротехнические комплексы и системы
Статья в выпуске: 3 т.24, 2024 года.
Бесплатный доступ
Резюме: Simulink - это хорошо известное программное обеспечение для моделирования электрооборудования, широко используемое при изучении электрических машин. Однако оно ограничено в предоставлении результатов и не способно отобразить реальные эффекты движения физических двигателей. В данной работе разработана система математического моделирования в Simulink и система виртуального 3D-моделирования в Unity3D для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, основанная на концепции цифровых двойников. Ввиду сложности межсистемной передачи данных предлагается кроссплатформенный модульный метод взаимодействия данных на основе протокола связи UDP, модули связи могут независимо получать и отправлять данные, гарантируя плавное взаимодействие между ними. В ходе эксперимента по моделированию двигателя виртуальная экспериментальная платформа демонстрирует высокую скорость реакции и точность. Система виртуального 3D-моделирования может принимать входные данные из модели двигателя Simulink и получать результаты расчетов в реальном времени. Эти результаты затем загружаются в 3D-модель двигателя для визуализации соответствующих движений. Пользователи могут настраивать модели Simulink в соответствии со своими конкретными требованиями и использовать разработанную систему передачи данных для отображения соответствующих рабочих эффектов через виртуальную трехмерную систему. Виртуальная экспериментальная платформа использует 3D-модель для воспроизведения рабочего состояния двигателя и интуитивного трехмерного представления экспериментальных результатов. Это позволяет преодолеть ограничения по времени и доступному оборудованию.
Моторные приводы, цифровые двойники, simulink, человеко-компьютерное взаимодействие, моделирование движения
Короткий адрес: https://sciup.org/147246080
IDR: 147246080 | DOI: 10.14529/power240303
Список литературы Создание и применение виртуальной экспериментальной платформы для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением на основе Simulink и Unity3D
- Князева Г.В. Виртуальная реальность и профессиональные технологии визуализации // Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева. 2010. № 15. С. 68-76.
- Кычкин А.В., Даденков Д.А., Билалов А.Б. Автоматизированная информационная система полунатурного моделирования статической нагрузки электроприводов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2013. № 8. С. 73-83.
- Electric Machines Virtual Laboratory: Testing of DC Motor / R. Badarudin, D. Hariyanto, M. Ali, S. Meunmany // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 2111, no. 1. P. 012041. DOI: 10.1088/17426596/2111/1/012041
- Фешин Б.Н., Ковальский А.А. Разработка виртуально-аппаратного стенда, имитирующего систему управления электроприводами насосных агрегатов // Труды университета. 2014. № 2. С. 106-109.
- Совершенствование лабораторного практикума обучения студентов по направлению подготовки «Электромеханика» / В.И. Бондаренко и др. // Электротехнические системы и комплексы. 2012. № 20. С. 412-437.
- A Virtual Laboratory of D.C. Motors for Learning Control Theory / J.J. Fuertes, M. Domínguez, M.A. Pra-da et al. // International Journal of Electrical Engineering & Education. 2013. Vol. 50 (2). P. 172-187. DOI: 10.7227/IJEEE.50.2.6
- From understanding a simple DC motor to developing an electric vehicle AI controller rapid prototype using MATLAB-Simulink, real-time simulation and complex thinking / P. Ponce et al. // Frontiers in Education. 2022. Vol. 7. P. 941972. DOI: 0.3389/feduc.2022.941972
- Даденков Д.А., Солодкий Е.М., Шачков А.М. Моделирование системы векторного управления асинхронным двигателем в пакете MATLAB/Simulink. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2014. № 11. С. 117-128.
- Li Junfeng, Wu Qinghui, Liu Jie. Design and development of "Motor Drag" virtual laboratory based on Unity3D // Foreign Electronic Measurement Technology. 2016. Vol. 35 (10). P. 87-90. DOI: 10.19652/j.cnki.femt.2016.10.019
- Huo J, Yue X. Retracted: Research and implementation of mechanical virtual experiment teaching platform // International Journal of Electrical Engineering & Education. 2023. Vol. 60 (1_suppl). P. 3895-3910. DOI: 10.1177/00207209211002077
- From understanding a simple DC motor to developing an electric vehicle AI controller rapid prototype using MATLAB-Simulink, real-time simulation and complex thinking / P. Ponce, R. Ramirez, M.S. Ramirez et al. // Frontiers in Education. 2022. Vol. 7. P. 941972. DOI: 10.3389/feduc.2022.941972
- Motion Simulation of Electric Tracked Vehicle Based on Virtual Reality Fusion / H. Du, Q. Jiang, Y. Ruan et al. // 2022 8th International Conference on Virtual Reality (ICVR). IEEE, 2022. P. 163-167.
- Digital twin of an electrical motor based on empirical performance model / A. Rassolkin, V. Rjabtsikov, T. Vaimann et al. // 2020 XI International Conference on Electrical Power Drive Systems (ICEPDS). IEEE, 2020. P. 1-4.
