Archiv Technical Computing Camp 2024

Přednášky společnosti HUMUSOFT

Novinky v prostredí MATLAB

Michal Blaho (Humusoft)

MATLAB pomáha výskumníkom, vývojárom a inžinierom pri tvorbe nových algoritmov a zariadení. Vychádza dva krát do roka s množstvom noviniek v základom module a jednotlivých nadstavbách. Počas prezentácie uvidíte nové možnosti pre modelovanie, simuláciu a zdieľanie návrhov, ako aj nové nástroje pre zvýšenie vašej produktivity a tvorby lepšieho kódu a modelov. Novinky budú zamerané na oblasti ako sú:
Open Science

Michal Blaho, Jan Daněk (Humusoft)

Open Science (otevřená věda) je zastřešující označení pro soubor mnoha různých pojmů a postupů zajišťujících otevřenost vědeckého procesu. Má za cíl učinit vědecké poznání otevřeně dostupné, přístupné a opakovaně použitelné pro každého. Usnadňuje šíření výsledků a znalostí, kumulaci vědeckého poznání a ověřitelnost závěrů. V tomto kontextu hraje MATLAB důležitou roli a příspěvek Vám ukáže, jak lze využít software MATLAB ve světě otevřené vědy.

AI a Model-Based Design

Jaroslav Jirkovský (Humusoft)

V dnešních technických systémech se stále více uplatňují algoritmy vytvořené metodami umělé inteligence. Může se jednat o rozpoznávání objektů v obrazových datech, analýzu signálů nebo rozhodovací systém. Ve výsledných aplikacích jsou pak modely umělé inteligence využívány společně s ostatními algoritmy, například s řídicími systémy. Metoda Model-Based Design, postavená na systematickém využívání simulačních modelů, umožní společný vývoj a testování modelů umělé inteligence se zbytkem systému, optimalizovat jejich vzájemné působení a dovést návrh až do podoby cílového nasazení.

Obnovitelné zdroje energie

Anna Tocháčková (Humusoft)

Systémy založené na obnovitelných zdrojích, jako jsou větrné a solární farmy, se rychle vyvíjí a přispívají k většímu podílu na celkové výrobě elektřiny. V nástrojích MATLAB, Simulink a Simscape je možné modelovat architekturu systémů sestavených z obnovitelných zdrojů energie, provádět studie integrace nových zdrojů do systému a vyvíjet řídicí systémy, které je ovládají.

Simscape Battery je prostředí, které umožňuje modelovat bateriové články, navrhovat architektury bateriových sad a vyhodnocovat tepelné a elektrické odezvy v běžných i poruchových podmínkách. Články lze parametrizovat na základě datových listů výrobce. Simscape Battery také umožňuje zkoumat přenos tepla mezi jednotlivými články a měřit účinnost chlazení.

Samostatnou kapitolu pak představuje využití dalších inovativních technologií, jako jsou palivové články. Efektivní vývoj palivových článků a elektrolyzérů vyžaduje dostatečně věrné simulační modely, které umožňují prozkoumat návrhové možnosti, analyzovat kompromisy a jsou oporou při návrhu vhodných řídicích systémů.

Tvorba interaktivních grafických aplikací

Lubor Zháňal (Humusoft)

V prostředí MATLAB a Simulink je možné vytvářet interaktivní grafické aplikace pomocí grafického návrháře, nástroje App Designer. Aplikace umožní uživateli interaktivním způsobem volat programy a funkce vytvořené v prostředí MATLAB nebo ovládat simulační modely vytvořené v prostředí Simulink. Vytvořené aplikace je možné spouštět z prostředí MATLAB nebo je převést do podoby samostatných aplikací, které již ke svému spuštění MATLAB nepotřebují.

Interaktívna tvorba a správa experimentov

Michal Blaho (Humusoft)

Tvorba algoritmov často zahŕňa hľadanie optimálnych parametrov. Za týmto účelom je potrebné vykonať niekoľko opakovaných behov algoritmu s rôznymi variáciami parametrov. Ukážeme si, ako môžete vytvoriť experimenty v aplikácií Experiment Manager app pre vlastné algoritmy, strojové učenie alebo deep learning. V prostredí Simulink predstavíme nástroj Multiple Simulations Panel a jeho prepojenie s aplikáciou Simulation Manager. Na zaver spomenieme aj ako experimenty paralelizovať.

Neuronové sítě v COMSOL Multiphysics 6.2.

Martin Kožíšek (Humusoft)

Při představení simulačních nástrojů COMSOL Multiphysics, COMSOL Server a COMSOL Compiler ve verzi 6.2. na sebe strhla pozornost nejzářivější novinka – možnost zapojit neuronovou síť do FEM modelu.

Modelování a simulace poruch v technických systémech

Jaroslav Jirkovský (Humusoft)

Simulink Fault Analyzer pracuje s modelem systému vytvořeným v prostředí Simulink. Do modelu jsou zavedeny poruchy, jejichž účinky chceme zkoumat. Poruchy mohou být vyvolány v zadaném čase nebo spouštěny podmínkami v systému. Vliv poruch můžeme analyzovat graficky v nástroji Simulation Data Inspector. Pomocí mnohonásobných simulací lze provést analýzu citlivosti na zavedené poruchy. Také je možné provádět bezpečnostní analýzy, jako je FMEA (Failure Mode and Effects Analysis).

Industrial Control Systems Design and Virtual Commissioning with Model-Based Design

Jens Lerche (MathWorks)

With virtual commissioning, you use a simulation model of your manufacturing or industrial automation plant to test and validate control systems, system changes and upgrades before implementing them on actual equipment.

Simulation models can be effectively used during whole industrial system lifetime. The models of the plant (mechanics, electrical drives, hydraulics, etc.) allow closed-loop system simulation and simultaneous development of mechanics, electronics and control software. Once the software algorithms design is completed, it is tested against the plant model. The production code for implementation on PLCs or other automation hardware is then automatically generated. This workflow—Model-Based Design—shortens development time and increases the quality of the system.

After the commissioning, simulation models – digital twins of implemented industrial systems – can be used for production optimization, equipment monitoring and predictive maintenance purposes.

Využití simulací v reálném čase v oblasti elektroenergetiky

Tomáš Fridrich, Kristián Hudec (Humusoft)

Modelování přenosové soustavy přináší celou řadu výzev, výpočet ustáleného stavu ES zahrnuje složité výpočetní postupy. Je potřeba řešit napěťové poměry a výkonové poměry v síti, včetně zahrnutí mnoha různorodých prvků a jejich vzájemných interakcí, dynamiky systému a změn v čase. Tyto faktory často vedou k vytváření komplexních matematických modelů, jejichž správné nastavení a ověření může být náročné. V této přednášce budou představeny možnosti simulace přenosové soustavy na platformě dSPACE. Dále budou přiblíženy dSPACE knihovny v prostředí Simulink pro processor-based a FPGA-based modelování přenosové soustavy a prvků výkonové elektroniky. Cílem přednášky je seznámení s možnostmi využití platformy dSPACE v oblasti elektroenergetiky.

Úvod do COMSOL Multiphysics, jak snadné je ovládnout FEM

Tomáš Vrbata (Humusoft)

Na tento workshop nepotřebujete zkušenosti z fyziky nebo matematiky. Stačí si (nejlépe v předstihu) nainstalovat zkušební licenci COMSOL Multiphysics a můžete si vyzkoušet práci v prostředí COMSOL společně s našimi kolegy. Nebojte se, když se něco nepodaří, stačí zvednout ruku a pomůžeme Vám.

Přednášky uživatelů

Využitie počítačového videnia pre experimentálne merania v mechanike kontinua

Ondrej Piroh (Žilinská univerzita v Žiline)

Počítačové videnie prináša revolučné možnosti pre aplikáciu umelej inteligencie v oblastiach experimentálnej mechaniky. Doterajšie výskumy zamerané na využite tejto technológie nedokázali využiť jej plný potenciál a možnosti, ktoré ponúka. V reakcii na spomínanú medzeru vznikla myšlienka na vytvorenie nového prístupu pre bezkontaktné meranie posunutí s využitím detekcie hraníc objektov v programe MATLAB. Vznikla teda snaha o vytvorenie bezkontaktného extenzometra, ktorý sa bude vyznačovať vysokou presnosťou, univerzálnosťou a jednoduchou obsluhou. Merania s využitím počítačového videnia jasne naznačujú, že táto technológia môže nahradiť používanie kontaktných aj bezkontaktných extenzometrov. Tento prístup umožňuje meranie posunutí až do bodu, kedy dochádza k pretrhnutiu skúšobnej vzorky, pri zachovaní vysokej presnosti. Ukazuje sa, že tento prístup umožní vykonávať merania aj pri časovo náročných skúškach, ako napr. tečenie materiálu.

Hybrid demo vehicle for energy management controller validation

Daniel Youssef (Garrett Motion)

Optimizing energy consumption in hybrid vehicles is paramount both to reduce emissions and extend driving range. Cruise control and power split have been identified by Garrett as the main energy optimization problems to be solved. Using preview information from ADAS sensors and map providers, two predictive controllers that target minimizing energy consumption have been developed in MATLAB / Simulink by the Advanced Controls team. For validating energy consumption benefits Garrett has perused implementing these algorithms on VW Passat demo vehicle that can run with either production Hybrid control unit or Garrett energy optimization strategies integrated into Micro-Autobox3 platform. This presentation shall introduce the concepts of predictive power split and predictive cruise controllers while mainly focusing on the demo vehicle used for their validation.

Návrh systému riadenia orientácie malých družíc na nízkej obežnej dráhe Zeme

Dávid Hriadel, Filip Rak, Výzkumný a zkušební letecký ústav, a. s.

Vývoj a vypúšťanie malých satelitov a Cubesatov na nízku obežnú drahú Zeme (LEO) je na mohutnom vzostupe na celom svete. Drvivá väčšina týchto družíc potrebuje systém riadenia orientácie (AOCS) pre vykonanie požadovanej misie. VZLÚ navrhlo a úspešne otestovalo systém AOCS na družici VZLUSAT-2, čím získalo cenné skúsenosti pre ďalší vývoj uplatnený pri návrhu AOCS na budúce české misie AMBIC a QUVIK vedené pod hlavičkou VZLÚ.

V tejto prednáške predstavíme návrh softvéru pre riadenie orientácie družíc na nízkej obežnej dráhe Zeme v prostredí MATLAB. Tento proces zahŕňa tvorbu algoritmov pre spracovanie a fúziu dát zo senzorov a návrh robustných metód riadenia orientácie. Implementované riešenie je validované v open-source simulačnom prostredí od NASA, ktoré poskytuje model dynamiky orientácie a polohy družice s vysokou presnosťou. Následne prebieha integrácia generovaného kódu na cieľovú platformu Zynq s operačným systémom Linux, kde prebehne finálna validácia systému v simulácii s uzavretou slučkou.

Systémové inžinierstvo v automotive vývoji

Milan Kertész, Schaeffler

Automobil už dávno nie je len obyčajný mechanický stroj, ale je to komplexný mechatronický systém. Množstvo a náročnosť požiadaviek, ktoré musí súčasný automobil plniť si vyžaduje implementáciu veľkého množstva „inteligencie“, ktorá má v konečnom dôsledku predovšetkým formu softvéru. Bezpečne a spoľahlivo riadiť komplikované deje, napríklad v pohonných systémoch automobilov, si vyžaduje nielen poznať jeho fyzikálny model, ale byť schopný ho využiť aj na prediktívne riadenie. Týmto krokom prirodzene prepájame simulačné inžinierstvo so softvérovým inžinierstvom, čo bežne poznáme pod pojmom Model-Based Design. Táto syntéza však nebýva exkluzívna a podobných prepojených disciplín môže byť vo vývoji systémov viacero. Napríklad prepojenie požiadaviek s architektúrou, architektonických modelov s modelmi simulačnými, simulácií s požiadavkami alebo prepojenie systémovej architektúry s tou softvérovou. To kladie požiadavky na holistický model takéhoto systému. Mathworks ponúka nástroje na integrovaný vývoj takýchto systémov, či už System Composer, ale i Simulink alebo samotný MATLAB. Náplňou tejto krátkej tematickej prednášky je ilustrovať najmä interakcie medzi rôznymi nástrojmi a disciplínami V-modelu na pozadí vývojového projektu a rolu simulačného a softvérového inžiniera v tomto celku.

Leveraging GitHub as a MATLAB User

Gareth Thomas, VersionBay

This presentation delves into the foundational steps of testing with MATLAB, focusing on the integration of GitHub for efficient testing workflows. We will explore the journey towards standardizing testing practices using Continuous Integration/Con­tinuous Deployment (CI/CD) pipelines. Along the way, I'll share key lessons learned and highlight freely available resources that can enhance your testing processes. Understanding the underlying motivations behind these methodologies is crucial, and this discussion aims to provide insights into the „why“ that drives these testing strategies.

close