Batteriesimulation

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IchRaffsNicht

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Verfasst am: 30.01.2015, 00:08 Titel: Batteriesimulation

Hallo Leute,

ich arbeite gerade an einer Batteriesimulation.
Grob gesagt soll es einfach eine eine Schaltung aus 2 RC-Gliedern sein, die mit einem Microcontroller angesteuert und ausgewertet werden soll.
Die Bauteile sollen durch Lookup-Tables dargestellt werden.
Ziel soll sein, dass das transiente Verhalten der Batterie bei Schaltvorgängen untersucht wird.

Ich habe im Prinzip zwei elementare Probleme:

1. Wie funktionieren Lookup-Tables generell? Welche benutze ich da am besten? Ich brauche immer zwischen 2-3 Ein bzw Ausgänge.

2. Wie kann ich einen Microcontroller über Matlab grundsätzlich ansteuern? Wie verbinde ich ihn mit Matlab bzw kann ich ihn irgendwie als Source auswählen?

Ich brauch echt dringen Hilfe und bin da leider nicht so versiert!
Danke schonmal!

Bei Fragen einfach fragen Very Happy

PS: So ungefähr solls aussehen...
http://www.mathworks.com/matlabcent.....ulink-design-optimization

Andreas Goser

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Verfasst am: 30.01.2015, 10:00 Titel:

Gut, das mit den Mikrocontrollern geht und sowohl die Community als auch vor allem MathWorks können helfen. Aber ich verstehe nicht: Der Betreuer hat gesagt "und mach mal auf Microcontroller, das geht irgendwie"?

Ich würde sagen das Beste ist eine telefonische Projektbesprechung zusammen mit dem Technischen Support UND dem Betreuer.

Andreas

Epfi

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Verfasst am: 30.01.2015, 15:01 Titel:

Du willst das Verhalten eines Widerstands über eine Tabelle modellieren? Da hast Du wohl die maximal komplizierte Lösung gefunden, eine Multiplikation mit (vermutlich) konstantem Faktor zu implementieren :-) Die Kondensatoren wirst Du wohl oder übel als Differenzialgleichung modellieren müssen, da Du ja auch das dynamische Verhalten betrachten sollst. Alternativ kannst Du die Schaltung auch mit SimPower Systems zusammenklicken, wenn Du keine Lust hast, Dich mit Mathematik zu befassen, es schnell gehen soll und niemand von Dir verlangt, dass Du ein tieferes Verständnis entwickelst...

Wenn Du wirklich nur das Verhalten eines RC-Glieds auf einem Mikrocontroller berechnen willst (warum auch immer man das will), würde ich aber tatsächlich nicht den Weg über Simulink empfehlen, sondern dass Du Dir einfach mal die DGL aufschreibst. Daraus kannst Du dann eine Differenzengleichung ableiten und die kannst Du in ungefähr 2 Zeilen auf dem Controller implementieren. Falls die Hardwareplattform nicht vorgegeben ist, holst Du Dir nen Arduino, dann bist Du auch ohne µC-Erfahrung in einer Woche mit dem Projekt durch...

Hast Du vielleicht ne kleine Prinzipskizze, wo der Mikrocontroller ist, wo das RC-Glied ist und wo möglicherweise auch noch Batterien, Messgeräte und Leistungselektronik vorkommen? Ich glaube, das würde das Verständnis des Problems deutlich verbessern. Bin mir nicht so ganz im klaren darüber, was genau das Ziel ist und was Du tun möchtest. Es klingt auf jeden Fall unglaublich kompliziert für ein an sich relativ einfaches Problem. Da steckt doch bestimmt ein Physiker dahinter ;-)

IchRaffsNicht

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Verfasst am: 03.02.2015, 23:18 Titel:

Danke für eure Antworten,

das Problem ist, ich bin mir auch nicht so ganz sicher, wie sich mein Betreuer das sich letztendlich vorstellt, und ich glaub er weiß es auch nicht so genau.

Ich soll aufjeden Fall Simulink verwenden, was die Batterie simulieren soll, und ich habe einen MC von ST (STM32F0) der das ganze ansteuern soll.
Im Prinzip laufen die Lade bzw Entladepulse über ihn.
Letztendlich soll ich damit verschiedene Batterien simulieren können und deren Verhalten beim Laden/Entladen

Mit den DGLs könnte ich das Lookup-Table-Problem vermeiden.
Ich versuch mich da mal die Woche dran. Wenn ihr Ideen habt bin ich da gerne offen Very Happy

Epfi

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Verfasst am: 03.02.2015, 23:44 Titel:

IchRaffsNicht hat Folgendes geschrieben:

das Problem ist, ich bin mir auch nicht so ganz sicher, wie sich mein Betreuer das sich letztendlich vorstellt, und ich glaub er weiß es auch nicht so genau.

Dann setz Dich nochmal mit ihm zusammen und bitte ihn um eine Aufgabenstellung, in der genau drin steht, was Du machen sollst und was am Ende der Inhalt Deiner Arbeit sein soll.
Sonst zieht sich das Projekt möglicherweise über Jahre hinweg, weil Dein Betreuer so nach und nach realisiert, dass sein Problem gar nicht so leicht zu lösen ist und dann musst Du seinen Lernprozess mitmachen und Deine Simulation immer und immer wieder neu erfinden und den neuen Wünschen anpassen. Bei Menschen, die Themen vergeben, die sie selbst nicht bearbeiten können, geht dieser Lernprozess mitunter sehr langsam von statten ;-)

Zitat:

Ich soll aufjeden Fall Simulink verwenden, was die Batterie simulieren soll,

Simulink ist für Simulationen schon mal nicht verkehrt. Wobei Dich in erster Linie am Anfang nicht Simulink sondern die Modellbildung beschäftigen sollte. Wenn Du so weit bist, dass Du das System mit Gleichungen beschreiben kannst, geht es an die Umsetzung.

Zitat:

und ich habe einen MC von ST (STM32F0) der das ganze ansteuern soll. Im Prinzip laufen die Lade bzw Entladepulse über ihn.

Also hast Du auch eine echte Batterie auf dem Tisch liegen, die Du laden und entladen sollst? Oder soll das Simulinkmodell einfach nur auf dem Controller laufen? In dem Fall halte ich Simulink je nach Komplexität der Modelle nur für begrenzt geeignet. Zumindest, wenn Dein Betreuer noch keinerlei Erfahrungen damit hat, wie man ein Modell aus Simulink auf den Controller bekommt.

Zitat:

Letztendlich soll ich damit verschiedene Batterien simulieren können und deren Verhalten beim Laden/Entladen

Dann rechne schon mal mit verschiedenen Modellen für verschiedene Batterien. Aber das müsste eigentlich recht gut dokumentiert sein. In den letzten Jahren musste man ja nur "Batterie" auf einen Zettel schreiben, ihn an ein beliebiges Ministerium schicken und die haben einem gleich ein paar Hunderttausend Euro überwiesen. Da gibt es tonnenweise Veröffentlichungen und Bücher...

Zitat:

Mit den DGLs könnte ich das Lookup-Table-Problem vermeiden.

DGLs sind auch der übliche Weg, dynamische Systeme zu modellieren. Lookup-Tables haben schon ihre Berechtigung, wenn es darum geht, irgendwelche nichtlinearen Kennlinien zu hinterlegen, die sich nicht ohne weiteres analytisch beschreiben lassen. Aber ich finde, dass einfach viel zu viel Modellverständnis verloren geht bzw. gar nicht erst aufkommt, wenn man alles, was einem über den Weg läuft über eine Kennlinie modellieren will. Wenn man natürlich nichts verstehen will, sondern einfach nur möglichst schnell möglichst viele Seiten *bla* produzieren will, kann das natürlich schon bequemer sein.

Nochmal kurz zusammengefasst, damit es in die richtige Richtung geht: Du willst verschiedene Batterien modellieren und simulieren. Die Modellierung soll mit Simulink passieren, die Modelle dann für einen Controller übersetzt werden und der berechnet die Modelle dann. Richtig?

IchRaffsNicht

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Verfasst am: 04.02.2015, 00:25 Titel:

Zitat:

Ja das sollte ich derweil drauf haben, habe das ganze schon mit simscape mal durchmodelliert.

Zitat:

Also hast Du auch eine echte Batterie auf dem Tisch liegen, die Du laden und entladen sollst? Oder soll das Simulinkmodell einfach nur auf dem Controller laufen?

Ich hab keine echte, wir validieren nur das Ergebniss mit echten, das ganze sollte aber ohne nur über den Controller laufen.

Zitat:

Nochmal kurz zusammengefasst, damit es in die richtige Richtung geht: Du willst verschiedene Batterien modellieren und simulieren. Die Modellierung soll mit Simulink passieren, die Modelle dann für einen Controller übersetzt werden und der berechnet die Modelle dann. Richtig?

Genau! Das ist zumindest der Plan!

Epfi

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Verfasst am: 04.02.2015, 19:05 Titel:

Und es ist wirklich total wichtig, dass das in Simulink modelliert wurde? Ich persönlich schätze den Aufwand, die DGL von Hand auf dem Controller zu implementieren deutlich kleiner ein, als Dich da mit mit Matlab Coder und dem passenden Target auseinander zu setzen... Zumal es zwar wohl ein Target für den STM32F4 gibt, ob das für den F0 funktioniert, konnte ich spontan nicht entdecken. Der F0 scheint auf den ersten Blick ja doch weniger zu können, als der F4 - zumindest hat er deutlich weniger Timer... Da würde ich auf jeden Fall vorher mal den Support von ST kontaktieren, ob das, was Du möchtest überhaupt möglich ist.

Die Frage nach dem Sinn der ganzen Aktion stelle ich jetzt einfach mal nicht :)

IchRaffsNicht

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Verfasst am: 04.02.2015, 21:54 Titel:

Mein Betreuer will Simulink, ich red Freitag aber nochmal mit ihm!
Aber danke schon mal für die Hilfe!

Andreas Goser

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Verfasst am: 05.02.2015, 09:00 Titel:

Zitat:

Ich würde sagen das Beste ist eine telefonische Projektbesprechung zusammen mit dem Technischen Support UND dem Betreuer.

Das scheint mir mehr denn je sinnvoll. Gibt es da irgenwelche Hemmschwellen MathWorks zu kontaktieren?

Andreas


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