EcosimPro - Generalidades

1. EcosimPro - Generalidades • Qué es? • EcosimPro es un software para la simulación de sistemas continuos y/o discretos. Aplicabilidad de EcosimPro • EcosimPro es aplicable a cualquier problema que pueda ser formulado como Ecuaciones Diferenciales y Algebraicas (DAEs) y Eventos Discretos. Flexibilidad • EcosimPro permite desarrollar librerías específicas de simulación donde se ordenan componentes reutilizables.

2. Evolución de las técnicas de modelado • Lenguajes de simulación de propósito General • 60’s- Lenguajes de programación, FORTRAN • 70’s- Lenguajes basados en ecuaciones (p.e. ACSL) • 80’s-90’s Entornos gráficos bsados en bloques (p.e. Simulink) • Fin de 90’s-2000 Lenguajes orientados a objeto(p.e. Modelica, EL(EcosimPro),Omola) • Herramientas de Simulación Específica: • Eléctrico (SPICE), químico (ASPEN), sistemas mecánicos (ADAMS)

3. Ventajas e Inconvenientes • Lenguajes de Simulación de Propósito General • Ventajas: Permite simulación multidisciplinaria, flexibilidad, lenguajes próximos a la ingeniería • Inconvenientes: Algoritmos matemáticos no óptimos, más difícil de modelar. • Herramientas específicas de Simulación: • Ventajas: Algoritmos matemáticos eficientes, librerías específicas muy completas (facilita el modelado) • Inconvenientes: Muy inflexibles y difícil de crear nuevos componentes. Sólo son útiles para una disciplina

4. R2 R1 + u C L EcosimPro EcosimPro vs Simulink • En Simulink, el primer paso es ordenar las ecuaciones a mano, y a continuación, dibujarlas utilizando el Entorno Gráfico. SIMULINK

5. R2 R1 + u C L EcosimPro EcosimPro vs Simulink • Con entornos gráficos basados en bloques, el usuario dibuja ecuaciones, no el sistema. SIMULINK

6. Ejemplo de Modelado Orientado a Objeto Controller Cntrl_p Cntrl_on_off Cntrl_pi Cntrl_pid

7. Modelado Orientado a ObjetoENCAPSULAMIENTO • El usuario encapsula datos y comportamiento de los componentes (minimiza datos globales). • En C++ y Java la Clase es la unidad principal de encapsulamiento , en EL(Lenguaje de Ecosim) es el Componente. • Un componente tiene datos públicos (accesibles para otros componentes) y privados. • La interfase pública son parámetros, puertas (ports) y datos. Las variables locales, ecuaciones son privados.

8. Modelado Orientado a ObjetoHERENCIA • Un componente es heredado de otro(s) componente(s) cuando toma los datos y/o ecuaciones de ellos. • De esta forma se reduce la complejidad (no es necesario reescribir ecuaciones) • Reutilización de componentes. A partir de un componente validado se puede generar otro de forma que la parte común ya está validada

9. EcosimPro PARADIGMAS DE MODELADO • EcosimPro tiene tres paradigmas diferentes: • Instrucciones secuenciales como IF, WHILE, FOR, etc. El orden de las instrucciones es fundamental. Similar a Fortran, Java, C++ • Ecuaciones continuas como ecuaciones Diferencial-Algebraica. El orden es indiferente. Se usan para expresar el comportamiento continuo del modelo. • Ecuaciones discretas. El orden es indiferente. Se usan para expresar el comportamiento discreto del modelo.

10. Conceptos básicos de simulación en EcosimPro • COMPONENTE: Representa un modelo mediante variable, ecuaciones diferenciales-algebraicas, topología y comportamiento discreto (p.e. Resistencia, Bomba, Válvula, Tubería, Tanque,...) • PORT : Define los puntos de conexión con otros componentes (intercambio de variables). Se necesitan ports distintos para cada disciplina (p.e. Electrica, sistemas hidrúlicos, químicos,etc.) • EXPERIMENTO: Realización de una simulación.. • LIBRERÍA: Engloba todos los componentes, ports, variables globales en una librería (eg. CONTROL, ELECTRICAL, THERMAL,etc.)

11. Ejemplo 1

12. Ejemplo 2