LiveLink™ for Simulink^® 應用案例

電池組的溫度控制

LiveLink™ for Simulink^® 對於溫度控制模擬非常有用，電池組放電控制與熱分析 示例模型演示了這一功能。熱管理在電池建模中非常重要，通過協同模擬，可以計算電池組在放電期間的溫度分佈，其中的電池組可以通過 COMSOL Multiphysics^® 及附加的“電池模組”進行建模。示例中的這種特殊電池組配置，在諸如滑板、玩具、無人機和醫療器械之類的可擕式設備中很常見。三維電池模型的電流在 Simulink^® 中進行控制，以確保在使用過程中保持恒定的功率。

電池充電控制

借助 Simulink^® 和 COMSOL Multiphysics^® 協同模擬，可以對鋰離子電池進行充放電控制，鋰離子電池模型充電控制 - 一維 示例對此進行了演示。充電控制器可以防止過充電和可能產生的過電壓，因此有助於延長電池的壽命。將 COMSOL Multiphysics^® 和附加的“電池模組”與 Simulink^® 中實現的控制系統結合使用，可以進行詳細的電化學模擬。該控制系統會在電池充電過程中調節電流，以防止產生過電壓；還會在放電期間控制電流，從而確保功率恒定。

多體動力學控制

您可以使用 Simulink^® 來控制剛體或柔體 COMSOL Multiphysics^® 模型，通過“多體動力學模組”建模的倒立擺的控制 示例演示了這一功能。該示例採用 PID 控制器來控制倒立擺的基座位置，以保持其垂直位置的穩定；並根據擺的角度在基座位置施加一個外部平衡力，以防止其下落。此外，還將擺的位置限制在一定的範圍內。

電磁制動器的控制

即使是 COMSOL Multiphysics^® 靜態模型，您也可以通過 LiveLink™ for Simulink^® 執行協同模擬，電磁制動器 示例演示了相關操作。形式最簡單的電磁制動器由一個導電材料盤和一塊永磁體組成。磁體會產生一個恒定磁場，圓盤在其中旋轉，當導體在磁場中運動時會產生感應電流，而電流產生的洛倫茲力會使圓盤的旋轉變慢。這個模型是使用“AC/DC 模組”創建的，在 Simulink^® 中基於感應扭矩和圓盤慣性矩來計算角速度，在 COMSOL Multiphysics^® 中以三維電磁穩態研究計算感應扭矩。在這個示例中，使用 Simulink^® 代替 COMSOL Multiphysics^® 作為時間積分器，對角加速度進行積分以計算角速度。

MEMS 驅動

LiveLink™ for Simulink^® 通過使用 COMSOL Multiphysics^® 及其任意附加產品，使多物理場協同模擬成為可能，熱執行器的開關控制 教學案例說明了這一點。該模型由一個多晶矽製成的雙熱臂熱執行器組成，執行器通過熱膨脹驅動，而這種臂產生變形使得執行器位移所需的溫升則通過焦耳熱來實現。與單個冷臂相比，熱臂的膨脹更大，從而導致執行器彎曲。此外，該模型還舉例說明了如何將以下三種物理場類型進行多物理場耦合：電流、傳熱和結構力學。其中通過控制外加電流，使執行器的撓度不超過給定值。控制器的開/關操作在 Simulink^® 中實現。

請注意，LiveLink™ for Simulink^® 不支援與“App 開發器”、COMSOL Compiler™ 或 COMSOL Server™ 一起使用。