Создаем модель алгоритма для надежных измерений

В жизни мы постоянно сталкиваемся с измерениями - например, надо измерять температуру помещения для управления отоплением. Но правильно ли мы это делаем? Если мы ошибемся с измерением температуры в комнате, то ничего страшного не произойдет. А если мы измеряем угол тангажа самолета? Тут ошибки должны быть минимизированы! Поэтому во многих системах датчики дублируются или тренируются, и применяются специальные алгоритмы обработки их показаний.

В новом проекте разобрано, как обеспечить надежные измерения.

➡️ Как это работает?

Смоделировали алгоритм объединения показаний нескольких датчиков с проверками исправности и отбрасыванием выбросов. Алгоритм назначает каждому датчику вес, который характеризует степень доверия к датчику - чем ниже вес, тем меньше мы доверяем датчику. Эти веса учитываются при объединении показаний, и если вес какого-то датчика меньше порогового значения, мы просто не работаем с его показаниями. А еще не забыли сначала применить фильтр на входе алгоритма для сглаживания сигнала.

➡️ Как это смоделировать?

Обработка показаний датчиков начинается с фильтрации. Изучили спектр измеряемого сигнала и синтезировали БИХ-фильтр нижних частот с помощью приложения Редактор Цифровых Фильтров. Для алгоритмов контроля исправности датчиков и исключения выбросов будем применять блоки из библиотеки Обработка сигналов. Сам наш алгоритм реализован в коде и работает внутри Engee Function. Мы не делаем ветки модели для каждого датчика, так как все блоки Engee умеют работать с векторными сигналами, и достаточно мультиплексировать показания датчиков перед работой алгоритма.

➡️ Проверяем работу

Мы смоделировали реальные показания датчиков, зашумив их значения, и добавили имитацию отказа датчика. В результате тестов получили стабильные измерения, которые работают даже во время отказа одного из датчиков.

🔥 Польза

Получили алгоритм согласования показаний датчиков, который будет применяться в наших последующих проектах. Алгоритм работает с произвольным количеством датчиков.

📹 Вебинар "Возможности Engee для моделирования Систем управления" 20.05
🎓 Тренинг "Моделирование в Engee" 27.05-28.05

🚀 Потоковая обработка сигналов в скриптах: системные объекты Engee!

Когда вы моделируете алгоритмы ЦОС в виде кода (например, в скриптах с массивами), вы работаете со всем сигналом целиком. Это удобно для анализа, но абсолютно не подходит для:
➖Реального времени — нужно обрабатывать отсчёты по мере их поступления, а не ждать окончания всего сигнала;
➖Динамических систем — параметры цифрового фильтра или частота сигнала могут меняться на лету;
➖Эффективности памяти — хранение длинных записей сигнала может быть критично для встраиваемых систем.

Переход к обработке отсчет за отсчетом через явные циклы возможен, но резко увеличивает объем кода и риск ошибок. Строить же алгоритм блоками, действительно, не всегда удобно.

➡️ Что предлагает Engee?
В Engee есть мощный механизм — системные объекты из собственных библиотек EngeeDSP, EngeePhased, EngeComms и EngeeRadar. Это готовые классы, которые:
✅работают в потоковом режиме,
✅хранят внутренние состояния между вызовами,
✅позволяют строить скриптовые модели, которые по гибкости не уступают диаграммам из блоков.

📌 Проект «Системные объекты EngeeDSP для потоковой обработки» — это живой пример, как использовать подобные объекты:

➡️ Что реализовано в виде кода?

1️⃣Генератор сигнала с переменной частотой

Используется SineWaveDSP — системный объект, который выдаёт отчёты синусоиды. Внутри цикла можно менять его частоту «на ходу», создавая линейно-частотную модуляцию (ЛЧМ).

2️⃣КИХ-фильтр нижних частот (ФНЧ)

Объект DiscreteFIRFilter инициализируется коэффициентами, рассчитанными под нужную частоту среза ФНЧ. Каждый шаг цикла он принимает новый вектор отсчётов сигнала и возвращает результат — дополнительной буферизации не требуется.

3️⃣Спектральный анализ в скользящем окне

Объект EngeeFFT вычисляет БПФ кадра сигнала с оконной функцией на входе. Комплексный вектор на выходе алгоритма БПФ затем берется по модулю и переводится из значений амплитуды в децибелы объектом dBConversion.

4️⃣Анимация

Средствами редактора кода Engee реализована анимация спектра сигнала в процессе вычислений.

⭐️Бонус проекта
Проект также включает эталонную модель reference_FFT.engee, реализованную на параметризуемых блоках. Это позволяет сопоставить два подхода (скриптовый и блочный) и верифицировать результаты.

📎 Переходите по ссылке, смотрите код, экспериментируйте:
Системные объекты EngeeDSP для потоковой обработки

📹 Вебинар "Возможности Engee для моделирования Систем управления" 20.05
🎓 Тренинг "Моделирование в Engee" 27.05-28.05

Как подключить модель Engee к промышленной системе автоматизации?

Самый технологичный вариант – по протоколу OPC UA.

В публикации Сообщества показан рабочий сценарий интеграции: модель Engee подключается к имитационному серверу Prosys OPC UA и обменивается данными по двум направлениям.
Из сервера читается тестовая переменная Triangle с NodeId ns=3;i=1006, а из Engee на сервер записывается MyVar с NodeId ns=3;i=2.

Что сделано в модели:
✅добавлен блок OPCUA Client из раздела “Оборудование” библиотеки блоков Engee;
✅в блоке определены считываемые и записываемые переменные;
✅обмен организован через пользовательские шины OPCOutputBus и OPCInputBus;
✅на запись в сервер подается тестовый сигнал, а считанное из сервера значение тестового сигнала извлекается через BusSelector;

Для связи модели с внешним OPC UA-сервером используется подсистема Engee.Интеграции: она позволяет соединить браузерную среду Engee с клиентской программой на компьютере пользователя, которая уже работает с внешними интерфейсами и протоколами. Именно через неё блок OPCUA Client получает доступ к внешнему серверу на каждом шаге моделирования.

На стороне подключения заданы: адрес сервера, данные аутентификации клиента, nodeID переменных для приема/передачи. Таким образом, мы получаем готовый шаблон подключения, который можно взять и адаптировать под свой OPC UA-сервер и набор переменных.

Такой сценарий обмена данными полезен, когда нужно:
⭐️нужно отладить логику ПЛК исходя из поведения объекта управления - котельной, печи или конвейера;
⭐️отладить чтение и запись тегов до выхода на стенд;
⭐️подготовить основу для интеграции с ПЛК, SCADA или другими промышленными системами.

📎 Полный пример доступен в каталоге Сообщества Engee.

Хороших вам выходных, друзья!

📹 Вебинар "Возможности Engee для моделирования Систем управления" 20.05
🎓 Тренинг "Моделирование в Engee" 27.05-28.05

Релиз 26.4 – новое в апреле 🌿 🌞 🎈

1 мая — это не просто праздник, но хороший повод вспомнить, что за любым инженерным результатом стоит системная работа и труд большого числа наших с вами коллег.

Мы продолжаем развивать Engee в ежемесячном ритме и представляем новый релиз. В нем вы найдете обновления, которые затрагивают повседневные сценарии работы с моделями, кодом и расчетами.

Ниже — ключевые изменения.

Самое важное:
⭐️Уже более 1500 блоков в библиотеке!
⭐️Режим быстрого перезапуска;
⭐️Программное управление визуальными свойствами блоков;
⭐️Обновление статусов симуляции;
⭐️Генерация кода из моделей с блоками Scope и Display;
⭐️Поддержка протокола OPC UA;
⭐️Функции программного управления для работы с файлами на КПМ РИТМ;

А еще:
✅Новые блоки и функции в библиотеках Аэрокосмические системы (ГОСТ), Электричество, Навигация, Гидравлика и Механика, ЦОС, РЧ;
✅Подписи открепленных модулей;
✅Оптимизация экспорта скриптов в PDF;
✅C Function: поддержка комплексных чисел;
✅Обновление модели при ее открытии;
✅Новые статьи в Документации и новые Примеры;
✅Расширение поддерживаемых платформ в пакете поддержки Arduino;
✅Добавление новых блоков в пакете поддержки STM32

Подробности ищите в документации по ссылке: Что нового 26.4.
Попробуйте обновление в своих задачах и посмотрите, как это влияет на ваш рабочий процесс.

С наступающим праздником, друзья, и хороших выходных!

📹 Вебинар "Возможности Engee для моделирования Систем управления" 20.05
👱‍♂️ Тренинг "Моделирование в Engee" 27.05-28.05

🚩 С наступающим Днём Победы!

1 мая 1945 года над Рейхстагом было поднято Знамя Победы — символ завершения одной из самых тяжелых страниц в истории страны. С тех пор этот образ остается одним из главных символов Победы и памяти о ней.

К 9 мая мы подготовили в Engee небольшой тематический проект — модель движения полотна под действием ветра.

Это простая, но наглядная инженерная задача: колебания полотна, затухание у древка, влияние силы и направления ветра, визуализация движения ткани в 3D-пространстве.

В проекте можно:
⭐️менять параметры ветра и наблюдать поведение полотна,
⭐️посмотреть реализацию модели и анимации,
⭐️поэкспериментировать с вычислениями и визуализацией в Engee и Julia.

📎 Проект доступен в Сообществе Engee:
«Аэродинамическое моделирование полотна»

Нам хотелось сделать не просто праздничную иллюстрацию, а небольшой инженерный проект, связанный с памятью о Победе.

С праздником, друзья!
С Днём Великой Победы! 🎖

Друзья,

Сегодня хотим поделиться с вами отличной статьей, которая вышла на Хабре, про IPMSM — синхронные двигатели с внутренними постоянными магнитами, которые сегодня активно используются в электроприводах, промышленной автоматике и электротранспорте.

Автор подробно разбирает:
🔸физику магнитной анизотропии,
🔸различия между SPMSM и IPMSM,
🔸dq-модели,
🔸управление FOC и MTPA,
🔸режим ослабления поля,
🔸и практическое моделирование электропривода.

Особенно приятно видеть, что для моделирования и экспериментов в статье используется Engee. Возможности среды позволяют собирать и исследовать достаточно сложные модели электроприводов: с инверторами, контурами управления, dq-преобразованиями, механической частью и анализом различных режимов работы системы.

Такие материалы хорошо показывают, что Engee подходит не только для «учебных» примеров, но и для серьезных инженерных задач в области электромеханики и систем управления.

📎 Статья на Хабре:
IPMSM — синхронный двигатель с интерполированными магнитами: физика анизотропии и оптимальное управление

Отдельно хочется поблагодарить автора за то, что он выложил свои модели в открытый доступ в Сообществе Engee — это очень ценно для развития инженерного сообщества и обмена практическими примерами.

📎 Пост в Сообществе

Друзья,

В ближайшие недели пройдут сразу два вебинара по Engee — про Cистемы управления и SDR USRP.

👉 Первый вебинар пройдет уже завтра, 20 мая. На вебинаре покажем возможности Engee для задач систем управления:

🔸описание объекта управления кодом и в модели,
🔸подбор параметров по экспериментальным данным,
🔸построение характеристик для анализа системы управления,
🔸автоматическую настройку коэффициентов ПИД-регулятора,
🔸синтез последовательного регулятора.

Регистрируйтесь скорее, если вы работаете с задачами автоматического управления, электроприводами или динамическими системами — будет много практических инженерных примеров.

🗓 20 мая

📎 Регистрация: Возможности Engee для моделирования систем управления

👉 А 10 июня вы можете участвовать в вебинаре по интеграции Engee с платформой РИТМ SDR USRP. РИТМ SDR USRP — это российская SDR-платформа на базе Zynq UltraScale+ и ADRV9009, разработанная для задач цифровой обработки сигналов, систем связи и исследований радиоэфира. На вебинаре покажем:

🔹подключение и управление РИТМ SDR USRP из Engee,
🔹формирование и передачу сигналов при помощи EngeeDSP,
🔹работу режима аналоговой петли для тестирования РЧ-тракта,
🔹захват Wi-Fi сигнала и построение его спектра.

🗓 10 июня

📎 Регистрация: Тестирование и отладка систем связи при помощи RITM SDR USRP

До встречи на вебинарах! 🤝

Как связать паспорт тиристора с физической моделью и заранее понять, выдержит ли система тепловой режим?

Друзья, сегодня мы рассмотрим проект моделирования силового тиристорного регулятора на базе тиристора Т123-200 и охладителя О123.

Модель включает:
🔸силовую цепь (~0.6 кВ → тиристор с защитой от перенапряжения → RL-нагрузка с цепью свободного хода),
🔸тепловую модель,
🔸цепь управления,
🔸систему импульсно-фазового управления.

Особый интерес здесь в том, что параметры модели согласованы с реальными паспортными данными устройства. В примере учитываются не только электрические процессы, но и тепловые режимы работы тиристора.

В модели реализованы:

🔹параметризация тиристора и охладителя по паспортным данным производителей;
🔹тепловая модель Кауэра, параметризованная коэффициентами Фостера;
🔹нелинейная модель теплоотвода с зависимостью Q = k·ΔT^1,25;
🔹физически корректная цепь управления с реальными управляющими импульсами.

Перед запуском моделирования выполнен аналитический расчет теплового режима:

🔹при естественном охлаждении температура перехода Tj ≈ 289°C — критический режим;
🔹при принудительном охлаждении Tj ≈ 127°C — допустимый режим;
🔹постоянная времени нагрузки τ = L/R = 0,833 мс подтверждает необходимость цепи свободного хода.

На осциллограммах хорошо видно влияние угла открытия тиристора α на среднее напряжение и ток нагрузки, поведение индуктивной цепи и динамику нагрева корпуса тиристора.

Подобные модели особенно полезны тем, что позволяют переносить реальные паспортные данные промышленных компонентов непосредственно в модель Engee и проверять работу системы еще до сборки стенда или испытаний.

➡️ Проект в сообществе Engee: Расчет тиристора

А вы уже пробовали перенести реальные компоненты в среду моделирования?

📹 10.06 Тестирование и отладка при помощи RITM SDR USRP

Релиз 26.5 – новое в мае 🍓📗☀️

Друзья, в понедельник уже официально лето!

Начались каникулы, впереди сессия и сезон отпусков, а мы продолжаем развивать Engee и выпускать новые возможности для инженерной работы.

В новом обновлении вы найдете свежую, прямо с грядки разработки, функциональность для моделирования, цифровой обработки сигналов и работы с интерфейсами моделей. Уже доступно на Engee.com!

Самое важное:
⭐️Ускоренный запуск Engee;
⭐️Интеграция c РИТМ SDR USRP – Вебинар 10.06;
⭐️Спектроанализатор 2.0;
⭐️Настройка порядка и отображения портов;
⭐️Расширенная поддержка LaTex в GR.

А еще:
✅Новые блоки и функции в библиотеках Аэрокосмические системы, РЧ компоненты, Навигация, Системы управления, Механика, Электричество, РИТМ, Оборудование, Радары, ЦОС;
✅Размерность и тип сигнала выходного порта;
✅Блоки Encoder и TET для пакета поддержки Arduino;
✅Запуск моделей на КПМ «РИТМ» через Engee.Интеграции;
✅Обновление блока РИТМ График;
✅Новые статьи в Документации и новые Примеры.

Полный список нововведений с описание, как и всегда, вы можете найти в соответствующим разделе: Что нового 26.5.

Спасибо всем, кто использует Engee в ежедневной инженерной работе, тестирует новые возможности и помогает нам делать платформу лучше.

Хорошего лета и приятной работы в новой версии Engee! 🏖️

📡 Всё ближе вебинар по интеграции Engee и РИТМ SDR USRP.

На вебинаре покажут, как перейти от моделирования алгоритмов к работе с реальным радиоэфиром: передавать и принимать сигналы, тестировать РЧ-тракт и анализировать реальные беспроводные сигналы прямо из Engee.

Если работаете в области связи, SDR или DSP — рекомендуем обратить внимание.

А пока делимся небольшим видео с подготовки 👇

🎯 Сколько запусков модели требуется, чтобы настроить ПИ-регулятор?

Десятки? Сотни? А если поручить эту работу оптимизатору?

В новом проекте сообщества Engee показан практический подход к автоматической настройке ПИ-регулятора на основе моделирования переходного процесса.

Подход состоит из двух этапов.

1️⃣Сначала выполняется параметрическое исследование модели. В проекте анализируется влияние интегрального коэффициента на время уставки и перерегулирование. Такой предварительный анализ позволяет определить разумный диапазон поиска для последующей оптимизации.

2️⃣После этого формируется целевая функция. На каждом шаге оптимизации скрипт автоматически:
• изменяет коэффициенты P и I через engee.set_param!;
• запускает моделирование;
• извлекает характеристики переходного процесса с помощью StepInfo;
• вычисляет значение критерия качества;
• передает его оптимизатору для следующей итерации.

Интересно, что критерий качества задаётся как взвешенная комбинация характеристик переходного процесса. Например, можно сделать главным параметром время уставки, одновременно ограничивая перерегулирование и учитывая время нарастания.

В опубликованном проекте такой подход позволил сократить время уставки примерно в 3 раза относительно исходной настройки регулятора.

А ещё это хороший пример того, как в Engee можно связать модель системы управления, инструменты ТАУ, скрипты и методы оптимизации в единый инженерный процесс.

📎 Ссылка на проект

Рекомендуем скачать проект из сообщества и запустить его у себя. Даже если вы давно занимаетесь системами управления, есть шанс открыть для себя инструмент, который позволит тратить меньше времени на подбор коэффициентов и больше — на решение самой задачи.

🧑‍🎓 10.06 Тестирование и отладка РТС при помощи RITM SDR USRP