O que é RT-LAB e por que você deve usá-lo
O RT-LAB é uma plataforma de simulação em tempo real que permite que os modelos Simulink interajam com o mundo real em tempo real. Ele é desenvolvido pela OPAL-RT Technologies, fornecedora líder de simuladores digitais em tempo real abertos, flexíveis e escaláveis para vários setores. O RT-LAB é totalmente integrado ao MATLAB/Simulink, a ferramenta de diagramação mais popular para projetos baseados em modelos. Ele permite que os engenheiros desenvolvam e validem rapidamente seus aplicativos em tempo real, independentemente de sua complexidade.
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O RT-LAB é ideal para implementar simuladores de engenharia hardware-in-the-loop em tempo real e controladores de prototipagem rápida. Ele também pode ser usado para testar, depurar e otimizar seus modelos e controladores em um ambiente realista. O RT-LAB funciona vinculando o código gerado com o Simulink Coder a bibliotecas de tempo de execução altamente otimizadas. Essas bibliotecas permitem que você aproveite todo o poder das arquiteturas de PC modernas, alcançando tamanhos de etapa fixa sem jitter de até algumas dezenas de microssegundos. Se você está procurando uma solução poderosa, flexível e econômica para suas necessidades de simulação em tempo real, o RT-LAB é o software para você. Ele pode lidar com qualquer problema de simulação e controle, desde sistemas de energia e eletrônica de potência até aeroespacial e automotivo, robótica e automação industrial. Ele também pode trabalhar com vários protocolos de comunicação, dispositivos de E/S e plataformas de hardware. Com o RT-LAB, você pode transformar seus modelos Simulink em aplicativos interativos de simulação em tempo real com apenas alguns cliques. Características e benefícios do RT-LAB
O RT-LAB oferece um rico conjunto de recursos que permitem controlar, visualizar, acessar e personalizar melhor seus projetos de simulação. Algumas das principais características e benefícios do RT-LAB são:
Como instalar e usar o RT-LAB
Algumas continuações possíveis são: - Para instalar o RT-LAB no seu PC, você precisa ter o MATLAB/Simulink instalado primeiro.Você também precisa se registrar para uma conta OPAL-RT em seu site para acessar o centro de download. Depois de baixar o instalador do RT-LAB, siga as instruções na tela para concluir o processo de instalação. Pode ser necessário reiniciar o PC após a instalação.
- Para usar o RT-LAB, você precisa abrir seu modelo Simulink no MATLAB/Simulink e selecionar o hardware de destino no menu de parâmetros de configuração. Então, você precisa gerar o código para o seu modelo usando o Simulink Coder. Em seguida, você precisa iniciar o RT-LAB a partir do MATLAB/Simulink ou do menu Iniciar do Windows. No RT-LAB, você precisa criar um novo projeto ou abrir um já existente. Você pode então importar o código gerado para o seu projeto e configurar suas configurações de E/S e protocolos de comunicação. Por fim, você pode executar sua simulação em tempo real clicando no botão play.
- Para saber mais sobre como instalar e usar o RT-LAB, você pode consultar o manual do usuário, o guia de instalação ou os tutoriais online fornecidos pela OPAL-RT Technologies. Você também pode entrar em contato com a equipe de suporte se tiver dúvidas ou problemas. Como integrar o RT-LAB com o Simulink e outras ferramentas
Uma das principais vantagens do RT-LAB é que ele é totalmente integrado ao MATLAB/Simulink, a ferramenta de diagramação mais popular para projetos baseados em modelos. Isso significa que você pode usar o mesmo ambiente e fluxo de trabalho com os quais está familiarizado para criar, editar e testar seus modelos Simulink em tempo real. Você também pode usar o RT-LAB com outras ferramentas e plataformas compatíveis com MATLAB/Simulink, como Stateflow, Simscape Electrical, LabVIEW e muito mais.
Para integrar o RT-LAB com o Simulink, você precisa seguir estes passos:
Selecione o hardware de destino no menu de parâmetros de configuração no Simulink. Você pode escolher entre várias opções, como destinos baseados em PC, destinos baseados em FPGA ou destinos personalizados.
Gere código para seu modelo usando o Simulink Coder. Isso criará uma pasta com os arquivos necessários para o RT-LAB.
Inicie o RT-LAB no MATLAB/Simulink ou no menu Iniciar do Windows. Você verá a interface de usuário do RT-LAB, onde poderá criar um novo projeto ou abrir um existente.
Importe o código gerado para o seu projeto clicando no botão importar. Você também pode arrastar e soltar sua pasta de código na janela do projeto.
Defina suas configurações de E/S e protocolos de comunicação na janela do projeto. Você pode usar o assistente de configuração de E/S para ajudá-lo nesta etapa.
Execute sua simulação em tempo real clicando no botão play. Você também pode pausar, parar ou redefinir sua simulação a qualquer momento.
Para integrar o RT-LAB com outras ferramentas e plataformas, você precisa usar os conjuntos de blocos ou interfaces apropriados fornecidos pela OPAL-RT Technologies ou por fornecedores terceirizados. Por exemplo, você pode usar o conjunto de blocos RT-LAB LabVIEW para conectar seu modelo Simulink com painéis LabVIEW e instrumentos virtuais. Você também pode usar a interface RT-LAB OPC UA para se comunicar com outros dispositivos e aplicativos compatíveis com OPC UA. Para mais informações sobre como integrar o RT-LAB com outras ferramentas e plataformas, você pode consultar o manual do usuário ou entrar em contato com a equipe de suporte.
Como personalizar e otimizar seus projetos de simulação com RT-LAB
O RT-LAB oferece um rico conjunto de recursos que permitem personalizar e otimizar seus projetos de simulação de acordo com suas necessidades e preferências. Algumas das maneiras pelas quais você pode personalizar e otimizar seus projetos de simulação com o RT-LAB são:
Crie painéis de controle realistas e sofisticados feitos de medidores, mostradores, escopos e instrumentos virtuais usando os painéis do LabVIEW. Você pode atribuir dinamicamente sinais de seu modelo Simulink a esses elementos gráficos com uma operação fácil de arrastar e soltar, mesmo durante a execução da simulação.
Distribua uma simulação em tempo real composta por modelos e I/Os via simulador em tempo real em núcleos de CPU e FPGAs. Isso permitirá que você obtenha uma execução mais rápida, maior fidelidade e menor latência para seus projetos de simulação.
Use conjuntos de blocos especializados que ajudam a melhorar a precisão e a velocidade da simulação em tempo real. Por exemplo, você pode usar o conjunto de blocos RT-EVENTS para simular eventos discretos em sistemas contínuos ou o conjunto de blocos ARTEMiS para simular sistemas de potência e eletrônica de potência.
Use recursos avançados, como pontos de interrupção, gatilhos, escopos, registro de dados, injeção de sinal, inserção de falhas, ajuste de parâmetros e muito mais para controlar, monitorar, depurar e otimizar seus projetos de simulação.
Use linguagens de script como Python ou MATLAB para automatizar tarefas como criação de projetos, geração de código, execução de simulação, análise de dados, geração de relatórios e muito mais.
Para saber mais sobre como personalizar e otimizar seus projetos de simulação com o RT-LAB, você pode consultar o manual do usuário, os tutoriais online ou os documentos técnicos fornecidos pela OPAL-RT Technologies. Você também pode entrar em contato com a equipe de suporte se precisar de ajuda ou orientação.
Aplicações e exemplos de RT-LAB
O RT-LAB é uma plataforma multidomínio que pode lidar com qualquer problema de simulação e controle em vários setores e aplicações. Algumas das principais aplicações e exemplos do RT-LAB são:
Simulação de sistemas de potência e eletrônica de potência
O RT-LAB é amplamente utilizado para simular sistemas de potência e eletrônica de potência em tempo real. Ele pode modelar fenômenos complexos, como falhas, transientes, harmônicos, problemas de estabilidade, esquemas de proteção, fontes de energia renováveis, redes inteligentes, microrredes, veículos elétricos, sistemas de gerenciamento de bateria, conversores, inversores, retificadores, acionamentos, motores, geradores, transformadores, linhas de transmissão, redes de distribuição e muito mais. Ele também pode interagir com dispositivos de hardware reais, como relés, interruptores, sensores, atuadores e controladores.
O RT-LAB pode ajudar os engenheiros a projetar, testar e validar sistemas de energia e aplicações de eletrônica de potência de maneira segura e eficiente. Também pode ajudar os pesquisadores a explorar novos conceitos e tecnologias neste campo.Alguns dos exemplos de simulação de sistemas de potência e eletrônica de potência usando RT-LAB são:
Uma simulação em tempo real de um sistema de energia de 1000 barras com vários geradores, cargas e falhas usando RT-LAB e ARTEMiS.
Uma simulação em tempo real de uma microrrede com painéis fotovoltaicos, turbinas eólicas, baterias, geradores a diesel e cargas usando RT-LAB e Simscape Electrical.
Uma simulação em tempo real de um conversor multinível modular para transmissão de corrente contínua de alta tensão usando RT-LAB e FPGA.
Uma simulação em tempo real de um veículo elétrico com sistema de gerenciamento de bateria, acionamento por motor e sistema de frenagem regenerativa usando RT-LAB e LabVIEW.
Simulação aeroespacial e automotiva
O RT-LAB também é usado para simular aplicações aeroespaciais e automotivas em tempo real. Ele pode modelar sistemas complexos como aeronaves, foguetes, satélites, carros, caminhões, ônibus, trens, motocicletas, bicicletas, pedestres, semáforos, estradas, pontes, túneis, sensores, atuadores, controladores e muito mais. Ele também pode interagir com dispositivos de hardware reais, como joysticks, pedais, volantes, monitores, câmeras, radares, lidars, GPS, IMU e muito mais.
O RT-LAB pode ajudar os engenheiros a projetar, testar e validar aplicações aeroespaciais e automotivas de forma realista e interativa. Também pode ajudar os pesquisadores a explorar novos conceitos e tecnologias neste campo. Alguns dos exemplos de simulação aeroespacial e automotiva usando RT-LAB são:
Uma simulação em tempo real de um drone quadrotor com um controlador de voo, uma câmera e um lidar usando RT-LAB e Simulink.
Uma simulação em tempo real de um veículo elétrico híbrido com um controlador de powertrain, um sistema de gerenciamento de bateria e um modelo de dinâmica de veículo usando RT-LAB e Simscape Driveline.
Uma simulação em tempo real de um sistema de controle de atitude de satélite com um conjunto de roda de reação e uma haste de torque magnético usando RT-LAB e Simulink Aerospace Blockset.
Uma simulação em tempo real de um sistema de assistência ao motorista com uma função de manutenção de faixa e um sensor de radar usando RT-LAB e Simulink Vehicle Network Toolbox.
Hardware-in-the-loop e simulação de prototipagem rápida
O RT-LAB é especialmente adequado para implementar aplicações de simulação de hardware-in-the-loop (HIL) e prototipagem rápida (RP). A simulação HIL é uma técnica que envolve conectar o dispositivo de hardware real sob teste (DUT) ao ambiente simulado em tempo real. Isso permite que os engenheiros testem o desempenho e a confiabilidade do DUT em vários cenários sem risco de danos ou ferimentos. A simulação RP é uma técnica que envolve conectar o controlador simulado à planta ou sistema real em tempo real. Isso permite que os engenheiros desenvolvam e validem rapidamente seus algoritmos de controle em várias condições, sem esperar pela implementação final do hardware.
O RT-LAB pode ajudar os engenheiros a realizar aplicações de simulação HIL e RP de maneira fácil e eficiente. Também pode ajudar os pesquisadores a experimentar novas ideias e métodos neste campo. Alguns dos exemplos de simulação HIL e RP usando RT-LAB são:
Uma simulação HIL de um acionamento de motor elétrico com um controlador baseado em FPGA usando RT-LAB e Simulink HDL Coder.
Uma simulação HIL de um sistema de trem de pouso de aeronave com um atuador eletro-hidráulico usando RT-LAB e Simulink Real-Time.
Uma simulação RP de um controlador de turbina eólica com um gerador de indução usando RT-LAB e Simulink Coder.
Uma simulação de RP de um controlador de braço robótico com uma placa Arduino usando RT-LAB e Simulink Support Package for Arduino Hardware.
Alternativas e concorrentes do RT-LAB
O RT-LAB não é o único software que oferece recursos de simulação em tempo real. Existem outras alternativas e concorrentes que você pode querer considerar antes de escolher o RT-LAB para seus projetos. Algumas das principais alternativas e concorrentes do RT-LAB são:
Uma comparação do RT-LAB com outro software de simulação
A tabela abaixo mostra uma comparação do RT-LAB com alguns dos outros softwares de simulação disponíveis no mercado. A comparação é baseada em alguns dos principais recursos e critérios relevantes para aplicativos de simulação em tempo real.
Funcionalidade/Critérios RT-LAB Simulink Tempo Real dESPAÇO NI VeriStand ---------------- ------ ------------------ ------ ------------ Integração com MATLAB/Simulink Sim Sim Sim Sim Geração de código a partir de modelos Simulink Sim Sim Sim Sim Suporte para várias plataformas de hardware de destino Sim Sim Limitada Limitada Suporte para vários dispositivos de E/S e protocolos de comunicação Sim Sim Limitada Limitada Suporte para simulação e controle baseados em FPGA Sim Sim Não Não Suporte para simulação e controle distribuídos e paralelos Sim Não Não Não Suporte para blocksets e interfaces especializados para diferentes domínios e aplicações Sim Limitada Limitada Limitada Suporte para painéis de controle gráficos e instrumentos virtuais usando painéis LabVIEW ou outras ferramentas Sim Não Não Sim Suporte para linguagens de script como Python ou MATLAB para automação e personalização de tarefas e fluxos de trabalho Sim Não Não Não Custo e opções de licenciamento Moderado e flexível Alto e rígido Alto e rígido Alto e rígido As vantagens e desvantagens do RT-LAB
Com base na comparação acima, podemos ver que o RT-LAB possui algumas vantagens e desvantagens em relação às suas alternativas e concorrentes. Algumas das vantagens do RT-LAB são:
Ele é totalmente integrado ao MATLAB/Simulink, que é a ferramenta de diagramação mais popular para projetos baseados em modelos. Isso significa que você pode usar o mesmo ambiente e fluxo de trabalho com os quais está familiarizado para criar, editar e testar seus modelos Simulink em tempo real.
Ele oferece suporte a várias plataformas de hardware de destino, dispositivos de E/S e protocolos de comunicação, o que oferece mais flexibilidade e compatibilidade para seus projetos de simulação. Você também pode usar simulação e controle baseados em FPGA, o que permite obter uma execução mais rápida, maior fidelidade e menor latência.
Ele suporta simulação e controle distribuídos e paralelos, o que permite lidar com sistemas complexos e de grande escala com vários modelos e I/Os. Você também pode aproveitar todo o poder das arquiteturas de PC modernas, alcançando tamanhos de etapa fixa sem jitter de até algumas dezenas de microssegundos.
Ele oferece suporte a conjuntos de blocos e interfaces especializados para diferentes domínios e aplicações, como sistemas de energia, eletrônica de potência, aeroespacial, automotivo, robótica, automação industrial e muito mais. Você também pode usar painéis de controle gráficos e instrumentos virtuais usando painéis do LabVIEW ou outras ferramentas para aprimorar sua experiência de simulação.
Ele oferece suporte a linguagens de script como Python ou MATLAB para automação e personalização de tarefas e fluxos de trabalho. Você também pode usar recursos avançados, como pontos de interrupção, gatilhos, escopos, registro de dados, injeção de sinal, inserção de falhas, ajuste de parâmetros e muito mais para controlar, monitorar, depurar e otimizar seus projetos de simulação.
Possui opções de custo e licenciamento moderados e flexíveis, o que o torna mais acessível e acessível para diferentes usuários e cenários.
Algumas das desvantagens do RT-LAB são:
Possui uma curva de aprendizado acentuada, especialmente para iniciantes ou usuários que não estão familiarizados com MATLAB/Simulink ou simulação em tempo real. Você pode precisar gastar algum tempo e esforço para dominar o software e seus recursos.
Tem alguns problemas de compatibilidade com algumas versões do MATLAB/Simulink ou outras ferramentas. Pode ser necessário atualizar ou fazer downgrade de seu software ou hardware para garantir uma operação sem problemas.
Ele tem algumas limitações em termos de escalabilidade, desempenho, precisão ou estabilidade para alguns aplicativos ou cenários.Pode ser necessário ajustar suas configurações ou parâmetros para superar essas limitações.
Conclusão e perguntas frequentes
Concluindo, o RT-LAB é uma solução poderosa, flexível e econômica para suas necessidades de simulação em tempo real. Ele pode lidar com qualquer problema de simulação e controle, desde sistemas de energia e eletrônica de potência até aeroespacial e automotivo, robótica e automação industrial. Ele também pode trabalhar com vários protocolos de comunicação, dispositivos de E/S e plataformas de hardware. Com o RT-LAB, você pode transformar seus modelos Simulink em aplicativos interativos de simulação em tempo real com apenas alguns cliques.
Se você estiver interessado em aprender mais sobre o RT-LAB ou experimentá-lo, visite o site da OPAL-RT Technologies e registre-se para uma avaliação gratuita ou solicite uma demonstração. Você também pode entrar em contato com a equipe de vendas se quiser comprar ou licenciar o software. Você também pode ingressar na comunidade deles e se conectar com outros usuários e especialistas que podem ajudá-lo com seus projetos e dúvidas.
Esperamos que este artigo tenha fornecido uma visão geral abrangente do RT-LAB e de seus recursos, benefícios, aplicações e alternativas. Também esperamos que tenha inspirado você a explorar as possibilidades de simulação em tempo real para suas necessidades de engenharia e pesquisa. Obrigado pela leitura e boa simulação!
Cinco perguntas frequentes exclusivas sobre o RT-LAB
Aqui estão algumas das perguntas frequentes (FAQs) sobre o RT-LAB que podem ser úteis:
Quais são os requisitos do sistema para o RT-LAB?
Os requisitos do sistema para RT-LAB dependem do tipo e complexidade do seu projeto de simulação, bem como da plataforma de hardware de destino que você escolher. No entanto, em geral, você precisa ter um PC com sistema operacional Windows 10, software MATLAB/Simulink e uma placa Ethernet. Você também pode precisar de dispositivos de hardware adicionais, como placas de E/S, placas FPGA ou placas personalizadas, dependendo do seu projeto.Para obter mais detalhes sobre os requisitos do sistema para RT-LAB, você pode consultar o guia de instalação ou entrar em contato com a equipe de suporte.
Quanto custa o RT-LAB?
O custo do RT-LAB depende do tipo e número de licenças que você precisa, bem como do tipo e número de plataformas de hardware de destino que você usa. Existem diferentes opções de licenciamento disponíveis para o RT-LAB, como licenças permanentes, licenças anuais, licenças acadêmicas ou licenças de avaliação. Existem também diferentes plataformas de hardware alvo disponíveis para RT-LAB, como alvos baseados em PC, alvos baseados em FPGA ou alvos personalizados. Para mais detalhes sobre o custo do RT-LAB, você pode consultar a página de preços ou entrar em contato com a equipe de vendas.
Como posso aprender a usar o RT-LAB?
Existem vários recursos disponíveis para ajudá-lo a aprender como usar o RT-LAB de forma eficaz. Você pode começar lendo o manual do usuário, que fornece um guia abrangente sobre como instalar, configurar, usar e solucionar problemas do RT-LAB. Você também pode assistir aos tutoriais online, que fornecem instruções passo a passo sobre como executar tarefas e fluxos de trabalho comuns com o RT-LAB. Você também pode ler os documentos técnicos, que fornecem explicações detalhadas e exemplos de como usar o RT-LAB para diferentes aplicações e domínios. Você também pode entrar em contato com a equipe de suporte se precisar de ajuda ou orientação.
Quais são algumas das vantagens de usar o RT-LAB em relação a outro software de simulação?
Algumas das vantagens de usar o RT-LAB em relação a outros softwares de simulação são:
Ele é totalmente integrado ao MATLAB/Simulink, que é a ferramenta de diagramação mais popular para projetos baseados em modelos. Isso significa que você pode usar o mesmo ambiente e fluxo de trabalho com os quais está familiarizado para criar, editar e testar seus modelos Simulink em tempo real.
Ele oferece suporte a várias plataformas de hardware de destino, dispositivos de E/S e protocolos de comunicação, o que oferece mais flexibilidade e compatibilidade para seus projetos de simulação.Você também pode usar simulação e controle baseados em FPGA, o que permite obter uma execução mais rápida, maior fidelidade e menor latência.
Ele suporta simulação e controle distribuídos e paralelos, o que permite lidar com sistemas complexos e de grande escala com vários modelos e I/Os. Você também pode aproveitar todo o poder das arquiteturas de PC modernas, alcançando tamanhos de etapa fixa sem jitter de até algumas dezenas de microssegundos.
Ele oferece suporte a conjuntos de blocos e interfaces especializados para diferentes domínios e aplicações, como sistemas de energia, eletrônica de potência, aeroespacial, automotivo, robótica, automação industrial e muito mais. Você também pode usar painéis de controle gráficos e instrumentos virtuais usando painéis do LabVIEW ou outras ferramentas para aprimorar sua experiência de simulação.
Ele oferece suporte a linguagens de script como Python ou MATLAB para automação e personalização de tarefas e fluxos de trabalho. Você também pode usar recursos avançados, como pontos de interrupção, gatilhos, escopos, registro de dados, injeção de sinal, inserção de falhas, ajuste de parâmetros e muito mais para controlar, monitorar, depurar e otimizar seus projetos de simulação.
Possui opções de custo e licenciamento moderados e flexíveis, o que o torna mais acessível e acessível para diferentes usuários e cenários.
Quais são algumas das limitações ou desafios do uso do RT-LAB?
Algumas das limitações ou desafios do uso do RT-LAB são:
Possui uma curva de aprendizado acentuada, especialmente para iniciantes ou usuários que não estão familiarizados com MATLAB/Simulink ou simulação em tempo real. Você pode precisar gastar algum tempo e esforço para dominar o software e seus recursos.
Tem alguns problemas de compatibilidade com algumas versões do MATLAB/Simulink ou outras ferramentas. Pode ser necessário atualizar ou fazer downgrade de seu software ou hardware para garantir uma operação sem problemas.
Ele tem algumas limitações em termos de escalabilidade, desempenho, precisão ou estabilidade para alguns aplicativos ou cenários. Pode ser necessário ajustar suas configurações ou parâmetros para superar essas limitações.
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