Bachelor's Thesis

AC Drives Modeling in Modelica

Final Thesis 2.28 MB Appendix 2.15 MB

Author of thesis: Bc. Goran Lalović

Acad. year: 2013/2014

Supervisor: prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Reviewer: Ing. Lukáš Otava, Ph.D.

Abstract:

This bachelor final project deals with the procedures of physical modeling and simulation of AC drives (electrical machines) in Modelica programing language and environment OpenModelica. First, there is an overview about the general characteristics of the models for basic types of AC machines, Asynchronous and Synchronous Machines, and controller structures in OpenModelica. Then, this bachelor’s thesis concentrates on a behavior comparison of the already existing models in Matlab-Simulink and OpenModelica. The goal of this bachelor’s thesis was making the FMU, translating, simulating and working with models from OpenModelica to Matlab-Simulink.
The theoretical description of the electrical machines is mainly based in the first two chapters. This bachelor final project includes the same modeling types of the electrical machines in different modeling languages, OpenModelica and Matlab-Simulink, and compares the simulations results. At the end, it gives some basic information about FMI standard, FMU and talks about translating models from OpenModelica, trough JModelica to Matlab-Simulink.

Keywords:

AC Electrical Machines, Asynchronous Machines, Synchronous Machines, Modeling and Simulation, OpenModelica, Matlab-Simulink, FMI, FMU, FMU Toolbox, Parameterization Definer

Date of defence

18.06.2014

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student obhájil bakalářskou práci.

Language of thesis

English

Faculty

Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Department

Department of Control and Instrumentation

Study programme

Electrical, Electronic, Communication and Control Technology (EECC Bc.)

Field of study

Automation and Measurement (B-AMT)

Composition of Committee

prof. Ing. Karel Hájek, CSc. (předseda)
doc. Ing. Petr Blaha, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Petr Fiedler, Ph.D. (člen)
Ing. Marie Havlíková, Ph.D. (člen)
Ing. Radek Štohl, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
prof. Ing. Pavel Václavek, Ph.D.

Student pracoval na bakalářské práci samostatně s přiměřeným využitím konzultací. Během řešení tématu přicházel iniciativně s novými řešeními. Výsledkem jsou prakticky využitelné modely pohonů v prostředí OpenModelica. Student efektivně řešil problémy, které vznikly při zpracování tématu,  zejména v oblasti implementace FMI standardu.

Řešení bakalářské práce se student věnoval s přiměřenou intenzitou. Pracovní nasazení a dosažené výsledky lze považovat za dobré. Větší pozornost bylo vhodné věnovat zpracování písemné zprávy, která je poměrně stručná.

Student prokázal své technické schopnosti a znalosti nutné pro řešení komplikovaných úloh v oblasti modelování pohonů.  Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji klasifikaci B. Points proposed by supervisor: 85

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Lukáš Otava, Ph.D.

Zadání bakalářské práce pana Gorana Laloviće na téma Modelování střídavých pohonů v jazyce Modelica je po stránce odborné středně náročné a po stránce časové je náročnější z hlediska objevování pro autora nového modelovacího jazyka Modelica a jeho implementace OpenModelica s otevřeným zdrojovým kódem.
Vlastní text práce má 32 stran a je rozdělen do pěti kapitol. V úvodní kapitole autor popisuje matematický model asynchronního a synchronního motoru, kdy u synchronního motoru zmiňuje i konstrukční provedení rotoru. Rešerše modelovacích nástrojů není uvedena. V části OpenModelica autor prezentuje OpenModelica modely motorů, které vycházejí z knihoven programu OpenModelica a prezentuje průběhy simulací. Pro implementaci ztrát v motoru autor využil metody class parametrization modelling. Autor také správně provádí porovnání chování modelů z OpenModelica a Matlab-Simulink. Zmiňuje také tvorbu sub-modelů motorů s nastavováním parametrů pod maskou a tvorbu dokumentace modelů. Následující kapitola se věnuje vytvoření mezivrstvy pro použití modelů z OpenModelica v prostředí Matlab/Simulink pomocí FMI standardu. Student se musel zorientovat v různých softwarových nástrojích a řešit problémy s jejich kompatibilitou pomocí dalších postupů, které student vhodně zdůvodňuje.

Z formálního hlediska je práce na dobré úrovni. Pouze obrázek 3 není čitelný. Uvítal bych, kdyby byly v OpenModelica schématech naznačeny podrobněji veličiny spojující jednotlivé bloky, případně jakými rovnicemi jsou bloky realizovány. Příloha obsahuje soubory modelů zmiňované v práci a dále skripty pro nastavování parametrů výsledným FMU souborům. Matlab-Simulink modely nejsou v příloze obsaženy.

Předložená práce svědčí o bakalářských schopnostech studenta, doporučuji ji k obhajobě a navrhuji hodnocení B – 82 bodů. Topics for thesis defence:
  1. Můžete zdůvodnit, kdy by bylo pro modelování motoru výhodnější použít Matlab/Simulink a kdy OpenModelica?
  2. Jaký Matlab-Simulink model synchronního motoru byl využit pro porovnání s modelem z prostředí OpenModelica?
Points proposed by reviewer: 82

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová