INTECIN   20395
INSTITUTO DE TECNOLOGIAS Y CIENCIAS DE LA INGENIERIA "HILARIO FERNANDEZ LONG"
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Modelado de histéresis ferromagnética
Autor/es:
JUAN MANUEL CONDE GARRIDO; JOSEFINA MARÍA SILVEYRA; PATRICIO IRIBARNE CATELLA
Reunión:
Congreso; SIIIO 2020 (Simposio Argentino de Informática Industrial e Investigación Operativa) durante las 49° Jornadas Argentinas de Informática; 2020
Resumen:
Resumen.En los procesos de diseño dedispositivos tecnológicos, es preciso poder modelar, de manera simple peroprecisa, el comportamiento físico de sus componentes. Los materiales ferromagnéticos,presentes en transformadores, motores eléctricos y sensores inductivos, tienen eldesafío de ser no lineales e histeréticos. Entrelos modelos de histéresis magnética más conocidos, se encuentra el modelo deJiles-Atherton. A diferencia de otros modelos, tales como el de Preisach, elmodelo de Jiles-Atherton tiene: fundamentos físicos, una ecuación diferencialordinaria relativamente simple y un menor costo computacional. Es por ello queestá siendo integrado por paquetes modernos de software de simulación decircuitos (SPICE) y de elementos finitos (ej.: Comsol Multiphysics).Perouna barrera que sigue limitando su uso: no existe aún un programa que permita fácilmente:1) ajustar los parámetros del modelo (tarea no trivial por ser un problema deoptimización con mínimos locales), 2) simular curvas de histéresis para un dadomaterial sometido a un campo determinado. Para saldar esta brecha, desarrollamosuna aplicación libre, con código abierto y multiplataforma. A continuación,describimos brevemente su arquitectura y diseño.Sedesarrollaron dos algoritmos de naturaleza biológica y no determinística para laoptimización no lineal de los 5 parámetros del modelo: Genetic Algorithmy Differential Evolution. En ellos, se tienen diferentes individuos quepertenecen a una población (para una determinada iteración), de la cual seseleccionan los mejores para formar la próxima solución. Laaplicación posee una arquitectura cliente-servidor. El cliente es una interfazpor línea de comandos o gráfica (opcional), mientras que el servidor, poseemúltiples workers que reciben por medio de message queues las peticionesdel cliente de simular distintas curvas de histéresis con distintos parámetros.El diseño del software implementado sigue la técnica de diseño ArquitecturaHexagonal en capas: Presentación, con funcionalidades de cara alusuario (captura de parámetros y archivos de configuración, reporte de resultadosgráficos y exportado de archivos en texto plano); Aplicación, donde se transformanlos datos de entrada (para que las entidades del modelo de dominio recibanobjetos que no dependen del formato de los archivos de input); Core,con los procesos de simulación y ajuste del modelo (sin tener conocimiento deotros conceptos como lo son la parte de I/O, UI o del Sistema Operativo). Para aumentarla velocidad de ejecución, el proceso de ajuste fue paralelizado con múltiples workers.La cantidad de workers que se utilizan en cada ejecución es variable ydepende tanto del comando que se ejecute, simulación o ajuste, como de lacantidad de núcleos del sistema.