Simulación en tiempo real

La simulación en tiempo real se refiere a un modelo informático de un sistema físico que puede ejecutarse al mismo ritmo que el tiempo real. En otras palabras, el modelo informático se ejecuta al mismo ritmo que el sistema físico real. Por ejemplo, si un tanque tarda 10 minutos en llenarse en el mundo real, también tardaría 10 minutos en llenarse en la simulación.

La simulación en tiempo real es común en los videojuegos , pero también es importante en el mercado industrial para la capacitación de operadores y el ajuste de controladores fuera de línea. ^{[ 1 ]} Lenguajes de programación como LabVIEW , VisSim y Simulink permiten la creación rápida de dichas simulaciones en tiempo real y cuentan con conexiones a pantallas industriales y controladores lógicos programables a través de OLE para el control de procesos o tarjetas de E/S digitales y analógicas . Existen varios simuladores en tiempo real disponibles en el mercado, entre ellos xPC Target y RT-LAB para sistemas mecatrónicos, Simulink para simulación de electrónica de potencia y RTDS para simulación de redes eléctricas.

En una simulación en tiempo real, esta se realiza en tiempo discreto con un paso constante (también conocido como paso fijo), avanzando el tiempo en intervalos de tiempo iguales. Otras técnicas con paso variable se utilizan para transitorios de alta frecuencia, pero no son adecuadas para la simulación en tiempo real. En una simulación en tiempo real, el tiempo necesario para resolver las ecuaciones de estado internas y las funciones que representan el sistema debe ser menor que el paso fijo. Si el tiempo de cálculo excede el tiempo del paso fijo, se produce un desfase y la simulación se retrasa con respecto al tiempo real. En resumen, la simulación en tiempo real debe generar las variables internas y la salida en el mismo lapso de tiempo que su contraparte física.

Configurar los modelos para que se ejecuten en tiempo real permite utilizar la simulación hardware-in-the-loop para probar los controladores. Es posible realizar cambios de diseño en una etapa más temprana del proceso de desarrollo, lo que reduce los costos y acorta el ciclo de diseño .

Los simuladores en tiempo real se utilizan ampliamente en muchos campos de la ingeniería. Por consiguiente, la inclusión de aplicaciones de simulación en los planes de estudio académicos puede aportar un gran valor al estudiante. Las pruebas estadísticas de protección de redes eléctricas , el diseño y la simulación de aeronaves, los métodos de diseño de controladores de accionamiento de motores y la integración de robots espaciales son algunos ejemplos de aplicaciones de la tecnología de simuladores en tiempo real. ^{[ 2 ]}

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