Simulink Design Optimization

Analysieren der Modellsensitivität und Optimieren der Modellparameter

 

Simulink Design Optimization™ bietet Funktionen, interaktive Tools und Blocks für die Analyse und Optimierung von Modellparametern. Sie können die Modellsensitivität bestimmen, das Modell an Testdaten anpassen und es zur Erfüllung der Anforderungen optimieren. Unter Verwendung von Techniken wie der Monte-Carlo-Simulation und dem Design von Experimenten können Sie Ihren Designraum erkunden und den Parametereinfluss auf das Modellverhalten berechnen.

Simulink Design Optimization hilft Ihnen, die Modellgenauigkeit zu steigern. Sie können Testdaten vorverarbeiten, automatisch Modellparameter wie Reibung und aerodynamische Koeffizienten schätzen und die Schätzergebnisse validieren.

Zur Verbesserung der Systemdesigneigenschaften wie Reaktionszeiten, Bandbreite und Energieverbrauch können Sie gemeinsam physische Anlagenparameter und Algorithmus- bzw. Reglerverstärkungen optimieren. Diese Parameter können optimiert werden, um die Anforderungen für Zeitdomäne und Frequenzdomäne zu erfüllen, wie z. B. Überschwingung und Phasenrand sowie benutzerdefinierte Anforderungen.

Erste Schritte:

Parameterschätzung

Erstellen Sie genaue Anlagenmodelle durch die Schätzung von Parametern und Zuständen Ihres Simulink-Modells anhand von Testdaten. Aktualisieren und optimieren Sie digitale Zwillinge Ihre Systeme, um deren aktuellen Zustände besser darzustellen.

Parameterschätzungs-App

Importieren Sie interaktiv Ihre Messdaten und führen Sie die Vorverarbeitung dafür durch. Wählen Sie Modellparameter für die Schätzung aus, führen Sie die Schätzungen durch und vergleichen und validieren Sie dann die Schätzergebnisse. Um den Gesamtprozess zu automatisieren, können Sie MATLAB-Code aus der App erzeugen.

Konfigurationsoptionen

Wählen Sie aus einer Vielzahl von linearen, nichtlinearen und allgemeinen Optimierungssolvern aus. Sie können auch Parameterbereiche einstellen, Modelle an stationären Arbeitspunkten initialisieren und den Parameterschätzungsprozess mittels der Parallel Computing Toolbox™ beschleunigen.

Optimierung von Systemantworten

Optimieren Sie Modellparameter zur Erfüllung Ihrer Designanforderungen und Sicherheitsbedingungen.

Response-Optimierungs-App

Einrichtung und Ausführung von Optimierungsproblemen zur Optimierung von Simulinkmodellparametern. Sie können grafisch mehrere Designanforderungen spezifizieren, Modellparameter zur Optimierung auswählen und MATLAB-Code aus der App erstellen, um den gesamten Prozess zu optimieren.

Designanforderungen und -bedingungen

Wählen Sie Zeit- und Frequenzbereichsanforderungen wie Sprungantworteigenschaften, Referenzsignale zur Verfolgung und Bode-Amplitude-Grenzen aus. Das Modell ist für Frequenzbereichsanforderungen mittels Simulink Control Design linearisiert. Sie können auch benutzerdefinierte Anforderungen und Bedingungen definieren.

Konfigurationsoptionen

Verbessern Sie die Designstabilität, indem Sie der Unsicherheit Ihrer Modellparameter Rechnung tragen Sie können Optimierungssolver wählen, Parameterbereiche einrichten, Modelle an stationären Arbeitspunkten initialisieren und den Parameterschätzungsprozess mittels der Parallel Computing Toolbox™ beschleunigen.

Lookup-Tabellen

Optimierung von Lookup-Tabellen für Anwendungen wie Regler mit Gain-Scheduling. Sie können Bedingungen wie Monotonie und Glätte für die Lookup-Tabellenwerte definieren. Verwenden Sie adaptive Lookup-Tabellen zur Lösung von Kalibrierungsproblemen.

Adaptive Lookup-Tabelle aus Testdaten zur Bestimmung eines Näherungswertes für die volumetrische Effizienzoberfläche eines Motors.

Sensitivitätsanalyse

Bestimmen Sie, welche Parameter den größten Einfluss auf das Modellverhalten haben. Untersuchen Sie den Designraum Ihres Modells, um dessen Stabilität zu prüfen und bessere Anfangsbedingungen für die Parameterschätzung und Designoptimierung auszuwählen.

Sensitivitätsanalyse-App

Erstellen Sie interaktiv eine Reihe von Parameterwerten anhand des Samplings von Wahrscheinlichkeitsverteilungen und führen Sie eine allgemeine Sensitivitätsanalyse durch. Visualisieren und analysieren Sie die Ergebnisse, um zentrale Modellparameter zu bestimmen. Um den Gesamtprozess zu automatisieren, können Sie MATLAB-Code aus der App erzeugen.

Adaptive Lookup-Tabelle aus Testdaten zur Bestimmung eines Näherungswertes für die volumetrische Effizienzoberfläche eines Motors.

Designraum-Untersuchung

Analysieren Sie den Designraum Ihres Modells unter Verwendung von Monte-Carlo-Simulationen und dem Entwurf von Experimenten Auf diese Weise können Sie die Stabilität Ihres Designs überprüfen und ebenfalls die Auswirkungen bestimmen, die die zentralen Modellparameter auf Ihre Kostenfunktionen und Designanforderungen haben können.

Verbesserungen der Optimierungsleistung

Wählen Sie Parameterwerte, die sich gut als Anfangsbedingungen für Ihre Parameterschätzung und App-Sitzungen zur Optimierung von Systemantworten eignen. Beziehen Sie diese direkt aus der Sensitivitätsanalyse-App, indem Sie die Ergebnisse Ihrer Sensitivitätsanalyse visualisieren.

Neue Funktionen

Parameterschätzung mit Simulink Compiler

Implementierung digitaler Zwillinge durch Update der Parameter von Simulink-Modellen mit Simulink Compiler

Sensitivitätsanalysetools

Erzeugen von MATLAB-Code aus dem Tool zur Automatisierung von Skripting-Aufgaben

Einzelheiten zu jedem dieser Features und den entsprechenden Funktionen finden Sie in den Versionshinweisen.