Simulink Design Optimization
Analyse der Modellsensitivität und Optimierung von Modellparametern
Haben Sie noch Fragen? Kontaktieren Sie den Vertrieb.
Simulink Design Optimization bietet Funktionen, interaktive Tools und Blöcke zur Analyse und Abstimmung von Modellparametern. Sie können die Empfindlichkeit des Modells ermitteln, das Modell an Testdaten anpassen und es so abstimmen, dass es die Anforderungen erfüllt. Mithilfe von Techniken wie der Monte-Carlo-Simulation und der statistischen Versuchsplanung können Sie den vorhandenen Entwurfsraum erkunden und den Einfluss variierender Parameter auf das Modellverhalten berechnen.
Simulink Design Optimization hilft Ihnen, die Modelltreue zu verbessern. Sie können Testdaten vorverarbeiten, automatisch Modellparameter wie Reibungs- und Aerodynamik-Koeffizienten schätzen und dann die Schätzergebnisse validieren.
Zur Verbesserung von Entwurfscharakteristika des Systems wie Antwortzeit, Bandbreite und Energieverbrauch können Sie physikalische Anlagenparameter sowie algorithmische oder reglerbezogene Verstärkungsfaktoren gemeinsam optimieren. Diese Parameter können abgestimmt werden, so dass sie Anforderungen in der Zeit- und Frequenzdomäne wie Überschwingen und Phasengrenzen sowie individuelle Anforderungen erfüllen.
Apps für die Entwurfsoptimierung
Nutzen Sie integrierte Apps zur interaktiven Einrichtung und Lösung von Entwurfsoptimierungsproblemen in Simulink, einschließlich Entwurfsanforderungen, Entscheidungsvariablen und Optimierungsoptionen. Generieren Sie MATLAB Programmcode direkt innerhalb der Apps für die Bereitstellung oder für zusätzliche Anpassungen.
Parameterschätzung
Erzeugen Sie präzise Anlagenmodelle, indem Sie die Parameter und Zustände Ihres Simulink-Modells anhand von Testdaten automatisch schätzen lassen – interaktiv mit der Parameter Estimator-App oder mithilfe von Befehlszeilenfunktionen.
Antwortoptimierung
Optimieren Sie mit der Response Optimizer-App oder mithilfe von Befehlszeilenfunktionen automatisch die Parameter Ihrer Modelle, um die Entwurfsanforderungen im Zeitbereich und Frequenzbereich zu erfüllen. Berechnen Sie Pareto-optimale Designs für multikriterielle Optimierungsprobleme, analysieren Sie Entwurfsalternativen mithilfe von Visualisierungsdiagrammen und wählen Sie den Entwurf aus, der Ihren Leistungsanforderungen am besten entspricht.
Sensitivitätsanalyse
Ermitteln Sie mithilfe der Sensitivity Analyzer-App, welche Parameter den größten Einfluss auf das Verhalten Ihres Modells haben. Wählen Sie bessere Ausgangsbedingungen für die Parameterschätzung und Entwurfsoptimierung. Analysieren Sie den Gestaltungsraum Ihres Modells, indem Sie eine multikriterielle Kompromissanalyse durchführen oder Monte-Carlo-Simulationen verwenden, um die Robustheit Ihres Entwurfs zu überprüfen.
Gemeinsame Optimierung von Anlagen- und Reglerparametern
Zur Verbesserung von Entwurfscharakteristika des Systems wie Antwortzeit, Bandbreite und Energieverbrauch können Sie physikalische Anlagenparameter sowie algorithmische oder reglerbezogene Verstärkungsfaktoren gemeinsam optimieren.
Abstimmung digitaler Zwillinge
Aktualisieren Sie automatisch die Parameter eines als Modells bereitgestellten digitalen Zwillings so, dass Sie den aktuellen Zustand der Anlage wiedergeben. Stellen Sie den Workflow zur Parameterschätzung mit dem Simulink Compiler bereit.
Abstimmung von Lookup-Tabellen
Stimmen Sie Lookup-Tabellen für Anwendungen wie die Charakterisierung von Batterien oder Gain-Scheduling-Regler ab. Erzwingen Sie Randbedingungen für die Lookup-Tabellenwerte wie Monotonie und Glattheit. Für Kalibrierungsprobleme stehen adaptive Lookup-Tabellen zur Verfügung.
Beschleunigung der Entwurfsoptimierung
Beschleunigen Sie die Parameterschätzung, Antwortoptimierung und Sensitivitätsanalyse, indem Sie mehrere Simulationen eines Modells mithilfe der Parallel Computing Toolbox parallel ausführen. Beschleunigen Sie Entwurfsoptimierungsaufgaben mithilfe der Fast-Restart-Funktion und des Beschleunigersimulationsmodus von Simulink.
Optimierungs-Solver
Lösen Sie eine Vielzahl von Optimierungsproblemen, einschließlich gemischt-ganzzahliger, ableitungsbasierter und ableitungsfreier Probleme, mithilfe der verfügbaren Solver, z. B. Surrogat, fmincon und Mustersuche, in der Optimization Toolbox und Global Optimization Toolbox.
Produktressourcen:
Simulink Design Optimization - Häufig gestellte Fragen
Simulink Design Optimization bietet Funktionen, interaktive Apps und Blöcke zur Analyse und Abstimmung von Modellparametern, mit denen Sie die Modellempfindlichkeit bestimmen, Modelle an Testdaten anpassen und sie so abstimmen können, dass sie Entwurfsanforderungen erfüllen.
Sie können Entwurfsparameter in Simulink- und Simscape-Modellen optimieren, um ingenieurtechnische Leistungsziele wie Effizienz, Energieverbrauch, Robustheit, dynamisches Verhalten und systemweite Anforderungen zu erreichen. Simulink Design Optimization unterstützt das Abstimmen anhand von Zeitbereichsspezifikationen, Frequenzbereichskennwerten und benutzerdefinierten Anforderungen, die aus Simulationen, Messungen oder Testdaten abgeleitet werden.
Die Parameterschätzung schätzt automatisch Modellparameter wie Reibungs- und Aerodynamikkoeffizienten aus Testdaten mithilfe der Parameter Estimator-App oder Befehlszeilenfunktionen, um die Modellgenauigkeit zu erhöhen.
Response Optimization optimiert automatisch Modellparameter, um Zeitbereichs- und Frequenzbereichsentwurfsanforderungen mithilfe der Response Optimizer-App oder Befehlszeilenfunktionen zu erfüllen.
Die Sensitivity Analyzer-App identifiziert, welche Parameter den größten Einfluss auf das Modellverhalten haben, und verwendet Techniken wie Monte-Carlo-Simulation und Versuchsplanung (Design of Experiments), um den Entwurfsraum zu analysieren und die Robustheit des Entwurfs zu überprüfen.
Ja, Sie können physikalische Anlagenparameter und algorithmische Parameter oder Reglerverstärkungen gemeinsam optimieren, um die Systementwurfsmerkmale zu verbessern.
Sie können Parameterschätzung, Response Optimization und Sensitivitätsanalyse beschleunigen, indem Sie mehrere Simulationen parallel mit Parallel Computing Toolbox ausführen oder Fast Restart und den Accelerator-Simulationsmodus verwenden.
Ja, Sie können Lookup-Tabellen für Anwendungen wie Batteriecharakterisierung oder gain-scheduled Regler abstimmen und dabei Nebenbedingungen wie Monotonie und Glätte der Lookup-Tabellenwerte erzwingen.
Simulink Design Optimization bietet eine integrierte Handhabung der Simulationsausführung, Parameterverwaltung, Anforderungsauswertung und Optimierungseinrichtung für Simulink- und Simscape-Modelle. Es automatisiert wiederholte Simulationsauswertungen, unterstützt parallele Ausführung für skalierbare Optimierungsstudien und bietet interaktive Apps zum Konfigurieren von Entwurfsoptimierungs- und Parameterschätzungs-Workflows, wodurch die Notwendigkeit entfällt, eine maßgeschneiderte Infrastruktur aufzubauen.
Simulink Design Optimization unterstützt eine Vielzahl von Lösern, darunter surrogate optimization, fmincon und pattern search aus Optimization Toolbox und Global Optimization Toolbox. Damit werden gradientenbasierte, gradientenfreie und gemischt-ganzzahlige Optimierungsprobleme abgedeckt, sodass Sie den Löser auswählen können, der am besten zu den Eigenschaften Ihres Problems passt.
Ja. Berechnen Sie Pareto-optimale Entwürfe für Mehrzieloptimierungsprobleme, visualisieren Sie die Kompromisse zwischen konkurrierenden Leistungszielen und wählen Sie den Entwurf aus, der am besten zu Ihren Anforderungen passt. Dies ist nützlich, um Anforderungen wie Leistung versus Effizienz, Fahrkomfort versus Fahrverhalten oder Genauigkeit versus Energieverbrauch auszubalancieren.
Ja. Sie können Parameter schätzen, Antworten optimieren und Sensitivitätsanalysen an Simscape-Modellen (mechanisch, elektrisch, thermisch, hydraulisch und mehrdomänig) durchführen. Das Toolbox-Framework übernimmt die Simulationsausführung und Parameteraktualisierungen in Simscape auf die gleiche Weise wie bei Simulink-Modellen.
Verwenden Sie die Parameter Estimator-App oder Befehlszeilenfunktionen, um Modellparameter automatisch so anzupassen, dass Simulationsergebnisse mit Ihren gemessenen experimentellen oder betrieblichen Daten übereinstimmen. Dies unterstützt die Kalibrierung von Motormodellen, Batteriemodellen, Stellglieddynamiken, Mehrkörpersystemen und jedem physikbasierten Simulink- oder Simscape-Modell.
Ja. Aktualisieren Sie automatisch die Parameter eines eingesetzten Digital Twin-Modells, damit es den aktuellen Zustand eines Assets widerspiegelt, indem Sie Parameterschätzung verwenden. Stellen Sie den Parameterschätzungs-Workflow mit Simulink Compiler bereit, damit der Digital Twin kalibriert bleibt, während sich das physische Asset im Laufe der Zeit verändert.
Verwenden Sie Sensitivitätsanalysen und Mehrzieloptimierung, um physikalische Entwurfsparameter mithilfe simulationsbasierter Bewertungen zu untersuchen und zu optimieren. Identifizieren Sie, welche Parameter das Systemverhalten am stärksten beeinflussen, bewerten Sie mehrere Entwurfskonzepte und wählen Sie Parameterwerte aus, die Leistungsziele ausbalancieren — alles bevor Hardwareprototypen gebaut werden.
Ja. Generieren Sie MATLAB-Code direkt aus der Parameter Estimator-, Response Optimizer- und Sensitivity Analyzer-App. Dadurch können Sie Workflows anpassen, wiederholte Optimierungsaufgaben automatisieren, in CI/CD-Pipelines integrieren oder Schätzroutinen mit Simulink Compiler bereitstellen.
