Simulink Design Optimization
Analyser la sensibilité du modèle et ajuster les paramètres du modèle
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Simulink Design Optimization offre des fonctions, des outils interactifs et des blocs pour analyser et ajuster les paramètres du modèle. Vous pouvez déterminer la sensibilité du modèle, l'adapter aux données de test et l'ajuster pour répondre aux exigences. En utilisant des techniques comme la simulation de Monte-Carlo et le plan d'expériences, vous pouvez explorer votre espace de design et déterminer l'influence des paramètres sur le comportement du modèle.
Simulink Design Optimization vous aide à améliorer la précision du modèle. Vous pouvez prétraiter les données de test, estimer automatiquement les paramètres du modèle tels que les coefficients aérodynamiques et de friction, et valider les résultats de l'estimation.
Pour améliorer les caractéristiques de design du système, par exemple, le délai de réponse, la bande passante et la consommation d'énergie, vous pouvez optimiser conjointement les paramètres du système physique et les gains du contrôleur ou des algorithmes. L'ajustement de ces paramètres vous permet de satisfaire les différentes exigences temporelles et fréquentielles, comme le dépassement et la marge de phase, ainsi que les exigences personnalisées.
Applications pour l'optimisation de design
Utilisez des applications prédéfinies pour configurer et résoudre de manière interactive des problèmes d'optimisation de design dans Simulink, notamment la spécification des exigences du design, les variables de décision ou les options d'optimisation. Générez du code MATLAB directement à partir des applications pour le déploiement ou des personnalisations supplémentaires.
Estimation des paramètres
Construisez des modèles physiques précis en estimant les paramètres et les états de votre modèle Simulink à partir des données de test, de manière interactive avec l'application Parameter Estimator ou avec les fonctions équivalentes en ligne de commande.
Optimisation de la réponse
Optimisez automatiquement les paramètres du modèle pour répondre aux exigences de design dans les domaines temporel et fréquentiel en utilisant l'application Response Optimizer ou les fonctions équivalentes en ligne de commande. Calculez des designs Pareto-optimaux pour des problèmes d'optimisation multiobjectifs, analysez les compromis de design à l'aide de graphiques de visualisation et sélectionnez le design qui correspond le mieux à vos besoins de performance.
Analyse de sensibilité
Identifiez les paramètres qui ont le plus d'impact sur le comportement de votre modèle avec l'application Sensitivity Analyzer. Sélectionnez les meilleures conditions initiales pour l'estimation des paramètres et l'optimisation du design. Analysez l'espace de design de votre modèle en effectuant une analyse de compromis multiobjectif ou en utilisant des simulations de Monte Carlo pour vérifier la robustesse de votre design.
Co-optimisation des paramètres du système physique et du contrôleur
Optimisez conjointement les paramètres du système physique et les gains du contrôleur ou des algorithmes pour améliorer les caractéristiques de design du système telles que le temps de réponse, la bande passante ou la consommation d'énergie.
Ajustement des jumeaux numériques
Mettez automatiquement à jour les paramètres d'un modèle de jumeau numérique déployé pour qu'il reflète la condition de l'équipement existant. Déployez le workflow d'estimation des paramètres avec Simulink Compiler.
Réglage d'une lookup table
Ajustez les lookup tables pour des applications comme les contrôleurs à gains séquencés ou la caractérisation de batteries. Imposez des contraintes comme la monotonie et la régularité sur les valeurs des lookup tables. Utilisez des lookup tables adaptatives pour résoudre les problèmes d'étalonnage.
Accélération de l'optimisation du design
Accélérez l'estimation des paramètres, l'optimisation de la réponse et l'analyse de sensibilité en exécutant plusieurs simulations d'un modèle en parallèle avec Parallel Computing Toolbox. Accélérez les tâches d'optimisation du design en utilisant la fonctionnalité Fast Restart et la simulation en mode Accelerator de Simulink.
Solveurs d'optimisation
Résolvez une variété de problèmes d'optimisation, notamment les problèmes à entiers mixtes, basés sur les dérivées et sans dérivées, en utilisant une sélection de solveurs tels que surrogate, fmincon et pattern search, disponibles dans Optimization Toolbox et Global Optimization Toolbox.
Ressources produits :
FAQ sur Simulink Design Optimization
Simulink Design Optimization fournit des fonctions, des outils interactifs et des blocs pour analyser et régler les paramètres des modèles, vous permettant de déterminer la sensibilité du modèle, d'ajuster les modèles aux données de test et de les paramétrer pour satisfaire aux exigences de conception.
Vous pouvez optimiser les paramètres de conception des modèles Simulink et Simscape pour atteindre des objectifs de performance tels que l'efficacité, la consommation d'énergie, la robustesse, la réponse dynamique et les exigences au niveau système. Simulink Design Optimization prend en charge l'ajustement par rapport à des spécifications temporelles, des métriques fréquentielles et des exigences personnalisées dérivées de simulations, de mesures ou de données de test.
L'estimation des paramètres estime automatiquement des paramètres du modèle, tels que les coefficients de friction et aérodynamiques, à partir de données de test à l'aide de l'application Parameter Estimator ou de fonctions en ligne de commande afin d'améliorer la précision du modèle.
L'optimisation de la réponse optimise automatiquement les paramètres du modèle pour satisfaire aux exigences de conception dans le domaine temporel et fréquentiel, en utilisant l'application Response Optimizer ou des fonctions en ligne de commande.
L'application Sensitivity Analyzer identifie les paramètres qui ont le plus d'impact sur le comportement du modèle en utilisant des techniques telles que la simulation Monte Carlo et le design of experiments pour analyser l'espace de conception et vérifier la robustesse du design.
Oui, vous pouvez optimiser conjointement les paramètres physiques du système et les gains algorithmiques ou du contrôleur pour améliorer les caractéristiques de conception du système.
Vous pouvez accélérer l'estimation de paramètres, l'optimisation de réponse et l'analyse de sensibilité en exécutant plusieurs simulations en parallèle avec Parallel Computing Toolbox, ou en utilisant le redémarrage rapide (fast restart) et le mode de simulation accéléré (accelerator simulation mode).
Oui. Vous pouvez régler des tables de recherche pour des applications telles que la caractérisation de batteries ou les contrôleurs à gain programmé, avec la possibilité d'imposer des contraintes telles que la monotonie et la régularité des valeurs de la table.
Simulink Design Optimization offre une gestion intégrée de l'exécution des simulations, de la gestion des paramètres, de l'évaluation des exigences et de la configuration de l'optimisation pour les modèles Simulink et Simscape. Il automatise les évaluations répétées de simulations, prend en charge l'exécution parallèle pour des études d'optimisation évolutives et fournit des apps interactives pour configurer les workflows d'optimisation de conception et d'estimation de paramètres, éliminant ainsi la nécessité de développer une infrastructure personnalisée.
Simulink Design Optimization prend en charge divers solveurs, y compris l'optimisation par modèle de substitution (surrogate optimization), fmincon et pattern search fournis par Optimization Toolbox et Global Optimization Toolbox. Cela couvre les problèmes d'optimisation basés sur les dérivées, sans dérivées et à variables entières mixtes, vous permettant de sélectionner le solveur le mieux adapté aux caractéristiques de votre problème.
Oui. Calculez des conceptions optimales au sens de Pareto pour des problèmes d'optimisation multiobjectifs, visualisez les compromis entre objectifs de performance concurrents et choisissez la conception qui correspond le mieux à vos besoins. Cela est utile pour équilibrer des exigences telles que performance vs efficacité, confort de roulage vs tenue de route, ou précision vs consommation d'énergie.
Oui. Vous pouvez estimer des paramètres, optimiser des réponses et effectuer des analyses de sensibilité sur des modèles Simscape (mécaniques, électriques, thermiques, hydrauliques et multidomaines). La boîte à outils gère l'exécution des simulations et la mise à jour des paramètres dans Simscape de la même manière que pour les modèles Simulink.
Utilisez l'application Parameter Estimator ou des fonctions en ligne de commande pour ajuster automatiquement les paramètres du modèle afin que les sorties de simulation correspondent à vos données expérimentales ou opérationnelles mesurées. Cela permet de calibrer des modèles de moteur, des modèles de batterie, la dynamique des actionneurs, des systèmes multicorps et tout modèle Simulink ou Simscape basé sur la physique.
Oui. Mettez automatiquement à jour les paramètres d'un modèle de digital twin déployé pour qu'ils correspondent aux conditions actuelles de l'actif en utilisant l'estimation de paramètres. Déployez le workflows d'estimation de paramètres à l'aide de Simulink Compiler afin que le digital twin reste calibré au fur et à mesure de l'évolution de l'actif physique.
Utilisez l'analyse de sensibilité et l'optimisation multiobjectif pour explorer et optimiser les paramètres physiques de conception à l'aide d'évaluations basées sur la simulation. Identifiez quels paramètres influencent le plus le comportement du système, évaluez plusieurs concepts de conception et choisissez des valeurs de paramètres qui équilibrent les objectifs de performance — le tout avant de s'engager dans des prototypes hardware.
Oui. Générez du code MATLAB directement depuis les applications Parameter Estimator, Response Optimizer et Sensitivity Analyzer. Cela vous permet de personnaliser les workflows, d'automatiser des tâches d'optimisation répétées, de vous intégrer aux pipelines CI/CD ou de déployer des routines d'estimation en utilisant Simulink Compiler.
