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Reduced Order Modeler for MATLAB

Erstellen von KI-basierten Modellen mit reduzierter Ordnung

Der Reduced Order Modeler for MATLAB bietet eine App zur Erstellung von Modellen mit reduzierter Ordnung (ROMs) aus in Simulink modellierten Subsystemen, einschließlich realitätsgetreuer Drittpartei-Simulationsmodelle hoher Ordnung. Modelle mit reduzierter Ordnung können bei der Desktop-Simulation auf Systemebene, bei Hardware-in-the-Loop-Tests (HIL), beim Reglerentwurf und bei der Modellierung virtueller Sensoren zum Einsatz kommen.

Mit der Reduced Order Modeler-App können Sie:

  • Die statistische Versuchsplanung einrichten, um Ein-/Ausgabe-Trainingsdaten zu generieren, oder vorab gesammelte Daten aus einem realitätsgetreuen Subsystem hoher Ordnung importieren.
  • KI-basierte ROMs mithilfe vorgefertigter Vorlagen trainieren und vergleichen.
  • KI-basierte Ersatzmodelle nach Simulink exportieren und bei Simulationen auf Systemebene, beim Reglerentwurf und bei HIL-Tests einsetzen
  • Modelle mit reduzierter Ordnung als Functional Mockup Units (FMUs) exportieren, um sie außerhalb von MATLAB und Simulink zu verwenden (mit Simulink Compiler)
Screenshot der „Reduced Order Modeler“-App beim Anordnen von Experimenten.

Anordnung von Versuchen

Wählen Sie Simulink-Signale und Blockparameter als ROM-Eingaben, -Ausgaben und -Parameter. Entwerfen Sie interaktiv Simulationsexperimente mithilfe integrierter Signalanregungstypen oder durch explizite Angabe von Parameterwerten oder über Verteilungen. Legen Sie Grenzen für Signal- und Parameterwerte fest, um den machbaren Entwurfsraum zu definieren und dessen Abdeckung zu visualisieren.

Importieren von Daten in die Reduced Order Modeler App.

Daten für das Training importieren

Importieren Sie vorhandene zeitliche Daten, die aus einem hochpräzisen Simulationsmodell gesammelt wurden, in die Reduced Order Modeler-App, um Modelle reduzierter Ordnung zu trainieren. Verwenden Sie Daten, die in Matrizen, Timetables oder Zellarrays von Timetables und Matrizen gespeichert sind.

Screenshot der „Reduced Order Modeler“-App beim Ausführen von Experimenten und Anzeigen von Versuchsergebnissen mit der App.

Ausführung von Versuchen

Führen Sie Experimente sequenziell oder parallel mit der Parallel Computing Toolbox durch und initiieren Sie Modellsimulationen. Visualisieren Sie Simulationsergebnisse für relevante Signale und Parameter mithilfe integrierter Visualisierungsdiagramme.

Screenshot von Experimentendetails zum Trainieren von Modellen mit reduzierter Ordnung.

Trainieren von Modellen mit reduzierter Ordnung

Erstellen Sie statische oder dynamische Modelle reduzierter Ordnung mithilfe verschiedener Netzwerke. Automatisches Trainieren und Vergleichen aller verfügbaren Modelle, einschließlich Neural State Space, LSTM, MLP und nichtlinearer ARX-Modelle. Optimieren Sie Hyperparameter sequenziell oder parallel mit der Parallel Computing Toolbox, um die Modellpassung zu verbessern. Vergleichen Sie die Genauigkeitsmetriken für trainierte Modelle, um das optimale Modell für Ihre Anwendung auszuwählen.

Screenshot mit trainiertem, zum Reglerentwurf in Simulink importiertem ROM.

Verwenden von Modellen mit reduzierter Ordnung in Simulink

Importieren Sie trainierte ROMs in Simulink, um sie bei der Simulation auf Systemebene, beim Reglerentwurf und bei HIL-Tests zu verwenden. Kombinieren Sie ROMs mit auf wissenschaftlichen Grundprinzipien basierenden Komponentenmodellen.

Diagramm einer ROM-Bereitstellung in Embedded-Hardware und Export als FMU.

Bereitstellung und Export von Modellen mit reduzierter Ordnung

Stellen Sie ROMs durch automatische Codegenerierung in Embedded-Systemen bereit. Exportieren Sie ROMs als FMUs (mit Simulink Compiler), um sie außerhalb von MATLAB und Simulink zu verwenden.