Simulink Design Optimization
Analyse der Modellempfindlichkeit und Optimierung von Modellparametern
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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 dem Design-of-Experiments 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 so abgestimmt werden, dass sie Anforderungen in der Zeit- und Fequenzdomäne wie Überschwingen und Phasengrenzen sowie individuelle Anforderungen erfüllen.
Importieren und verarbeiten Sie Ihre Messdaten interaktiv vor, wählen Sie zu schätzende Modellparameter aus, führen Sie diese Schätzungen durch und vergleichen und validieren Sie die Ergebnisse der Schätzungen. Sie können aus der App heraus MATLAB-Programmcode generieren und so den gesamten Vorgang automatisieren.
Ihnen steht eine Vielzahl ableitungsbasierter und globaler Optimierungs-Solver zur Auswahl. Daneben können Sie Parameterbereiche festlegen, Modelle an Steady-State-Betriebspunkten initialisieren und die Parameterschätzung mit der Parallel Computing Toolbox™ beschleunigen.
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.
Optimierungsprobleme zur Abstimmung der Parameter von Simulink-Modellen können Sie interaktiv einrichten und ausführen. Dabei können Sie grafisch unterschiedlichste Entwurfsanforderungen festlegen, die zu optimierenden Modellparameter auswählen und aus der App MATLAB-Programmcode generieren, der den gesamten Vorgang automatisiert.
Wählen Sie Anforderungen in der Zeit- und Frequenzdomäne wie Sprungantwort-Charakteristik, zu verfolgende Referenzsignale und Bode-Amplitudengrenzen aus. Bei Anforderungen in der Frequenzdomäne wird das Modell mit Simulink Control Design linearisiert. Außerdem können Sie individuelle Anforderungen und Nebenbedingungen definieren.
Verbessern Sie die Robustheit des Entwurfs durch Berücksichtigung von Unsicherheiten in Ihren Modellparametern. Sie können dazu Optimierungs-Solver wählen, Parameterbereiche festlegen, Modelle an Steady-State-Betriebspunkten initialisieren und die Optimierung von Antworten mit der Parallel Computing Toolbox™ beschleunigen.
Für Anwendungen wie Gain-Scheduling-Regler können Sie Lookup-Tables abstimmen. Sie können dabei für die Werte der Lookup-Tables Nebenbedingungen wie Monotonie und Glattheit erzwingen. Für Kalibrierungsprobleme stehen adaptive Lookup-Tables zur Verfügung.
Erstellen Sie interaktiv einen Satz von Parameterwerten, indem Sie Proben von Wahrscheinlichkeitsverteilungen nehmen und eine globale Sensitivitätsanalyse durchführen. Visualisieren und analysieren Sie die Ergebnisse, um zentrale Modellparameter zu ermitteln. Generieren Sie MATLAB-Programmcode aus der App und automatisieren Sie so den Vorgang.
Analysieren Sie den Entwurfsraum Ihres Modells durch Monte-Carlo-Simulationen und Design-of-Experiments. Dadurch können Sie die Robustheit Ihres Entwurfs überprüfen und zudem die Auswirkungen wichtiger Modellparameter auf Kostenfunktionen und Entwurfsanforderungen ermitteln.
Wählen Sie direkt in der Sensitivity Analyzer App diejenigen Parameterwerte aus, die gute Anfangsbedingungen für Ihre Sessions zur Parameterschätzung und Antwortoptimierung darstellen, indem Sie die Ergebnisse Ihrer Sensitivitätsanalyse visualisieren.