Simulink Design Optimization
Analisi della sensibilità e regolazione dei parametri dei modelli
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Simulink Design Optimization contiene funzioni, strumenti interattivi e blocchi per analizzare e regolare i parametri del modello. È possibile determinare la sensibilità del modello, adattare il modello ai dati di test e regolarlo in modo che risponda ai requisiti. Sfruttando tecniche quali la simulazione Monte Carlo e la progettazione di esperimenti, è possibile esplorare il proprio spazio di progettazione e calcolare l’influenza dei parametri sul comportamento del modello.
Simulink Design Optimization aiuta ad aumentare la precisione del modello. È possibile pre-elaborare i dati di test, stimare automaticamente i parametri del modello come i coefficienti aerodinamici e di attrito e convalidare i risultati delle stime.
Per migliorare le caratteristiche di progettazione dei sistemi come il tempo di risposta, la larghezza di banda e il consumo di energia, è possibile ottimizzare congiuntamente i parametri degli impianti fisici e i guadagni algoritmici o dei controller. Questi parametri possono essere regolati in base a requisiti specifici nel dominio del tempo e in quello della frequenza, come l’overshoot e il margine di fase, e in base a requisiti personalizzati.
App per l’ottimizzazione dei progetti
Utilizza app integrate per impostare e risolvere in modo interattivo problemi di ottimizzazione dei progetti in Simulink, tra cui la definizione dei requisiti di progettazione, le variabili decisionali e le opzioni di ottimizzazione. Genera codice MATLAB direttamente dalle app per la distribuzione o per ulteriori personalizzazioni.
Stima dei parametri
Crea modelli di impianti accurati stimando parametri e stati del tuo modello Simulink automaticamente a partire da dati di test in modo interattivo con l’app Parameter Estimator o con le funzioni della riga di comando.
Ottimizzazione della risposta
Ottimizza automaticamente i parametri del modello per soddisfare i requisiti di progettazione del dominio del tempo e della frequenza con l’app Response Optimizer o con le funzioni della riga di comando. Calcola progetti Pareto-ottimali per problemi di ottimizzazione multiobiettivo, valuta i compromessi tra le scelte progettuali tramite grafici di visualizzazione e scegli il progetto che meglio risponde ai requisiti di prestazioni.
Analisi di sensibilità
Individua i parametri che hanno l’impatto maggiore sul comportamento del tuo modello con l’app Sensitivity Analyzer. Seleziona le condizioni iniziali migliori per la stima dei parametri e l’ottimizzazione del progetto. Analizza lo spazio di progettazione del tuo modello eseguendo un'analisi di compromesso multiobiettivo o utilizzando simulazioni Monte Carlo per verificare la robustezza del tuo progetto.
Co-ottimizzazione dei parametri dell’impianto e dei controller
Ottimizza congiuntamente i parametri degli impianti fisici e i guadagni algoritmici o dei controller per migliorare le caratteristiche di progettazione dei sistemi come il tempo di risposta, la larghezza di banda e il consumo di energia.
Sincronizzazione dei gemelli digitali
Aggiorna automaticamente i parametri di un modello di gemello digitale distribuito in modo che corrisponda alle condizioni attuali dell’asset. Distribuisci un workflow per la stima dei parametri con Simulink Compiler.
Sincronizzazione delle tabelle di lookup
Sincronizza le tabelle di lookup per applicazioni come la caratterizzazione di batterie o i controller gain-scheduled. Imponi dei vincoli come la monotonicità e l’uniformità sui valori delle tabelle di lookup. Usa tabelle di lookup adattive per risolvere problemi di calibrazione.
Accelerazione dell’ottimizzazione dei progetti
Accelera la stima dei parametri, l’ottimizzazione della risposta e l’analisi di sensibilità eseguendo più simulazioni di un modello in parallelo utilizzando Parallel Computing Toolbox. Accelera le attività di ottimizzazione dei progetti utilizzando la funzione Fast Restart e la modalità di simulazione Accelerator di Simulink.
Risolutori di ottimizzazione
Risolvi una serie di problemi di ottimizzazione, tra cui misto-interi, basati su derivate e senza derivate, utilizzando una selezione di risolutori disponibili come surrogati, fmincon e ricerca del modello da Optimization Toolbox e Global Optimization Toolbox.
Risorse sui prodotti:
FAQ su Simulink Design Optimization
Simulink Design Optimization fornisce funzioni, strumenti interattivi e blocchi per analizzare e ottimizzare i parametri del modello, consentendo di determinare la sensibilità del modello, adattare i modelli ai dati di test e sintonizzarli per soddisfare i requisiti di progetto.
È possibile ottimizzare i parametri di progetto nei modelli Simulink e Simscape per soddisfare obiettivi di prestazione ingegneristica quali efficienza, consumo energetico, robustezza, risposta dinamica e requisiti a livello di sistema. Simulink Design Optimization supporta la messa a punto rispetto a specifiche nel dominio del tempo, metriche nel dominio della frequenza e requisiti personalizzati derivati da simulazioni, misure o dati di test.
La stima dei parametri stima automaticamente i parametri del modello, come attrito e coefficienti aerodinamici, a partire dai dati di test utilizzando l'app Parameter Estimator o funzioni da riga di comando per aumentare l'accuratezza del modello.
L’ottimizzazione delle risposte ottimizza automaticamente i parametri del modello per soddisfare requisiti di progetto nel dominio del tempo e della frequenza utilizzando l'app Response Optimizer o funzioni da riga di comando.
L'app Sensitivity Analyzer individua quali parametri hanno il maggiore impatto sul comportamento del modello utilizzando tecniche come Simulazioni Monte Carlo e design of experiments per analizzare lo spazio di progetto e verificare la robustezza del progetto.
Sì, è possibile ottimizzare congiuntamente i parametri fisici del plant e i guadagni algoritmici o del controllore per migliorare le caratteristiche del progetto del sistema.
È possibile accelerare la stima dei parametri, l’ottimizzazione delle risposte e l’analisi di sensibilità eseguendo più simulazioni in parallelo con Parallel Computing Toolbox, oppure utilizzando il fast restart e la modalità di simulazione accelerator.
Sì, è possibile mettere a punto le lookup table per applicazioni come la caratterizzazione delle batterie o i controllori a guadagno schedulato, con la possibilità di imporre vincoli quali monotonicità e regolarità sui valori delle lookup table.
Simulink Design Optimization fornisce una gestione integrata dell’esecuzione delle simulazioni, della gestione dei parametri, della valutazione dei requisiti e della configurazione dell’ottimizzazione per i modelli Simulink e Simscape. Automatizza le ripetute valutazioni di simulazione, supporta l’esecuzione parallela per studi di ottimizzazione scalabili e offre app interattive per configurare i workflow di design optimization e parameter estimation, eliminando la necessità di costruire un’infrastruttura personalizzata.
Simulink Design Optimization supporta una varietà di solver, tra cui surrogate optimization, fmincon e pattern search provenienti da Optimization Toolbox e Global Optimization Toolbox. Ciò copre problemi di ottimizzazione con derivata, senza derivata e di tipo misto intero, permettendo di selezionare il solver più adatto alle caratteristiche del problema.
Sì. Calcola soluzioni Pareto-ottimali per problemi di ottimizzazione multiobiettivo, visualizza i compromessi tra obiettivi di prestazione in competizione e seleziona il progetto che meglio soddisfa le tue esigenze. Questo è utile per bilanciare requisiti come prestazioni vs. efficienza, comfort di marcia vs. tenuta di strada o accuratezza vs. consumo energetico.
Sì. È possibile stimare parametri, ottimizzare risposte ed eseguire analisi di sensibilità su modelli Simscape (meccanici, elettrici, termici, idraulici e multidominio). Il toolbox gestisce l’esecuzione delle simulazioni e l’aggiornamento dei parametri in Simscape allo stesso modo dei modelli Simulink.
Usa l'app Parameter Estimator o le funzioni da riga di comando per regolare automaticamente i parametri del modello in modo che le uscite di simulazione corrispondano ai tuoi dati sperimentali o operativi misurati. Questo supporta la calibrazione di modelli di motori, modelli di batterie, dinamiche di attuatori, sistemi multibody e qualsiasi modello basato sulla fisica in Simulink o Simscape.
Sì. Aggiorna automaticamente i parametri di un modello di digital twin distribuito per farlo corrispondere alle condizioni attuali dell’asset utilizzando la stima dei parametri. Distribuisci il workflow di stima dei parametri usando Simulink Compiler in modo che il digital twin rimanga calibrato man mano che l’asset fisico evolve nel tempo.
Utilizza l’analisi di sensibilità e l’ottimizzazione multiobiettivo per esplorare e ottimizzare i parametri di progetto fisici mediante valutazione basata su simulazione. Identifica quali parametri influenzano maggiormente il comportamento del sistema, valuta più concetti di progetto e seleziona i valori dei parametri che bilanciano gli obiettivi di prestazione — tutto prima di impegnarsi nella realizzazione di prototipi hardware.
Sì. Genera codice MATLAB direttamente dalle app Parameter Estimator, Response Optimizer e Sensitivity Analyzer. Questo ti permette di personalizzare i workflow, automatizzare compiti di ottimizzazione ripetuti, integrarti con pipeline CI/CD o distribuire routine di stima usando Simulink Compiler.
