Simulink Design Optimization

Analice la sensibilidad y ajuste los parámetros de modelos

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Simulink Design Optimization ofrece funciones, herramientas interactivas y bloques para analizar y ajustar los parámetros de modelos. Puede determinar la sensibilidad de un modelo, ajustarlo a datos de prueba y adaptarlo para que cumpla con los requisitos. Con técnicas como la simulación Monte Carlo y el diseño de experimentos, puede explorar el espacio de diseño y calcular la influencia de los parámetros en el comportamiento de los modelos.

Simulink Design Optimization contribuye a aumentar la precisión de los modelos. Puede preprocesar datos de prueba, estimar automáticamente parámetros de modelos, tales como coeficientes aerodinámicos y de fricción, y validar los resultados de la estimación.

Para mejorar las características de diseño de un sistema, como el tiempo de respuesta, el ancho de banda y el consumo de energía, puede optimizar conjuntamente los parámetros físicos de la planta y las ganancias algorítmicas o del controlador. Estos parámetros se pueden ajustar para cumplir con los requisitos de los dominios del tiempo y la frecuencia, tales como el rebasamiento y el margen de fase, así como requisitos personalizados.

¿Qué es Simulink Design Optimization?

Estimación de parámetros

Desarrolle modelos de planta precisos estimando los parámetros y los estados de un modelo de Simulink a partir de datos de prueba. Actualice y ajuste los gemelos digitales de los sistemas para que representen mejor su estado actual.

App Parameter Estimator

Importe y preprocese interactivamente los datos medidos, seleccione los parámetros del modelo que desea estimar, realice la estimación, y compare y valide los resultados. Puede generar código de MATLAB desde la app para automatizar todo el proceso.

Cómo estimar parámetros de modelos a partir de datos de pruebas con Simulink (4:13)

Estimación de parámetros de un péndulo invertido

Estimación del coeficiente de fricción de un embrague

Automatización de la estimación de parámetros de un modelo de batería (9:54)

Estimación de parámetros de un motor de CC

Opciones de configuración

Seleccione entre diversos solvers de optimización globales y basados en derivadas. También puede establecer rangos de parámetros, inicializar modelos en puntos operativos en estado estacionario y acelerar el proceso de estimación de parámetros con Parallel Computing Toolbox.

Importación y preprocesamiento de datos de prueba

Estimación de parámetros del sistema de una central eléctrica en estado estacionario

Estimación de parámetros de modelos con varios conjuntos de datos de prueba

Funciones de coste, restricciones y solvers

Estimación de parámetros de un sistema hidráulico

Ajuste de gemelos digitales

Actualice automáticamente los parámetros de un modelo de gemelo digital desplegado para que reflejen el estado actual de los activos. Despliegue el flujo de trabajo de estimación de parámetros con Simulink Compiler.

Aplicación desplegada de estimación de parámetros

Ajuste de parámetros de gemelos digitales

Optimización de respuestas

Optimice los parámetros del modelo para cumplir con los requisitos y las restricciones de diseño.

App Response Optimizer

Configure y ejecute problemas de optimización interactivamente para ajustar los parámetros de un modelo de Simulink. Puede especificar varios requisitos de diseño de manera gráfica, seleccionar los parámetros que desea optimizar y generar código de MATLAB desde la app para automatizar todo el proceso.

Optimización de un sistema de control de inclinación de las palas de una turbina eólica (4:32)

Optimización del rendimiento de un sistema de suspensión (6:41)

Ajuste de un controlador de un convertidor de potencia

Ajuste de un controlador de piloto automático

Optimización del rendimiento de un sistema de motor de CC

Requisitos y restricciones de diseño

Seleccione requisitos de los dominios del tiempo y la frecuencia tales como características de respuesta al escalón, señales de referencia que se deben rastrear y límites de magnitud de Bode. Para los requisitos del dominio de la frecuencia, el modelo se linealiza con Simulink Control Design. También se pueden definir requisitos y restricciones personalizados.

Requisitos de los dominios del tiempo y la frecuencia

Optimización del diseño de motores para coste y rendimiento

Optimización de respuestas para cumplir con un objetivo personalizado

Optimización de respuestas para cumplir con requisitos de señales personalizados

Optimización de un sistema de control de vuelo

Opciones de configuración

Aumente la robustez del diseño teniendo en cuenta la incertidumbre en los parámetros del modelo. Puede seleccionar solvers de optimización, establecer rangos de parámetros, inicializar modelos en puntos operativos en estado estacionario y acelerar el proceso de optimización de respuestas con Parallel Computing Toolbox.

Especificación del punto operativo en estado estacionario para la optimización de respuestas

Optimización de respuestas con variables inciertas

Optimización de parámetros para aumentar la robustez

Mejora del rendimiento de la optimización con el cálculo paralelo

Optimización del rendimiento de un sistema de actuador hidráulico

Tablas de búsqueda

Ajuste tablas de búsqueda para aplicaciones tales como controladores de planificación de ganancias. Puede imponer restricciones, como monotonicidad y suavidad, para los valores de las tablas de búsqueda. Utilice tablas de búsqueda adaptativas para resolver problemas de calibración.

Estimación de valores de una tabla de búsqueda a partir de datos

Ajuste de tablas de búsqueda para controladores de planificación de ganancias

Estimación de valores restringidos de una tabla de búsqueda

Modelado de un motor con una tabla de búsqueda adaptativa

Tabla de búsqueda adaptativa que utiliza datos de prueba para aproximar la superficie de eficiencia volumétrica de un motor.

Análisis de sensibilidad

Identifique qué parámetros tienen mayor impacto en el comportamiento del modelo. Explore el espacio de diseño del modelo para comprobar la robustez y seleccionar mejores condiciones iniciales para estimar parámetros y optimizar el diseño.

App Sensitivity Analyzer

Cree un conjunto de valores de parámetros interactivamente muestreando distribuciones de probabilidad y realice análisis de sensibilidad global. Visualice y analice los resultados para identificar los parámetros clave del modelo. Genere código de MATLAB desde la app para automatizar el proceso.

Exploración de la fiabilidad del diseño con el muestreo de parámetros

Análisis de la influencia de los parámetros del modelo en los requisitos de diseño

Visión general del análisis de sensibilidad

Análisis de sensibilidad y simulaciones Monte Carlo con Simulink Design Optimization (30:54)

Análisis de sensibilidad y simulaciones Monte Carlo de un modelo de circuito eléctrico.

Exploración del espacio de diseño

Analice el espacio de diseño del modelo con simulaciones Monte Carlo y diseño de experimentos. Eso permite comprobar la robustez del diseño y también determinar el impacto de los parámetros clave del modelo en las funciones de coste y los requisitos de diseño.

Generación de muestras de parámetros para análisis de sensibilidad

Exploración de un diseño con muestreo de parámetros

Generación de código de MATLAB para identificar parámetros clave

Análisis de sensibilidad para optimizar el diseño de un sistema de propulsión y ahorro de combustible

Exploración de un diseño con Sensitivity Analyzer

Mejoras de rendimiento de la optimización

Visualice los resultados del análisis de sensibilidad y seleccione valores para los parámetros que puedan representar condiciones iniciales adecuadas para las sesiones de las apps Parameter Estimator y Response Optimizer, directamente desde la app Sensitivity Analyzer.

Identificación de parámetros clave de un modelo para tareas de estimación de parámetros

Uso del cálculo paralelo para análisis de sensibilidad