离散和连续动力学之间的选择

执行实时仿真离散模型,例如,对于数字控制器的设计,指定全球离散求解模型。金宝app如果网络包含控制器有持续的状态,使离散网络。为例,展示了如何离散化液压执行器的控制器,明白了液压致动器配置为边境测试。

如果你的控制器模型并包含连续状态,例如,如果你是建模模拟控制器,使用仿真软件全球持续的解决者。金宝app

计算成本持续的解决者

计算成本的每个时间步长计算的数量是一个处理器执行。实时计算成本成反比。模型的计算成本越低,越有可能是,实时仿真模型的收益没有超支并生成足够精确的结果。

该图显示了大多数全球和本地的归一化计算成本持续固定的解决者。数据来自一系列固定步,固定成本模拟,使用不同的解算器类型。模型是非线性的,包含一个物理网络。虽然模拟解算器类型不同,使用相同的步长,类似的设置迭代解算器的总数。他们这样做,因为步长和迭代次数也影响模拟的计算成本。

对于一个给定的精度,明确全球解决者通常有较低的计算成本比隐式全球解决者。解决当地(仅Simscape)比全球解决成本更低。

数值刚度如何影响解算器的选择吗

来确定是否使用一个显式或隐式固定步模拟模型实时解算器,考虑这两个因素:

确定您的系统是否僵硬或该方法,模拟不同的固定步解算器配置和比较结果从每个参考结果。如果步长太大,硬系统产生振荡,因为他们可以包含动态变化迅速和缓慢。有关更多信息,请参见刚度系统和确定系统的刚度。

显式动力学比隐式快解决,但他们提供更准确的解决方案数值僵硬的系统,因为他们倾向于抑制振荡。金宝搏官方网站隐式动力学可以更好地捕捉振荡发生在僵硬的系统,因为他们比显式动力学更健壮。然而,隐式动力学提供更好的准确性为代价的速度。

如果你的控制器模型是连续数值僵硬,使用隐式解算器ode14x。如果ode14x不允许你的模型来模拟实时仿真的足够快,以牺牲准确性,您可以:

确定明确的解决者,是最好的选择对你不那么僵硬或数值该方法,连续控制器模型,执行有限使用每一个显式的连续动力学仿真。配置每个解算器使用相同的步骤大小和同样数量的迭代解算器。比较仿真结果和选择提供了最佳组合的解算器的精度和速度。

提高结果的准确性,你显式解算器提供的速度,减少迭代的步长或增加数量。对固定步配置模型的更多信息,欲望模拟,模拟和评估的结果有界的,明白了选择步长和迭代次数。

使用Simscape解决当地固定步

通常你可以进一步减少计算成本通过使用Simscape当地为每个独立的物理网络模型解算器。类似水平的准确性,当地解决计算成本低于全球动力学仿真软件。金宝app

Simscape允许您指定一个不同的解算器配置为每个独立的物理系统(子系统)在您的模型中。您可以使用隐式固定步解决当地网络和僵硬的一个显式的固定步在该本地网络解算器。为每个网络优化解决最小化总人数每个时间步计算完成,使它更有可能的是,该模型可以实时运行不会产生溢出。

选择三个Simscape固定步实时仿真的解决者。

向后欧拉求解程序更健壮,因此比梯形积分法解算器更稳定。它往往抑制振荡。梯形积分法解算器更准确,但比向后欧拉求解不稳定。它往往捕获振荡,如正弦信号交流波形是常见的电气系统。分区求解比梯形积分法解算器也更加强劲,但是,它不能模拟特定的模型。有关更多信息,请参见使用分区求解提高仿真速度。不管你选择当地的解算器,仿真时采用向后欧拉数值稳定性的风险: