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動的システムをシミュレートするには,指定された時間範囲における連続タイムステップのそれぞれの状態量を計算します。この計算では,システムのモデルにより提供された情報を使用します。“タ电子邮箱ムステップ”は,計算が生じる時間の間の隔たりです。この時間間隔のサ@ @ズを“ステップサ电子邮箱ズ”と呼びます。この方法でモデルの状態を計算するプロセスはモデルの"解決"として知られています。モデルを解く1の方法がすべてのシステムに適用されるわけではありません。金宝app动态仿真模块®には,“ソルバ”と呼ばれる一連のプログラムがあります。各ソルバ,はモデルを解くための特定のアプロ,チを表します。
ソルバ,は数値的手法によって,モデルを表す一連の常微分方程式を解きます。この計算により,ソルバ,は次のシミュレ,ションステップの時間を判断します。この初期値の問題を解決するプロセスにおいて,ソルバ,は指定された精度要件も満たします。
動的システムの連続状態を表す常微分方程式(ODE)を解くためのさまざまな数値積分技法が数学者によって開発されています。それぞれ特定の颂歌解法を実装する各種の固定ステップ連続ソルバーおよび可変ステップ連続ソルバー群が用意されています(ソルバ,の比較を参照)。モデルコンフィギュレ,ションパラメ,タ,の[ソルバ]ペ▪▪ンでソルバ▪▪を選択します。
MATLAB®およびS金宝appimulinkによって提供されているソルバ,はすべて同じような命名規則に従います。まり,颂歌
の後ろに,ソルバ:の次数を示す2か3の数字が付けられます。一部のソルバーはスティッフな微分方程式を解くことができ,そのソルバーによって使用されるメソッドは接尾辞年代
、t
,または结核病
で表されます。
モデルのシミュレ,ションに適したソルバ,は次の特性によって異なります。
システムダ@ @ナミクス
解の安定性
計算速度
ソルバ,のロバスト性
そのため,金宝app仿真软件によって提供される数値ソルバーは,おおまかに2つのプロパティによって分類できます。
計算のステップサ▪▪ズのタ▪▪プ
固定ステップソルバーでは,その名が示すように,シミュレーションの開始から終了まで同じステップサイズを使用してモデルを解きます。ステップのサ▪▪ズは指定することもソルバ▪▪に選択させることもできます。一般に,ステップサイズを小さくすると結果の精度が向上し,システムのシミュレーションに要する時間が長くなります。
可変ステップソルバでは,シミュレション中にステップサズが変化します。これらのソルバーは,モデルのシミュレーション中に特定のイベント(急激な状態の変化,ゼロクロッシングイベントなど)が発生したときに精度を上げるためにステップサイズを減らします。また,モデルの状態がゆっくり変化する場合は,ステップサイズを大きくして不要なステップの実行を避けます。ステップサズの計算は,各ステップで計算のオバヘッドに加えられます。ただし,ステップの総数を減らすことができ,それによって,ゼロクロッシング,急激に変化する状態,および追加の計算を必要とするその他のイベントをもつモデルについて,指定したレベルの精度を維持するために必要なシミュレーション時間を減らせます。
モデルの状態
連続ソルバーは,数値積分を使って前のタイムステップにおける状態と状態導関数から,現在のタイムステップにおけるモデルの連続状態量を計算します。連続ソルバーは,個々のブロックに基づいて各タイムステップにおけるモデルの離散状態量の値を計算します。
離散ソルバ,は主に純粋な離散モデルを解くために使用されます。モデルにいて,すぐ次のシミュレションタムステップのみを計算します。この計算の実行時には,モデルの各ブロックに基づいてそれぞれの離散状態量が更新されます。連続状態は計算されません。
反復的手法を使用して,要件に適したソルバ,を選択します。複数のソルバーのシミュレーション結果を比較し,最小のトレードオフで最適なパフォーマンスを提供するソルバーを選択します。
以下の方法で,モデルに適したソルバ,を選択します。
自動ソルバ,を使用します。新しいモデルでは,ソルバ,の選択が既定値で自動ソルバ,に設定されています。自動ソルバーは,モデルに対して固定ステップまたは可変ステップのソルバーと最大ステップサイズを推奨します。詳細にいては,自動ソルバ,を使用したソルバ,の選択を参照してください。
自動ソルバーを使用したシミュレーション結果が満足のいかないものである場合は,モデルコンフィギュレーションパラメーターの[ソルバ]ペ▪▪ンでソルバ▪▪を選択します。
モデルをビルドしてシミュレートするとき,モデルのダイナミクスに基づいてソルバーのタイプを選択できます。可変ステップソルバーは、ばね質量ダンパー システムのダイナミクスのような、純粋な連続モデルにより適しています。インバーター電力システムなど複数のスイッチを含むモデルの場合、ソルバーのリセット数の問題で、可変ステップ ソルバーも固定ステップ ソルバーのように振る舞うことになるため、固定ステップ ソルバーが推奨されます。
メモ
モデルを生成されたコ,ドとして配布する場合は,固定ステップソルバ,のみ使用できます。シミュレ,ション中に可変ステップ ソルバーを選択すると、そのソルバーを使用して配布時に必要となる固定ステップ ソルバーに必要なステップ サイズを計算します。
次のチャトは,S金宝appimulinkラブラリにおけるソルバの大まかな分類を示しています。
選択したソルバ,をモデルに合わせるには,シミュレ,ション精度の確認と改善を参照してください。
理想的には,選択されたソルバ,は以下のようになります。
モデルを正常に解く。
可変ステップソルバ,の場合,指定された許容誤差の限度内で解法を示す。
適切な期間でモデルを解く。
これらすべての目的が単一のソルバ,で満たされるとは限りません。選択する前に,さまざまなソルバ,を使用してシミュレ,ションを試してください。
金宝app仿真软件ライブラリには複数のソルバーがあり,それらすべてが代数ループのソルバーと連携できます。詳細にいては,代数ル,プソルバ,の動作を参照してください。
ソルバのタプ | 陽的/陰的 | 離散 | 連続 | 可変次数 |
---|---|---|---|---|
固定ステップ | 陽的 | 該当なし | 陽的な固定ステップ連続ソルバ | 該当なし |
暗黙的 | 該当なし | 陰的な固定ステップ連続ソルバ | 該当なし | |
可変ステップ | 陽的 | 金宝appSimulinkの可変ステップソルバ | 陽的な可変ステップ連続ソルバ | 単一次数連続ソルバと可変次数連続ソルバ |
暗黙的 | 陰的な可変ステップ連続ソルバ | 単一次数連続ソルバと可変次数連続ソルバ |
モデルコンフィギュレ,ションパラメ,タ,の[ソルバ]ペ▪▪ンで金宝app,Simulinkラ▪▪ブラリにおけるソルバ▪は2▪▪の主要なタ▪プに分類されます。固定ステップソルバと可変ステップソルバを参照してください。
ソルバを比較するその他の方法にいては,以下を参照してください。