Design & Analyse im Wolfram System Modeler

Entwurf und Optimierung

Mit Hilfe der Wolfram Language können Anwender die Geometrie mechanischer 3D-Systeme planen, Prototypen von gleichungsbasierten, benutzerdefinierten Komponenten erstellen und integrierte Optimierungsroutinen verwenden, um die optimalen Parameter und Eingaben zu finden. Sobald das Modell in System Modeler zusammengesetzt ist, können Schieberegler und andere interaktive Elemente verwendet werden, um die Modelle durch manuelle Untersuchung zu optimieren.

Modellkalibrierung

Durch Ausführen von System Modeler-Simulationen von der Wolfram Language aus können Anwender den Parameterraum erforschen. Die Modellkalibrierung kann mit Hilfe der Optimierungsfunktionen der Wolfram Language gegen reale Daten erfolgen, um die Ergebnisse dannn wieder - auch programmatisch - in das Modell einzufügen.

Frequenzanalyse

Es besteht die Möglichkeit, eine FFT-Analyse der Ausgangssignale durchzuführen und dann mit Hilfe des Ergebnisses, Dämpfer und Filter zu entwerfen. Hierbei stimulieren Anwender ihre Modelle mit einem beliebigen Eingangssignal, um Resonanzspitzen zu finden. Es ist auch mögliche ein Modell automatisch in ein lineares, zeitinvariantes System umwandeln, um das System weiter zu analysieren.

Empfindlichkeitsanalyse

Anwendern können Modelle simulieren und dabei die Empfindlichkeitsbänder der Systemvariablen in Bezug auf bestimmte Parameterzeichnen. Die Darstellung der Empfindlichkeitsbänder ist integriert. Durch die Empfindlichkeitsanalyse gilt es herauszufinden, welche Parameter den größten Einfluss auf das Systemverhalten haben, um die Modellrobustheit zu erhöhen, die Modellkomplexität zu reduzieren und optimale Experimente zu entwerfen.

Regelungstechnik

Anwender können Steuerungen für ihre Systeme entwickeln. Die Wolfram Language enthält zahlreiche Regelsystemfunktionen, einschließlich Stabilitätsanalyse, Visualisierung und Reglerentwurf. Ebenfalls enthalten ist das automatische Linearisieren von Modellen in standardmäßige Zustandsraumdarstellungen oder als Transferfunktionen. Mit den integrierten Funktionen können PID-Regler abgestimmt und linear-quadratische Regler und Zustandsschätzer erstellt werden.

Zuverlässigkeitsanalyse

Die kompletten Funktionen der Wolfram Language für Zuverlässigkeitsanalyse, mit für Zuverlässigkeits-Blockdiagrammen, Fehlerbäumen und Wichtigkeitsbewertung kann mit Modellen verwendet werden. Komponenten und Modelle können mit Anmerkungen zu Zuverlässigkeitsverteilungen versehen werden, so dass die Robustheit der Modelle gegenüber Entwurfskriterien getestet und dokumentiert werden kann, selbstverständlich auch unter Einsatz der vielen statistischen Methoden der Wolfram Language.