基本建模工作流程
建模是一个过程的数学方程描述动态系统,然后创建一个系统模型的简化表示。方程定义的科学系统和时变模型使用方程定义的行为。
在一个典型的工作流建模的步骤包括:
定义一个系统
建模系统
集成系统
定义系统
识别系统的组件,确定物理特性,并与方程定义的动态行为。在仿真软件您执行这些步骤万博1manbetx®软件环境和在你开始构建模型。
确定建模的目标
设计一个模型之前,您需要了解您的目标和需求。问问自己这些问题帮助你计划模型设计:
模型帮助你解决什么问题?
什么问题能回答吗?
它代表了系统一定要准确吗?
一些可能的目标建模:
了解系统组件的相互作用。
控制器和容错策略进行研究。
替代设计之间的决定。
观察系统的反应,不能解决分析。
确定各种输入和改变模型参数如何影响输出。
识别系统组件
一旦你了解您的建模需求,你可以开始确定系统的组件。
确定组件对应于系统的结构部分。创建一个模型,该模型反映了系统的物理结构,例如,电机控制器或制动系统,是有益的,当你必须建立系统在软件和硬件的一部分。
识别功能部分,您可以独立模型和测试。
描述组件之间的关系,例如,传输数据,能量,和力量。
画一幅画显示了组件之间的连接。包括你的图的主要参数。创建一个系统的图片可以帮助你识别和模型是必不可少的的部分你想要的行为观察。
定义系统方程
在识别系统中组件之后,您可以描述系统的数学方程。推导出方程用科学原理或输入-输出响应的测量数据。许多系统的方程分为三类:
连续系统,微分方程描述变量的变化率方程定义的所有值的时间。例如,一辆汽车的速度是由二阶微分方程给出
离散系统的差分方程描述变量的变化率,但只在特定时间定义的方程。例如,控制信号从一个离散propositional-derivative控制器是由差分方程给出
没有衍生品代数方程方程。例如,在并联电路的总电流与两个组件由代数方程给出
收集参数数据
创建一个列表变量和常系数方程,然后确定系数值出版来源或系统上进行实验。
使用测量数据从一个系统来定义方程系数和参数模型。
在一个系统识别的部分可衡量的。
测量物理特性或使用出版的属性值。硬件制造商数据表是一个很好的来源值。
执行实验测量系统对不同的输入。稍后您将会使用这些数据来验证模型的设计与模拟。
模型系统
建立个人模型组件,实现系统方程,并定义组件之间传递数据的接口。
高层结构模型
一个模型在仿真软件系统万博1manbetx的图形表示使用模块和模块之间的连接。描述您的系统完成后,其组件,和方程式,您可以开始构建您的模型。
使用系统方程构建系统的图形化模型与模型编辑器。万博1manbetx
如果你把所有的模型块在一个级别的图,图可以变得难以阅读和理解。组织你的模型的一种方法是使用子系统。块的例子,您可以使用它来创建一个子系统包括子系统、原子子系统,和模型。
确定输入和输出连接(例如,信号线)之间的子系统。在模拟输入和输出值的变化动态。
模型组件
一些问题问你开始模型组件之前:
每个组件的常量是什么和的值不会改变,除非你改变他们?
什么是变量为每个组件和随时间变化的值?
一个组件有多少状态变量?
模型创建顶级结构之后,就可以开始各个组件模型。
使用这个系统方程建立一个仿真软件模型。万博1manbetx
在模型编万博1manbetx辑器中添加模型块。块代表系数和变量的方程。连接阻塞其他。线连接块代表数据传输。
为每个组件分别建立模型。最有效的方式建立一个系统模型是考虑独立组件。
通过建立简单的模型开始使用系统的近似。确定假设会影响模型的准确性。迭代添加细节,直到满足建模的复杂性和准确性的要求。
模拟组件
在构建一个模型组件之后,您可以模拟来验证设计。
预测集成模型组件的预期输出。
添加块近似实际的输入和控制值。添加沉块记录和可视化的结果。
通过比较仿真验证模型设计输出预期的输出。
如果结果不匹配你的预测,改变你的模型来提高预测的准确性。变化包括模型结构和参数。
集成模型
连接组件模型和模拟模型的响应随时间来验证设计。
连接模型组件
在构建和验证每个模型组件之后,您可以将它们连接成一个完整的模型,模拟模型,并分析结果。
连接模型组件的一些指导方针:
集成模型组件首先连接两个工厂(例如,连接到控制器)。经过仿真,验证对继续连接组件,直到您的模型就完成了。
想想每个组件添加影响模型的其他部分。
模拟连接组件
验证您的模型决定了如果它准确地代表动态系统建模的物理特性。验证子系统的一些指导方针:
预测的预期的仿真结果和输出子系统。
使用源块添加实际的输入。
添加沉块记录和可视化的结果。
模拟子系统和比较模拟结果与预期的结果。
模型的外部接口
添加块连接外部的信号模型。
