daessc ソルバーを使用するシミュレーションのベストプラクティス

`daessc` ソルバーを使用するシミュレーションのベストプラクティス

可変ステップ Simulink^® ソルバーである daessc では、物理システムのモデル化により生じる微分代数方程式をシミュレートするために専用に設計されたアルゴリズムが提供されます。

daessc ソルバーは Simscape™ ライセンスでのみ利用可能です。

`daessc` ソルバーの使用

新しいモデルでは、モデルに Simscape ブロックと DAE が含まれている場合、VariableStepAuto ソルバーは既定で daessc になります。また、daessc ソルバーを明示的に選択することもできます。

モデルウィンドウで [モデル化] タブを開き [モデル設定] をクリックします。[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスが開き、[ソルバー] ペインが表示されます。
[ソルバーの選択] で [タイプ] を [可変ステップ] に設定し、次に [ソルバー] ドロップダウンリストで [daessc (DAE solver for Simscape)] を選択します。
[ソルバーの詳細] を展開して、[Daessc モード] を次のいずれかのオプションに設定し、ソルバーのパフォーマンスを微調整します。
- 自動 — 最適な daessc ソルバーモードを自動的に選択します。これは既定の設定です。
- 高速 — 計算コストの点で最も効率的なモードですが、ロバスト性は低下します。
- 平衡化 — 計算コストとロバスト性のバランスを取ります。
- ロバスト — ロバスト性は高くなりますが、コストも高くなります。
- クイックデバッグ — 積分ステップごとにソルバーのヤコビアンを更新するため、[ロバスト] よりさらにコストが高くなります。対話型のモデル開発で、方程式の問題をすばやく見つける場合にのみ推奨されます。
- フルデバッグ — 積分ステップおよびニュートン反復ごとにソルバーのヤコビアンを更新します。このモードは計算コストが最も高くなります。対話型のモデル開発で、方程式を完全に調べて潜在的な問題を見つける場合にのみ推奨されます。

daessc ソルバーは、モデルにおける Simscape の状態について以下の許容誤差設定を使用します。

AutoScaleAbsTol を off に設定
[絶対許容誤差] に auto が指定されている場合は、AbsTol を RelTol と同じ値に設定

これらの変更は [コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスには反映されず、モデルの他の (非物理的な) 状態にも影響しません。つまり、モデルに Simulink コントローラーと Simscape プラントがある場合、daessc ソルバーでこのモデルをシミュレートすると、コントローラーは [コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスで指定された許容誤差を使用しますが、プラントは AutoScaleAbsTol = off および AbsTol = RelTol を使用します。

daessc ソルバーはモデルが適切にスケーリングされているものと仮定します。詳細については、ノミナル値によるシステムのスケーリングとノミナル値によるスケーリングを使用したパフォーマンスの改善を参照してください。

daessc ソルバーは Rsim をサポートしません。このソルバーは他のリアルタイムシミュレーションターゲットでも使用できます。

daessc を使用する場合の推奨設定とベストプラクティスの詳細については、モデルのトラブルシューティングを参照してください。

モデルのトラブルシューティング

daessc ソルバーを利用する場合、モデルが適切にスケーリングされていることと、ソルバーに対し指定されている許容誤差が工学的に適切であることを確認してください。以下の設定が推奨されます。

相対許容誤差 — 1e-3
絶対許容誤差 — 1e-3
絶対許容誤差を自動的にスケール — オフ

ssc_newと Simscape テンプレートはこれらの設定を使用します。他の方法を使用してモデルを作成する場合は、3 項目すべてを次のコマンドで設定できます。

set_param(bdroot,'AbsTol','1e-3','RelTol','1e-3','AutoScaleAbsTol','off')

モデルのスケーリングを向上させるには、次を行います。

[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスの [Simscape] ペインで、[ノミナル値を使用して正規化] チェックボックスがオンになっていることを確認します。
ソルバープロファイラーを使用してモデルをシミュレートし、[絶対許容誤差未満の状態] タブをチェックします。
このタブにリストされている各変数について、その変数がシミュレーションで重要であるかどうかを判定します。重要である場合は、この変数を含むブロックでプロパティインスペクターを開き、変数のノミナル値を指定します。
また、必要であれば、[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスの [Simscape] ペインの [ノミナル値を指定] ボタンを使用して、モデルの値と単位のペアを追加または編集することもできます。

詳細については、ノミナル値によるスケーリングを使用したパフォーマンスの改善を参照してください。

`daessc` ソルバーを使用するためのモデルのアップグレード

R2021a より前に作成された DAE をもつ Simscape モデルの場合、既定の VariableStepAuto ソルバーは ode23t です。このような既存のモデルを現在のソフトウェアバージョンで開いても、このソルバーの選択が自動的に変更されることはありません。アップグレードアドバイザーの [Simscape DAE の '自動' ソルバーで使用される積分手法をチェック] チェックを使用して、ode23t をまだ可変ステップ自動ソルバーとして使用しているモデルを特定し、物理モデリング専用に設計されている daessc を使用するようそれらを更新します。

モデルを更新する前に、モデルが適切にスケーリングされており、モデルのトラブルシューティングで説明されている他のベストプラクティスに従っていることを確認してください。

大部分の Simscape モデルで daessc ソルバーのロバスト性は高くなりますが、一部のモデルではこの変更のため悪影響が生じることがあります。モデルの更新後にシミュレートして、結果とパフォーマンスを検証してください。以前のシミュレーション動作を復元する場合は、[ソルバー] モデルコンフィギュレーションパラメーターを [自動 (ソルバーの自動選択)] から [ode23t (mod.stiff/Trapezoidal)] に変更します。

参考

ソルバープロファイラー

daessc ソルバーの使用

モデルのトラブルシューティング

daessc ソルバーを使用するためのモデルのアップグレード

参考

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