複数のシミュレーション ワークフローのヒント
この例の目的は、並列シミュレーション ツールを使った複数のシミュレーションの実行について、役立つヒントを紹介することです。この例は Parallel Computing Toolbox™ が利用できない場合でも機能しますが、シミュレーションは逐次実行されます。モデル sldemo_suspn_3dof
を使用します。
mdl = 'sldemo_suspn_3dof';
isModelOpen = bdIsLoaded(mdl);
open_system(mdl);
Simulink.SimulationInput オブジェクトの配列の初期化
通常、複数のシミュレーションを実行するために Simulink.SimulationInput オブジェクトの配列を作成します。データを格納する前に配列を初期化するにはいくつかの方法があります。
numSims = 5; Cf_sweep = Cf*linspace(.05,.95, numSims);
方法 1: ループ前の配列の初期化
in(numSims) = Simulink.SimulationInput; for idx = 1:numSims % Need to populate the model name since we get any empty array by default in(idx).ModelName = 'sldemo_suspn_3dof'; in(idx) = in(idx).setVariable('Cf', Cf_sweep(idx)); end
方法 2: ループ内での配列の初期化
ループ変数 idx
は配列全体が事前割り当てされるように最大値から開始される点に注意してください。
for idx = numSims:-1:1 % Since we are indexing from 5 to 1, the first iteration will % initialize the array. in(idx) = Simulink.SimulationInput('sldemo_suspn_3dof'); in(idx) = in(idx).setVariable('Cf', Cf_sweep(idx)); end
モデルとブロック パラメーターの設定
setModelParameter
メソッドと setBlockParameter
メソッドは、set_param
API で使われるパラメーターと値のペアと同じ構文を使用します。これは、これらのメソッドに渡すほとんどの値がリテラル値ではなく、文字配列でなければならないことを意味します。
for idx = numSims:-1:1 in(idx) = Simulink.SimulationInput('sldemo_suspn_3dof'); % Incorrect in(idx) = in(idx).setModelParameter('StartTime', 5); % Correct in(idx) = in(idx).setModelParameter('StartTime', '3'); end
変数の設定
setVariable
メソッドでは、変数に代入するリテラル値を渡すことが必要です。これにより、assignin
構文がほぼ一致して反映されるためです。
for idx = numSims:-1:1 in(idx) = Simulink.SimulationInput('sldemo_suspn_3dof'); % Incorrect, Cf is expected to be a double, not a character array in(idx) = in(idx).setVariable('Cf', '2500'); % Correct, Cf is a scalar double in(idx) = in(idx).setVariable('Cf', 2500); end
ランタイム エラーの診断
Simulink.SimulationInput オブジェクトの配列を不適切な値で誤って設定したと仮定します。
Mb_sweep = linspace(0, 1500, numSims); for idx = numSims:-1:1 in(idx) = Simulink.SimulationInput('sldemo_suspn_3dof'); % Accidentally set the Mass to 0 on the first iteration in(idx) = in(idx).setVariable('Mb', Mb_sweep(idx)); % Shorten the stop time in(idx) = in(idx).setModelParameter('StopTime','1'); end
これらのシミュレーションを実行すると、ランタイム エラーが発生します。
out = sim(in);
[09-Dec-2021 11:45:05] Running simulations... [09-Dec-2021 11:45:26] Completed 1 of 5 simulation runs. Run 1 has errors. [09-Dec-2021 11:45:36] Completed 2 of 5 simulation runs [09-Dec-2021 11:45:36] Completed 3 of 5 simulation runs [09-Dec-2021 11:45:37] Completed 4 of 5 simulation runs [09-Dec-2021 11:45:46] Completed 5 of 5 simulation runs Warning: Simulation(s) with indices listed below completed with errors. Please inspect the corresponding SimulationOutput to get more details about the error: [1]
幸い、Simulink.SimulationOutput オブジェクトを検証してシミュレーションから生じるエラー メッセージがないかを確認できます。
out(1).ErrorMessage
ans = 'Derivative of state '1' in block '<a href="matlab:open_and_hilite_hyperlink ('sldemo_suspn_3dof/Body Dynamics/Vertical (Z) dynamics/Zdot','error')">sldemo_suspn_3dof/Body Dynamics/Vertical (Z) dynamics/Zdot</a>' at time 0.0 is not finite. The simulation will be stopped. There may be a singularity in the solution. If not, try reducing the step size (either by reducing the fixed step size or by tightening the error tolerances)'
これは、並列ワーカーの問題のデバッグにも機能します。
for idx = numSims:-1:1 in(idx) = Simulink.SimulationInput('sldemo_suspn_3dof'); % Accidentally set the Mass to 0 on the first iteration in(idx) = in(idx).setVariable('Mb', Mb_sweep(idx)); % Shorten the stop time in(idx) = in(idx).setModelParameter('StopTime','1'); end out = parsim(in);
[09-Dec-2021 11:45:47] Checking for availability of parallel pool... Starting parallel pool (parpool) using the 'local' profile ... Connected to the parallel pool (number of workers: 6). [09-Dec-2021 11:47:08] Starting Simulink on parallel workers... [09-Dec-2021 11:47:45] Configuring simulation cache folder on parallel workers... [09-Dec-2021 11:47:45] Loading model on parallel workers... [09-Dec-2021 11:48:06] Running simulations... [09-Dec-2021 11:48:18] Completed 1 of 5 simulation runs. Run 1 has errors. [09-Dec-2021 11:48:18] Completed 2 of 5 simulation runs [09-Dec-2021 11:48:18] Completed 3 of 5 simulation runs [09-Dec-2021 11:48:18] Completed 4 of 5 simulation runs [09-Dec-2021 11:48:18] Completed 5 of 5 simulation runs Warning: Simulation(s) with indices listed below completed with errors. Please inspect the corresponding SimulationOutput to get more details about the error: [1] [09-Dec-2021 11:48:18] Cleaning up parallel workers...
Simulink.SimulationOutput を検証することで、非有限の導関数エラーがわかります。
out(1).ErrorMessage
ans = 'Derivative of state '1' in block '<a href="matlab:open_and_hilite_hyperlink ('sldemo_suspn_3dof/Body Dynamics/Vertical (Z) dynamics/Zdot','error')">sldemo_suspn_3dof/Body Dynamics/Vertical (Z) dynamics/Zdot</a>' at time 0.0 is not finite. The simulation will be stopped. There may be a singularity in the solution. If not, try reducing the step size (either by reducing the fixed step size or by tightening the error tolerances)'
applyToModel
メソッドは、ローカルで問題をデバッグできるように、SimulationInput 上の設定でモデルを構成します。
in(1).applyToModel;
ベース ワークスペースで変数 Mb
の値が 0 に変化し、in
の最初の SimulationInput オブジェクトに対応するシミュレーションで使われた値が反映されていることがわかります。
MATLAB ワーカーを閉じる
最後に、並列プールとモデルを閉じます (まだ閉じられていない場合)。
if(~isModelOpen) close_system(mdl, 0); end delete(gcp('nocreate'));
Parallel pool using the 'local' profile is shutting down.
参考
parsim
| Simulink.SimulationInput