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家の熱モデルの対話型シミュレーション

この例では、コントロールとインジケーターを備えたダッシュボードを使用して家の熱モデルの構成と対話型シミュレーションを行います。シミュレーションで使用するエネルギー源 (従来のエネルギーまたは再生可能エネルギー) と屋外気温の指定値 (季節に基づく) を設定できます。シミュレーション中にサーモスタットを調整しながら屋内温度と暖房コストを監視できます。この例のモデルは、sldemo_househeat モデルに Dashboard という名前のサブシステムを追加したものです。基となるモデルの詳細については、家の熱モデルを参照してください。

Dashboard サブシステムの作成

このモデルでは、Subsystem ブロックを使用してモデル用のコントロールとディスプレイを 1 つのインターフェイスにまとめます。この例のサブシステムを作成するには次を行います。

1. モデルに Subsystem ブロックを追加します。

2. 事前に設定されているサブシステムの内容を削除します。Dashboard ブロックでは接続の確立に端子を使用しないため、Dashboard ブロックのサブシステムに Inport ブロックや Outport ブロックは必要ありません。

3. ダッシュボードのコンポーネントを追加します。

このモデルのダッシュボードには、シミュレーション パラメーターを変更するための Knob ブロック、Radio Button ブロック、Combo Box ブロックがあります。Linear Gauge ブロック、3 つの Display ブロック、および Dashboard Scope ブロックで、シミュレーション中に主要な信号を表示します。

サブシステムの領域を使用して、関連するコントロールとディスプレイをグループ化してラベルを付けることができます。領域の作成の詳細については、モデルの領域のボックス化とラベル付けを参照してください。

モデルへの Dashboard ブロックの接続

Dashboard サブシステムの各ブロックとモデルの間の接続を調べるには、ダッシュボードのブロックの上で一時停止すると表示される省略記号を選択し、[接続された要素にジャンプ] をクリックします。Simulink® エディターで、ダッシュボード内のそのブロックに接続されたブロックまたは信号が強調表示されます。

  • Knob ブロックは Set Point ブロックに接続し、シミュレーション中にモデルのサーモスタットの指定値を調整できるようにします。

  • Radio Button ブロックは Avg Outdoor Temp ブロックに接続し、マサチューセッツ州ボストンの季節ごとの平均気温を季節のラベルにマッピングします。使用する季節ごとの平均気温の値を変更するには、Radio Button ブロックを右クリックしてコンテキスト メニューから [ブロック パラメーター] を選択します。

  • Avg Outdoor Temperature 領域の Display ブロックは、選択された季節に基づいてシミュレーションで使用される屋外気温の値を表示します。

  • Combo Box ブロックは、シミュレーション中にコストの計算に使用される Gain ブロックに接続します。コスト (ジュールあたりのセントの単位で指定) を表示または変更するには、Combo Box ブロックを右クリックしてコンテキスト メニューから [ブロック パラメーター] を選択します。

  • Indoor Temperature 領域の Linear Scale ブロックと Display ブロックは、シミュレーション中の屋内温度の瞬間的な値を示すアナログとデジタルのインジケーターを提供します。

  • Heat Cost 領域の Display ブロックは、シミュレーションの全期間の累積的な暖房コストを表示します。

  • Dashboard Scope ブロックは、暖房コスト、屋内温度、および屋外温度を同じプロットに表示します。

対話型シミュレーション

このモデルでは、シミュレーション中にモデルを操作できるように、シミュレーションのペーシングを使用してモデルの実行速度を低速にします。詳細については、シミュレーションのペーシングを参照してください。

シミュレーションの実行時間は最大 48 時間に設定できます。その期間内で特定の季節とエネルギー源についてのシミュレーションを構成する場合は、Radio Button ブロックと Combo Box ブロックを使用すると効果的です。季節とエネルギー源を対話的に変更する別のタイプのシミュレーションを実行する場合は、それらのタイプの違いがより明確になるようにシミュレーション時間を長くすることを検討してください。

季節とエネルギー源を選択して 48 時間のシミュレーションを実行します。シミュレーション中に、Knob ブロックを使用して家のサーモスタットの指定値を調整しながら、屋内温度と暖房コストの変化を観察します。