Software: SimX - Nadelantrieb - Aktordynamik - Hysterese-Nennwertoptimierung

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Nennwert-Optimierung mit Wirbelstrom und Hysterese

Wir benutzen das OptiY-Projekt Etappe2b_xx.opy, um mit dem bereits definierten Experiment-Workflow eine optimale Parameter-Konfiguration unter Berücksichtigung von Wirbelstrom und Magnet-Hysterese zu finden:

• Von dem unter Berücksichtigung des Wirbelstroms ermittelten Bestwert werden wir die Parameter übernehmen als Startwert für die erneute Präzisierung der optimalen Lösung.
• Wir könnten die Optimierung mit dem Hooke-Jeeves-Verfahren starten, im Verlaufe der Optimierung könnte es dabei jedoch zu nummerischen Problemen kommen. Diese numerischen Probleme werden wir deshalb prophylaktisch "entschärfen". Dazu schließen wir vorläufig OptiY (mit Speichern) und auch das Modell in SimulationX (ohne Speichern).

Danach öffnen wir nur das SimulationX-Modell, um dieses in Hinblick auf die Optimierung günstiger zu konfigurieren:

• Im Beispiel erwiesen sich die folgenden Einstellungen für die transiente Simulation als robust:
  
• Das Modell wird bis zum Zeitpunkt t=tStop berechnet, wenn man keinen vorzeitigen Simulationsabbruch definiert.
• Unser Modell hat manchmal ein Problem nach Vollendung des Prägezyklusses, wenn die Nadel in der Ruhelage an den starren Anschlag gedrückt wird. Dort kann es zu "ewigem Rechnen" mit extrem kleinen Schrittweiten kommen.
• Wir vermindern dieses Problem, indem wir tZyklus.y0=0 setzen und den Simulationslauf kurz nach Vollendung des Prägezyklusses durch Definition einer geeigneten Abbruchbedingung beenden (Kontext-Menü des Modells > Eigenschaften):

termCond=(Praegung.y>=1)and(tZyklus.y>1e-3)and((t-tZyklus.y)>1e-4) 

• Hinweis: Diese Abbruchbedingung ist in Hinblick auf verwendete Zeitangaben auf den konkreten Bewegungsablauf zugeschnitten:
  Datei:Software SimX - Simulation vorzeitig beenden.gif
• Zusätzlich setzen wir im OptiY-Workflow für das SimulationX-Modell in der Registerkarte "Allgemein" die "Max. Prozesszeit = 1 s". Dann beendet OptiY nach Ablauf dieser Zeit die laufende Simulationsrechnung.
• Hinweis: Günstig für die Konvergenz des Hooke-Jeeves-Verfahrens zum Optimum ist eine Reduktion der Startschrittweiten auf ca. 1/1000 der Start-Nennwerte. Dies ist möglich, weil das Rauschen des Simulationsmodells infolge der Erhöhung der Rechengenauigkeit gering ist!

Falls das Modell erst einmal stabil rechnet, ist die Nennwert-Optimierung kein großes Problem:

Im obigen Beispiel wurde die angestrebte Zykluszeit von 3,1 ms nicht erreicht und man müsste diesen Grenzwert für den nächsten Optimierungslauf etwas erhöhen.

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