Software: SimX - Nadelantrieb - Aktordynamik - Hysterese-Nennwertoptimierung: Unterschied zwischen den Versionen

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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:
Nach dem Öffnen des vorhandenen OptiY-Versuchsstandes '''Etappe2b_xx.opy''' gelangen wir mit den [[Software:_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_Wirbelstrom-Nennwertoptimierung|'''bereits geübten Schritten''']] zum benötigten Versuchsstand '''Etappe2c_xx.opy''' für das Hysterese-Modell:
* Von dem unter Berücksichtigung des Wirbelstroms ermittelten '''''Bestwert''''' werden wir die '''''Parameter übernehmen''''' als Startwert für die erneute Präzisierung der optimalen Lösung.
* 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!
* 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).
* Es kommt in seltenen Fällen zu "ewigem Rechnen" eines Simulationslaufes mit extrem kleinen Schrittweiten an kritischen Stellen. Wir können für solche Fälle durch ''OptiY'' einen Abbruch der Simulation veranlassen. Dazu setzen wir im ''OptiY''-Workflow für das ''SimulationX''-Modell in der Registerkarte "Allgemein" die "'''Max. Prozesszeit&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;s'''".
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:
<div align="center"> [[Bild:Software_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_hysterese-simulationssteuerung.gif| ]] </div>


'''''Hinweise'':'''
Falls das Modell erst einmal stabil rechnet, ist die Nennwert-Optimierung kein großes Problem:
* Es hat sich als günstig erwiesen, die Rechengenauigkeit des Solvers durch Heruntersetzen der Toleranzgrenzen für zu verbessern ('''absTol''' und '''relTol''' auf jeweils '''1e-6''').
<div align="center">[[Bild:Software_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_hysterese-optimierungsverlauf.gif|.]]</div>
* 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!
* Im obigen Beispiel wurde eineZykluszeit von '''3,4&nbsp;ms''' angestrebt, aber nicht ganz erreicht.
* In vorherigen SimulationX-Versionen hatte das Modell manchmal ein Problem nach Vollendung des Prägezyklusses, wenn die Nadel in der Ruhelage an den starren Anschlag gedrückt wird. Dort kam es zu "ewigem Rechnen" mit extrem kleinen Schrittweiten.  Wir können in solchen Fällen durch ''OptiY'' einen Abbruch der Simulation veranlassen. Dazu setzen wir im OptiY-Workflow für das SimulationX-Modell in der Registerkarte "Allgemein" die "'''Max. Prozesszeit&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;s'''".
* Man müsste die Optimierung mit einem leicht vergrößertem Zielwert für die Zykluszeit wiederholen. Für solche Iterationen sollte man den folgenden Hinweis berücksichtigen.


Falls das Modell erst einmal stabil rechnet, ist die Nennwert-Optimierung kein großes Problem:<div align="center">[[Bild:Software_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_hysterese-optimierungsverlauf.gif|.]]</div>
 
Im obigen Beispiel wurde die angestrebte Zykluszeit von 3,25 ms erreicht. Dabei wird der maximal mögliche Strom noch nicht ausgenutzt. Eine weitere geringfügige Verkürzung der Zykluszeit wäre also noch möglich.  
'''''Hinweis'':'''
<div align="center"> [[Software:_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_Hysterese-Modell|&larr;]] [[Software:_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_Hysterese-Experimentauswertung|&rarr;]] </div>
* Der Wert von '''R_Spule''' wird zwar "optimiert", der tatsächliche Einfluss auf das Antriebsverhalten geht aber gegen Null!
* Es ist günstig, '''R_Spule als Konstante''' mit einem Wert von '''1&nbsp;Ohm''' zu berücksichtigen → der Bestwert wird dann ca. mit der Hälfte der Optimierungsschritte erreicht.  
<div align="center"> [[Software:_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_Hysterese-Modell|←]] [[Software:_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_Hysterese-Experimentauswertung|→]] </div>

Aktuelle Version vom 27. Februar 2024, 11:45 Uhr

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Nennwert-Optimierung mit Wirbelstrom und Hysterese

Nach dem Öffnen des vorhandenen OptiY-Versuchsstandes Etappe2b_xx.opy gelangen wir mit den bereits geübten Schritten zum benötigten Versuchsstand Etappe2c_xx.opy für das Hysterese-Modell:

  • 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!
  • Es kommt in seltenen Fällen zu "ewigem Rechnen" eines Simulationslaufes mit extrem kleinen Schrittweiten an kritischen Stellen. Wir können für solche Fälle durch OptiY einen Abbruch der Simulation veranlassen. Dazu setzen wir im OptiY-Workflow für das SimulationX-Modell in der Registerkarte "Allgemein" die "Max. Prozesszeit = 1 s".

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

.
  • Im obigen Beispiel wurde eineZykluszeit von 3,4 ms angestrebt, aber nicht ganz erreicht.
  • Man müsste die Optimierung mit einem leicht vergrößertem Zielwert für die Zykluszeit wiederholen. Für solche Iterationen sollte man den folgenden Hinweis berücksichtigen.


Hinweis:

  • Der Wert von R_Spule wird zwar "optimiert", der tatsächliche Einfluss auf das Antriebsverhalten geht aber gegen Null!
  • Es ist günstig, R_Spule als Konstante mit einem Wert von 1 Ohm zu berücksichtigen → der Bestwert wird dann ca. mit der Hälfte der Optimierungsschritte erreicht.
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