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

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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:
* 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&nbsp;=&nbsp;1&nbsp;s'''".


Für benutzen den OptiY-Versuchsstand '''Etappe2b-xx.opy''', um mit dem bereits definierten Experiment-Workflow eine optimale Parameter-Konfiguration unter Berücksichtigung von Wirbelstrom und Magnet-Hysterese zu finden:
Falls das Modell erst einmal stabil rechnet, ist die Nennwert-Optimierung kein großes Problem:
* Das unter Berücksichtigung des Wirbelstroms ermittelte Optimum übernehmen wir als Startwert für die erneute Präzisierung der Parameter-Nennwerte.
<div align="center">[[Bild:Software_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_hysterese-optimierungsverlauf.gif|.]]</div>
* Wir können die Optimierung mit dem Hooke-Jeeves-Verfahren starten, werden aber wahrscheinlich an unterschiedlichsten numerischen Problemen scheitern. Diese numerischen Probleme sollen deshalb im Folgenden näher betrachtet werden. Dazu schließen wir vorläufig OptiY und damit auch das Modell in SimulationX.
* Im obigen Beispiel wurde eineZykluszeit von '''3,4&nbsp;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.


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


Es gibt zwei Klassen von Fehlern, die vom OptiY unterschiedlich behandelt werden:
'''''Hinweis'':'''  
 
* Der Wert von '''R_Spule''' wird zwar "optimiert", der tatsächliche Einfluss auf das Antriebsverhalten geht aber gegen Null!
'''1. Simulationsabruch mit Fehlermeldung:'''
* 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.  
* OptiY markiert den betroffenen Optimierungsschritt in der Nennwert-Tabelle als "Failed".
<div align="center"> [[Software:_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_Hysterese-Modell|←]] [[Software:_SimX_-_Nadelantrieb_-_Aktordynamik_-_Hysterese-Experimentauswertung|→]] </div>
* Die Bewertungsgrößen besitzen den Wert zum Zeitpunkt des Simulationsabbruchs.
* Diese Werte fließen zwar nicht in die Optimierung mit ein, stören aber in den Verläufen der Nennwert-Diagramme als Extremwert-Spitzen.
* Im Beispiel sollte man '''tZyklus.y0''' ungefähr auf den Wert der maximal zulässigen Zykluszeit setzen (z.B. '''3.4&nbsp;ms'''). Damit erhält man hier keinen "Ausreißer" bei einer abnormalen Beendigung von Simulationsläufen.
 
* In dieser Fehler-Klasse sind zwei Fehler-Arten besonders typisch:
# '''"Die geforderte Genauigkeit kann nicht erreicht werden"''' <br>Es erfolgt die Aufforderung ''dtMin'' zu verkleinern. Im Beispiel hat sich '''dtMin=1e-12&nbsp;s''' als günstig erwiesen. Bei Bedarf kann man diesen Wert noch etwas verkleinern. Wird ''dtMin'' zu klein (z.B. 1e-20&nbsp;s), dann führt das wieder zu anderen Fehlern (z.B. endloses Rechnen an kritischen Stellen).
# '''"Fehler in der Ereignisbehandlung"''' <br>Im Beispiel ist davon besonders häufig der Abschaltvorgang betroffen. Dort finden gleichzeitig mehrere numerische Ereignisse statt (''Starrer Anschlag'' der Nadel, ''Sample & Hold'' für tZyklus, ''onoff''-Wechsel des Schalters, Schalten der Diode).<br>Im Beispiel half ein Verringern des Parallelwiderstands in der '''Diode''' auf '''R=10000&nbsp;Ohm'''. Damit wird zumindest der elektrische Schaltvorgang etwas "entschärft".
 
 
 
 
'''''===>>> Hier geht es gleich weiter !!!'''''
 
 
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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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