Automated model complexity monitoring and adjustment for simulation-based design of dynamic systems
自动模型复杂性监控和调整,用于动态系统的基于仿真的设计
基本信息
- 批准号:329318-2006
- 负责人:
- 金额:$ 1.38万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2007
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2007-01-01 至 2008-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Simulation-based design is needlessly expensive or inaccurate when models of inappropriate complexity are used. At present, no method exists to check and adjust model complexity throughout a simulation maneuver. Over the course of a simulation, the required complexity is different during transient as opposed to steady state conditions. The objectives of the proposed research are thus to 1) develop methods of on-line model monitoring to predict when the model should be updated, 2) predict which model elements must be removed or reinstated, and 3) switch to the updated model without numerical instability. Such "Active Modelling" is important to the vehicle, robotic, and mechatronic system design industries. A significant compromise results from using a single model for simulation-based design exercises such as optimization of vehicle suspension parameters over varying terrain. If the model is too complex (e.g. highly nonlinear multibody model of a vehicle on flat terrain), then computation time will be needlessly high and optimization may be cost-prohibitive. If the model is too simple to capture complex transients (point mass vehicle model on rough terrain), then predictive ability will be inadequate. The proposed Active Modelling research will build on the applicant's doctoral and post-doctoral work wherein intra-system power flow was used to decouple dynamic system models and create smaller, more computationally efficient submodels for design. Metrics based on power flow among system elements will be monitored and used to predict required model changes. In addition, the model performance, type and location of model inputs, the sensitivity of model responses to the inputs, and variation in the responses themselves will be used to initiate model complexity adjustment. The work will be facilitated, and the physical insight into the process maximized, by use of graphical model formalisms such as bond graphs. The work has immediate applications in vehicle design and robotics, but new methodologies will be applicable to any lumped-parameter dynamic system model.
当使用不适当复杂度的模型时,基于仿真的设计是不必要的昂贵或不准确的。目前,还没有方法在整个仿真演习中检查和调整模型复杂度。在仿真过程中,在瞬态和稳态条件下,所需的复杂性是不同的。因此,建议研究的目标是:1)开发方法,线模型监视以预测何时应该更新模型,2)预测哪些模型元素必须被移除或恢复,以及3)切换到更新的模型而没有数值不稳定性。 这种“主动建模”对于车辆、机器人和机电一体化系统设计行业非常重要。使用单一模型进行基于仿真的设计练习(例如在不同地形上优化车辆悬架参数)会导致重大的折衷。如果模型过于复杂,(例如,平坦地形上车辆的高度非线性多体模型),如果模型过于简单,无法捕捉复杂的瞬态(粗糙地形上的点质量车辆模型),那么预测能力将不足。 拟议的主动建模研究将建立在申请人的博士和博士后工作的基础上,其中系统内的功率流被用来解耦动态系统模型,并创建更小,计算效率更高的设计子模型。 基于系统元件间功率流的建模将被监控并用于预测所需的模型变化。此外,模型性能、模型输入的类型和位置、模型响应对输入的敏感性以及响应本身的变化将被用于启动模型复杂性调整。工作将被简化,并且对过程的物理洞察将被最大化。通过使用图形模型形式主义,如键合图。这项工作在车辆设计和机器人技术中有直接的应用,但新的方法将适用于任何集总参数动态系统模型。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
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