Выберите решатель, который вы хотите использовать, чтобы вычислить состояния модели во время симуляции или генерации кода.
Category: решатель
Выберите из следующих типов:
Настройка по умолчанию для новых моделей VariableStepAuto
.
По умолчанию:
FixedStepAuto
В целом все решатели с фиксированным шагом, кроме ode 14x
вычислите следующий шаг как:
X (n +1) = X (<reservedrangesplaceholder3>) + <reservedrangesplaceholder2> <reservedrangesplaceholder1> (<reservedrangesplaceholder0>)
где X - состояние, h - размер шага, а dX - производная состояния. dX (n) вычисляется конкретным алгоритмом с использованием одной или нескольких производных вычислений в зависимости от порядка метода.
auto
Вычисляет состояние модели с помощью решателя с фиксированным шагом, который выбирает автоматический решатель. Во время компиляции модели auto
изменяется на решателе с фиксированным шагом, который автоматический решатель выбирает на основе динамики модели. Щелкните гиперссылку решателя в правом нижнем углу модели, чтобы принять или изменить этот выбор.
ode3 (Bogacki-Shampine)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге как явную функцию от текущего значения состояния и производных состояния, используя метод интегрирования формулы Богацки-Шампайна для вычисления производных состояния.
Discrete (no continuous states)
Вычисляет время следующего временного шага путем добавления фиксированного размера шага к текущему времени.
Используйте этот решатель для моделей без состояний или только дискретных состояний, используя фиксированный размер шага. Полагается на блоки модели, чтобы обновить дискретные состояния.
Точность и продолжительность получившейся симуляции зависит от размера шагов, предпринятых симуляцией: чем меньше размер шага, тем точнее результаты, но тем больше симуляции.
Примечание
Дискретный решатель с фиксированным шагом не может использоваться, чтобы симулировать модели, которые имеют непрерывные состояния.
ode8 (Dormand-Prince RK8(7))
Использует формулу Дорманда-Принса восьмого порядка, чтобы вычислить состояние модели на следующем временном шаге как явную функцию от текущего значения состояния и производных состояния, аппроксимированных в промежуточных точках.
ode5 (Dormand-Prince)
Использует формулу Дорманда-Принса пятого порядка, чтобы вычислить состояние модели на следующем временном шаге как явную функцию от текущего значения состояния и производных состояния, аппроксимированных в промежуточных точках.
ode4 (Runge-Kutta)
Использует формулу Рунге-Кутта (RK4) четвертого порядка, чтобы вычислить состояние модели на следующем временном шаге как явную функцию от текущего значения состояния и производных состояния.
ode2 (Heun)
Использует метод интегрирования Хёна, чтобы вычислить состояние модели на следующем временном шаге как явную функцию от текущего значения состояния и производных состояния.
ode1 (Euler)
Использует метод интегрирования Эйлера, чтобы вычислить состояние модели на следующем временном шаге как явную функцию от текущего значения состояния и производных состояния. Этот решатель требует меньше расчетов, чем решатель более высокого порядка. Однако он обеспечивает сравнительно меньшую точность.
ode14x (extrapolation)
Использует комбинацию метода Ньютона и экстраполяции из текущего значения, чтобы вычислить состояние модели на следующем временном шаге, как неявную функцию состояния и производной состояния на следующем временном шаге. В следующем примере X является состоянием, dX является производной состояния, и h является размером шага:
X (n + 1) - X (n) - h dX (n + 1) = 0
Этот решатель требует больше расчеты на шаг, чем явный решатель, но более точно для заданного размера шага.
ode1be (Backward Euler)
Решатель ode1be является решателем типа Backward Euler, который использует фиксированное количество итераций Ньютона и несет только фиксированную стоимость. Можно использовать ode1be
решатель как вычислительно недорогая альтернатива ode14x
с фиксированным шагом решатель.
По умолчанию:
VariableStepAuto
auto
Вычисляет состояние модели с помощью решателя с переменным шагом, который выбирает автоматический решатель. Во время компиляции модели auto
изменения в решателе с переменным шагом, который автоматический решатель выбирает на основе динамики модели. Щелкните гиперссылку решателя в правом нижнем углу модели, чтобы принять или изменить этот выбор.
ode45 (Dormand-Prince)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге, используя явную Формулу Рунге-Кутта (4,5) ( Модификацию Дорманда-Принца) для численного интегрирования.
ode45
является одношаговым решателем, и поэтому ему нужно решение только в предыдущую временную точку.
Использование ode45
как первая попытка для большинства задач.
Discrete (no continuous states)
Вычисляет время следующего шага, добавляя размер шага, который изменяется в зависимости от скорости изменения состояний модели.
Используйте этот решатель для моделей без состояний или только дискретных состояний, используя переменный размер шага.
ode23 (Bogacki-Shampine)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге с помощью явной формулы Рунге-Кутты (2,3) (пара Богацки-Шампайна) для численного интегрирования.
ode23
является одношаговым решателем, и поэтому ему нужно решение только в предыдущую временную точку.
ode23
эффективнее, чем ode45
при допусках на сырую нефть и при наличии мягкой жесткости.
ode113 (Adams)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге с помощью метода численного интегрирования Adams-Bashforth-Moulton PECE переменного порядка.
ode113
является многоступенчатым решателем и, таким образом, обычно нуждается в решениях в нескольких предыдущих временных точках, чтобы вычислить текущее решение.
ode113
может быть более эффективным, чем ode45
при строгих допусках.
ode15s (stiff/NDF)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге, используя числовые дифференцирующие формулы (NDF) переменного порядка. Они связаны, но более эффективны, чем формулы дифференцирования назад (BDF), также известный как метод Гира.
ode15s
является многоступенчатым решателем и, таким образом, обычно нуждается в решениях в нескольких предыдущих временных точках, чтобы вычислить текущее решение.
ode15s
эффективен для жестких проблем. Попробуйте этот решатель, если ode45
не работает или неэффективен.
ode23s (stiff/Mod. Rosenbrock)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге с помощью измененной формулы Розенбрка порядка 2.
ode23s
является одношаговым решателем, и поэтому ему нужно решение только в предыдущую временную точку.
ode23s
эффективнее, чем ode15s
при допусках на сырую нефть и может решить жесткие задачи, для которых ode15s
неэффективен.
ode23t (Mod. stiff/Trapezoidal)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге, используя реализацию метода трапеций с «свободной» интерполяцией.
ode23t
является одношаговым решателем, и поэтому ему нужно решение только в предыдущую временную точку.
Использование ode23t
если задача является только умеренно жесткой, и вам нужно решение без численного демпфирования.
ode23tb (stiff/TR-BDF2)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге с помощью многоступенчатой реализации TR-BDF2, неявной формулы Рунге-Кутты с первым этапом методов трапеций и вторым этапом, состоящим из формулы дифференцирования назад второго порядка. При конструкции одна и та же матрица итерации используется в оценке обоих этапов.
ode23tb
эффективнее, чем ode15s
при допусках на сырую нефть и может решить жесткие задачи, для которых ode15s
неэффективен.
odeN (fixed step with zero crossings)
Использует Nth упорядочить формулу интегрирования фиксированного шага для вычисления состояния модели как явной функции от текущего значения состояния и производных состояния, аппроксимированных в промежуточных точках.
В то время как сам решатель является решателем фиксированного шага, Simulink® уменьшает размер шага при пересечении нуля для точности.
daessc (Solver for Simscape™)
Вычисляет состояние модели на следующем временном шаге путем решения систем дифференциально-алгебраических уравнений, полученных из моделей Simscape. daessc
предоставляет устойчивые алгоритмы, специально разработанные для моделирования дифференциально-алгебраических уравнений, возникающих при моделировании физических систем.
daessc
доступна только с продуктами Simscape.
Идентификация оптимального решателя для модели требует экспериментов. Подробное обсуждение см. в разделе Критерии выбора решателя.
Оптимальный решатель балансирует приемлемую точность с самым коротким временем симуляции.
Программа Simulink использует дискретный решатель для модели без состояний или дискретных состояний, даже если вы задаете непрерывный решатель.
Меньший размер шага увеличивает точность, но также увеличивает время симуляции.
Степень вычислительной сложности увеличивается для ode
n
, как n
увеличивается.
Когда вычислительная сложность увеличивается, точность результатов также увеличивается.
Выбор ode1 (Euler)
, ode2 (Huen)
, ode 3 (Bogacki-Shampine)
, ode4 (Runge-Kutta)
, ode 5 (Dormand-Prince)
, ode 8 (Dormand Prince RK8(7))
или Discrete (no continuous states)
решатели с фиксированным шагом включают следующие параметры:
Fixed-step size (fundamental sample time)
Periodic sample time constraint
Treat each discrete rate as a separate task
Automatically handle rate transition for data transfers
Higher priority value indicates higher task priority
Выбор odeN (fixed step with zero crossings)
решатель с переменным шагом включает следующие параметры:
Max step size
Integration method
Выбор ode14x (extrapolation)
включает следующие параметры:
Fixed-step size (fundamental sample time)
Extrapolation order
Number of Newton's iterations
Periodic sample time constraint
Treat each discrete rate as a separate task
Automatically handle rate transition for data transfers
Higher priority value indicates higher task priority
Выбор ode1be (Backward Euler)
включает следующие параметры:
Fixed-step size (fundamental sample time)
Number of Newton's iterations
Periodic sample time constraint
Treat each discrete rate as a separate task
Automatically handle rate transition for data transfers
Higher priority value indicates higher task priority
Выбор Discrete (no continuous states)
решатель с переменным шагом включает следующие параметры:
Max step size
Automatically handle rate transition for data transfers
Higher priority value indicates higher task priority
Zero-crossing control
Time tolerance
Number of consecutive zero crossings
Algorithm
Выбор ode45 (Dormand-Prince)
, ode23 (Bogacki-Shampine)
, ode113 (Adams)
, или ode23s (stiff/Mod. Rosenbrock)
включает следующие параметры:
Max step size
Min step size
Initial step size
Relative tolerance
Absolute tolerance
Shape preservation
Number of consecutive min steps
Automatically handle rate transition for data transfers
Higher priority value indicates higher task priority
Zero-crossing control
Time tolerance
Number of consecutive zero crossings
Algorithm
Выбор ode15s (stiff/NDF)
, ode23t (Mod. stiff/Trapezoidal
)
, или ode23tb (stiff/TR-BDF2)
включает следующие параметры:
Max step size
Min step size
Initial step size
Solver reset method
Number of consecutive min steps
Relative tolerance
Absolute tolerance
Shape preservation
Maximum order
Automatically handle rate transition for data transfers
Higher priority value indicates higher task priority
Zero-crossing control
Time tolerance
Number of consecutive zero crossings
Algorithm
Параметр: SolverName или Solver |
Значение: 'VariableStepAuto' | 'VariableStepDiscrete' | 'ode45' | 'ode23' | 'ode113' | 'ode15s' | 'ode23s' | 'ode23t' | 'ode23tb' | 'daessc' | 'FixedStepAuto' | 'FixedStepDiscrete' |'ode8'| 'ode5' | 'ode4' | 'ode3' | 'ode2' | 'ode1' | 'ode14x' |
По умолчанию:
'VariableStepAuto |