モデルパラメータの最適化

ASCMO-MOCAは、一般的な各種ファイル形式を読み込むことができます。また、複数のデータセットをツールにロードし、異なる重み付けをして、以後の最適化処理で使用することが可能です。モデルに使用される名前には、計測ファイルに使用される個々のチャンネル名をそれぞれ割り当てることができます。このため、プロジェクトの作成の際に異なる名前が付いた新しいデータセットを再利用でき、名前を変更する必要がありません。計測チャンネルは、さまざまな装置に適応するよう、簡単に変換できます。

ASCMO-MOCAは、データや結果の妥当性を確認するための幅広いビジュアル表示オプションを備えており、それらはインタラクティブな散布図や時間ベースのスコープビューという形で使用できます。ビューを選択すると、テンプレートとして保存され、それ以降は新しいデータセットや解析の際に使用することができます。

ASCMO-MOCAで欠かせないステップは、プラントシミュレーションやコントローラの最適化のために、関連するモデルを提供することです。Simulink、FMU、ASCET、TSim Plugin、ASCMO-STATIC/DYNAMICなどのフォーマットをサポートしています。各各モデルは、それぞれの入出力や、可能な場合は内部パラメータにアクセスできるよう、ASCMO-MOCAの自動モデル解析機能によって個別に設定されます。Simulinkモデルでは、モデルがSimulink環境から直接実行されることが1つの重要な点です。そのため、Simulinkには、使用するバージョンや機能からの高度な独立性が存在します。

ASCMO-MOCAでは、自由に定義できる数式を使用して、複数の上記モデルを相互にリンクさせることができ、柔軟なモデルの作成と拡張が可能です。この数式ベースのオプションのもう1つの大きな利点は、最適化を極めて高速に行えることです。フォーミュラエディタを使用すると、既存の計測チャンネル、パラメータ、モデル出力、および標準的な演算処理のすべての入力のサポートなどを通じて、数式の入力作業を簡素化することができます。

ASCMO-MOCAを使用すると、通常は特性マップ、特性曲線、およびスカラ値という形で存在するモデルのパラメータを容易に作成、管理、および編集することができます。一般的な形式のパラメータをインポートまたはエクスポートしたり、まったく新しいパラメータを作成したりすることもできます。パラメータはそれぞれ特性マップなどの適切な形で表示され、マウスを使用するか、またはキーボードを使用して表に値を入力することにより、グラフィカルに変更できます。また、このツールではパラメータごとに上／下限値や基準値を定義することもできます。
ASCMO-MOCAには、さまざまなパラメータセットを便利に管理する方法が用意されており、現在の作業セットと基準セットと呼ばれるものが常に存在します。また、ユーザーが他のセットを定義および命名することもできます。
さらに、最適化の際は複数のパラメータセットが自動的に保存され、すべての反復と最適化の前後の各バージョンが追加のパラメータセットとして保存されます。

ASCMO-MOCAは、モデル出力と実測値を比較し、平均二乗誤差(RMSE)を計算して相関性を測定することにより、モデルパラメータを最適化します。最適化機能がすべての自由パラメータを変化させてRMSEを最小化します。また、多様な境界条件を自由に定義してそれを考慮することもできます。

• パラメータ範囲の調整
• 特性マップや特性曲線またはその傾斜の滑らかさと単調性
• 重み付けを含む複数の最適化基準を同時に提供
• 個々の特性マップや特性曲線の値を最適化から除外

ASCMO-MOCAでは、最適化をサブステップに分割することで、より速く最適化目標を達成し、より適したパラメータ設定を行うことができます。主な機能は以下の通りです。

• 最適化の対象となるパラメータの選択
• 特性マップや特性曲線のブレークポイント数の変更
• データセットの重み付けや基準の調整
• 上／下限値と滑らかさの調整
• 計測データのサブセットの選択

ASCMO-MOCAは、最適化の結果を詳細に解析するための幅広い統計解析機能やビジュアル表示機能を備えています。最適化の前後の誤差分布は、ヒストグラムや点群の組み合わせなどの形で表示することができます。また、このツールを使用すると、感度や相関関係の解析も行えます。