20シム

20シム
	六脚類の20シムモデル
開発者	コントロールラボプロダクツBV
初回リリース	1994
安定版リリース	5.1.0 / 2024年1月12日
書かれた	C++とSmalltalk
オペレーティング·システム	ウィンドウズ
ライセンス	独自
Webサイト	http://www.20sim.com/

20-simは、Controllab社が開発した、マルチドメイン動的システム用の商用モデリングおよびシミュレーションプログラムです。20-simでは、方程式、ブロック図、ボンドグラフ、物理コンポーネントとしてモデルを入力できます。20-simは、複雑なマルチドメインシステムのモデリングや制御システムの開発に使用されます。^[3]^[4]

使用

20-simは、動的システムをモデリングするための4つの方法をサポートしています。アイコニックダイアグラム、ブロックダイアグラム、ボンドグラフ、方程式です。これらすべての方法を1つのモデルで使用できます。このパッケージはボンドグラフモデリングの高度なサポートを備えているため、使いやすさを維持しながら多用途であると考えられています。^[5]

物理システムをモデリングするために、このパッケージは電気システム、機械システム、油圧システム、熱システム用のライブラリを提供します。ブロックダイアグラムについては、Simulinkのライブラリに匹敵するライブラリが提供されます。このソフトウェアの特徴は、微分方程式を使用してモデルを作成し、それをブロックダイアグラム要素または物理コンポーネントとしてパッケージ化するオプションです。

20-sim モデルは、最先端の数値積分法を使用してシミュレートできます。チェックと処理の後、モデルは直接マシンコードに変換され、高速シミュレーションが実現します。Simulink とは異なり、シミュレーション結果は 20-sim のシミュレータと呼ばれる別のウィンドウに表示されます。シミュレータは多用途で、プロットは、時間と周波数に基づくプロットや3D アニメーションとして水平方向と垂直方向に表示できます。

20-sim は自己完結型です。つまり、追加のソフトウェアは必要なく、すべてのツールボックスが含まれています。ツールボックスは、モデル構築、時間領域解析、周波数領域解析、およびコントローラ設計に使用できます。スクリプトを有効にするには、Matlab、GNU Octave、または Python のいずれかをインストールする必要があります。最後の Python は、20-sim インストーラーのオプション機能として含まれています。

レビュー

20-simは、ボンドグラフモデリングの拡張サポートにより、ボンドグラフコミュニティから高く評価されています。Borutzky氏によると、^[6]「20-sim、MS1、およびSymbolsだけが、特にボンドグラフをサポートする完全に統合された（マルチ形式主義）モデリングおよびシミュレーション環境として分類できます」。

Roddeck ^[7]は、Simulink、Labview 、20-simなどのモデリングおよびシミュレーションツールを比較しています。RoddeckはSimulinkの市場リーダーシップを認めていますが、20-simの利点は、20-simのボンドグラフの直接入力と、FFT分析および3Dメカニカルモデリング用の組み込みツールの利用可能性であると述べています。これらの機能は両方ともSimulinkには存在しません。

J. Ledin 著の「シミュレーションエンジニアリング」^{[8] では、}動的システムのモデリングとシミュレーションに関する実用的なガイドラインが示されており、その 1 章はシミュレーションツールについて取り上げています。Ledin によると、「20-sim は Simulink やVisSimなどの他のシミュレーションツールとは異なり、動的システムをモデリングするための 4 つの方法 (アイコンダイアグラム、ブロックダイアグラム、ボンドグラフ、方程式) をサポートしています。これにより、たとえば、オペアンプやコンデンサなどのコンポーネントを表す標準シンボルを使用して電気回路シミュレーションを構築できます。」Ledin によると、20-sim の弱点は分散シミュレーション機能が欠けていることです。

アドオン製品

20-simは20-sim 4Cと緊密に統合されています。20-simモデルはいずれもCコードとして20-sim 4Cにエクスポートでき、ハードウェアへの展開に使用できます。典型的な用途としては、組み込みソフトウェアのコントローラの開発や、ハードウェアインザループシミュレータで使用するための「仮想プラント」の作成があります。^{[9] 20-simはスクリプトで制御できるため、タスクの自動化やシナリオ構築が可能です。スクリプトは}MatlabまたはGNU Octave、Python（v4.6以降）でサポートされています。

スクリプトの他に、20-sim はMatlab、GNU Octave、Simulinkと緊密に接続しており、さまざまなレベルでデータのインポートとエクスポートが可能です。20-sim モデルを M ファイルまたは S 関数としてエクスポートすることが最も顕著な例です。

歴史

20-simは、トゥエンテ大学の制御研究所で開発されたシミュレーションソフトウェアパッケージTUTSIM ^[10]の再開発です。TUTSIMは70年代後半に売却されましたが、モデリングとシミュレーションの研究は研究所で継続されました。Jan Broeninkの博士課程プロジェクトの一環として、新しいプログラムが開発されました。このプログラムにはグラフィカルユーザーインターフェイスが装備されており、ボンドグラフによるモデルの作成が可能でした。このモデリングおよびシミュレーションパッケージのプロトタイプ名はCAMASでした。CAMASはすべてボンドグラフを中心に構築されていましたが、オブジェクト指向モデリング手法とアイコンダイアグラムによるモデリングを調査するために、MAXと呼ばれる新しいプロトタイプパッケージが開発されました。徹底的なテストの後、1995年8月にソフトウェアのバージョン1.0が20-sim（Twente Sim）という商標で市販されました。商標名は、パッケージの起源（トゥエンテ大学）とそれが作られた地域（トゥエンテ）を示しています。パッケージのさらなる開発と配布を行うために、Controllab Products 社が設立されました。

リリース履歴

1995: 20-sim 1.0 (ソフトウェアの最初の商用リリース)
1997: 20-sim 2.0 (C コード生成)
1999: 20-sim 3.0 (新しい GUI)
2000: 20-sim 3.1 (アイコニックダイアグラム)
2002: 20-sim 3.2 (ウィザーズ)
2002: 20-sim 3.3 (周波数領域)
2005: 20-sim 3.6 (3D メカニクスツールボックス)
2008: 20-sim 4.0 (新しい GUI)
2011: 20-sim 4.2 (動的エラーバジェット)
2013: 20-sim 4.4 (スクリプト)
2014: 20-sim 4.5 (大型モデル)
2015: 20-sim 4.6 (FMI/FMU サポート、Python スクリプト)

参照

参考文献

^ コントロールラボプロダクツBV
^ 20シムの要件
^ Duindam, V.; Macchelli, A.; Stramigioli, S.; Bruyninckx, H. (2011). 複雑物理システムのモデリングと制御. Springer. ISBN 978-3-642-03195-3。
^ Broenink, JF (1999). 「階層的ボンドグラフ/ブロックダイアグラムモデル用の20-simソフトウェア」.シミュレーション実践と理論. 7 (5–6): 481–492. doi :10.1016/s0928-4869(99)00018-x. ISSN 0928-4869.
^ Delgado, M. (1999). 「MATLAB と 20-sim を使用したフラッシュセパレーターのシミュレーション」.シミュレーションの実践と理論. 7 (5–6): 515–530. doi :10.1016/s0928-4869(99)00016-6.
^ Borutzky, W. (2011).エンジニアリングシステムのボンドグラフモデリング. Springer. ISBN 978-1-4419-9367-0。
^ ロデック、ヴェルナー (2013). Bondgraphen のモデル構築。スプリンガー。 134～140ページ。ISBN 978-3-8348-1747-1。
^ Ledin, Jim (2001).シミュレーションエンジニアリング、より優れた組み込みシステムを迅速に構築する。CMP Books。pp. 241–283。ISBN 1-57820-080-6。
^ ODIM発射・回収システムシミュレーター（PDF）（レポート）。ノルウェー。2013年2月25日。
^ Beukeboom, JJAJ; Van Dixhoorn, JJ; Meerman, JW (1985). 「TUTSIMを使用したパーソナルコンピュータでの混合ボンドグラフとブロック図のシミュレーション」(PDF) . Journal of the Franklin Institute . 319 (1): 257–267. doi :10.1016/0016-0032(85)90079-1 . 2013年11月7日閲覧。

外部リンク

20-sim.com

[controllab-1] コントロールラボプロダクツBV

[2] 20シムの要件

[3] Duindam, V.; Macchelli, A.; Stramigioli, S.; Bruyninckx, H. (2011). 複雑物理システムのモデリングと制御. Springer. ISBN 978-3-642-03195-3。

[4] Broenink, JF (1999). 「階層的ボンドグラフ/ブロックダイアグラムモデル用の20-simソフトウェア」.シミュレーション実践と理論. 7 (5–6): 481–492. doi :10.1016/s0928-4869(99)00018-x. ISSN 0928-4869.

[5] Delgado, M. (1999). 「MATLAB と 20-sim を使用したフラッシュセパレーターのシミュレーション」.シミュレーションの実践と理論. 7 (5–6): 515–530. doi :10.1016/s0928-4869(99)00016-6.

[6] Borutzky, W. (2011).エンジニアリングシステムのボンドグラフモデリング. Springer. ISBN 978-1-4419-9367-0。

[7] ロデック、ヴェルナー (2013). Bondgraphen のモデル構築。スプリンガー。 134～140ページ。ISBN 978-3-8348-1747-1。

[8] Ledin, Jim (2001).シミュレーションエンジニアリング、より優れた組み込みシステムを迅速に構築する。CMP Books。pp. 241–283。ISBN 1-57820-080-6。

[9] ODIM発射・回収システムシミュレーター（PDF）（レポート）。ノルウェー。2013年2月25日。

[10] Beukeboom, JJAJ; Van Dixhoorn, JJ; Meerman, JW (1985). 「TUTSIMを使用したパーソナルコンピュータでの混合ボンドグラフとブロック図のシミュレーション」(PDF) . Journal of the Franklin Institute . 319 (1): 257–267. doi :10.1016/0016-0032(85)90079-1 . 2013年11月7日閲覧。