【PyFMI】最小構成のMBD事例 第2章 その105【ダミーFMU⑦】

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https://www.simulationroom999.com/blog/model-based-of-minimum-2-backnumber/

はじめに
登場人物
ダミーFMU実験用ソースコードの元ネタと修正部分
ダミーFMU実験用ソースコード
ソースコード解説
まとめ

はじめに

前回はDummy_FMUModelCS2でオーバーライドしたdo_stepの話。
これで必要な情報は揃ったので、実験用ソースコードを起こす。

基本的な処理は以前のマルチFMUのソースコードをベースとし、
ダミーFMU関連部分を修正するイメージ。

登場人物

博識フクロウのフクさん

イラストACにて公開の「kino_k」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=iKciwKA9&area=1

エンジニア歴8年の太郎くん

イラストACにて公開の「しのみ」さんのイラストを使用しています。
https://www.ac-illust.com/main/profile.php?id=uCKphAW2&area=1

ダミーFMU実験用ソースコードの元ネタと修正部分

フクさん

というわけで、ダミーFMU実験用ソースコードを書いてきた。

太郎くん

はや！！

フクさん

まぁ以前のマルチFMUの時のソースコードをベースにしてるからね。

太郎くん

そっか。
マルチFMUのうちの1個をダミーFMUにするだけだから、
構成はほとんど変わらないのか。

フクさん

前回のdo_step周りの追加が主な修正部分になってるね。

ダミーFMU実験用ソースコード

フクさん

というわけでソースコード。

from pyfmi import FMUModelCS2, Master
from pyfmi.tests.test_util import Dummy_FMUModelCS2
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import timeit

model_sub1 = FMUModelCS2( "PID.fmu", "", _connect_dll=True)
model_sub2 = FMUModelCS2( "Motor.fmu", "", _connect_dll=True)
model_dummy = Dummy_FMUModelCS2([], "Dummy.fmu", "", _connect_dll=False)


model_dummy.values[model_dummy.get_variable_valueref("y")] = 0

print_timing = 0

def do_dummy(current_t, step_size, new_step=True):
    y = model_dummy.values[model_dummy.get_variable_valueref("y")];
    if 0.2 < current_t and current_t < 1.0:
        y = y + 100.0/800.0
    if 1.2 < current_t and current_t < 2.0:
        y = y - 100.0/800.0
    model_dummy.values[model_dummy.get_variable_valueref("y")] = y
    model_dummy.completed_integrator_step()
    while True:
        if timeit.default_timer() - start_time >= current_t:
            break
    global print_timing
    if print_timing >= 100:
        print("real=%f,sim=%f" % (timeit.default_timer() - start_time, current_t) )
        print_timing = 0
    print_timing = print_timing + 1
    return 0

model_dummy.do_step = do_dummy


models = [model_sub1, model_sub2, model_dummy]
connections = [(model_dummy,"y", model_sub1,"target" ),
    (model_sub1,"y",model_sub2,"voltage"),
    (model_sub2,"speed",model_sub1,"u")]


master = Master(models, connections)


opts = master.simulate_options()
opts["step_size"] = 0.001

start_time = timeit.default_timer()

res = master.simulate(final_time=2.0, options=opts)

voltage = res[model_sub2]['voltage']
current = res[model_sub2]['current']
speed = res[model_sub2]['speed']
loadTorqueStep_tau = res[model_sub2]['loadTorqueStep.tau']
target = res[model_sub1]['target']

t = res[model_sub1]['time']

plt.plot(t, voltage, label="voltage")
plt.plot(t, current, label="current")
plt.plot(t, speed, label="speed")
plt.plot(t, loadTorqueStep_tau, label="loadTorqueStep.tau")
plt.plot(t, target, label="target")
plt.legend(loc='best')
plt.xlabel('time [sec]')

plt.grid(which='both')
plt.show()

ソースコード解説

フクさん

まぁdo_stepの話は前回してるし、
それほど説明するところも無いかな。

太郎くん

基本はマルチFMUのところだし、
FMUModelCS2がDummy_FMUModelCS2に変わって、
do_dummy関数を定義して、
do_stepメソッドをdo_dummyで上書きしたってところだね。

太郎くん

説明されてないところだと、
do_dummy関数内のprint部分だけど、
これはまぁ時刻同期がちゃんと出来てるかを表示してくれるってことだろうし、
print_timingって変数でタイミング測ってるのも、
毎回表示すると負荷が上がるから100回に一回だけ表示するようにしてるんだろうね。

フクさん

正解だ。
0.001秒が1stepなので、0.1秒に一回表示されるようにしてるつもりだ。

太郎くん

それでも0.1秒なのか。
あとは実際に動きを見るしかないねー。

まとめ

フクさん

まとめだよ。

ダミーFMU実験用ソースコードは以前のマルチFMUの時の物を流用。
- do_step周りの追加が主な修正部分。
ソースコード開示。
- FMUModelCS2の一部をDummy_FMUModelCS2。
- do_stepをdo_dummyで上書き。
- 時刻同期ができてるかを確認できるよう一部printを入れている。