Error analysis and error estimates for Co-Simulation in FMI for model exhange and Co-Simulation V2.0

Complex multi-disciplinary models in system dynamics are typically composed of subsystems. This modular structure of the model reflects the modular structure of complex engineering systems. In industrial applications, the individual subsystems are often modelled separately in different mono-disciplinary simulation tools. The Functional Mock-Up Interface (FMI) provides an interface standard for coupling physical models from different domains and addresses problems like export and import of model components in industrial simulation tools (FMI for Model Exchange) and the standardization of co-simulation interfaces in nonlinear system dynamics (FMI for Co-Simulation). The renewed interest in algorithmic and numerical aspects of co-simulation inspired some new investigations on error estimation and stabilization techniques in FMI for Model Exchange and Co-Simulation v2.0 compatible co-simulation environments. In the present paper, we focus on reliable error estimation for communication step size control in this framework.

Złożone multidyscyplinarne modele stosowane w dynamice systemów są zwykle skonstruowane z podsystemów. Modularna struktura modelu odzwierciedla modularną strukturę złożonych systemów technicznych. W zastosowaniach przemysłowych poszczególne podsystemy są często modelowane indywidualnie przy pomocy różnych multidyscyplinarnych narzędzi symulacyjnych. Funkcjonalny interfejs modelowania (Functional Mock-up Interface, FMI) spełnia rolę standardowego interfejsu do łączenia modeli fizycznych z różnych dziedzin i pomaga rozwiązać problemy importu i eksportu elementów modelu w przemysłowych narzędziach modelowania (FMI for Model Exchange), lub standaryzacji interfejsów wspólnej stymulacji w dynamice systemów nieliniowych (FMI for Co-Stimulation). Odżywa na nowo zainteresowanie algorytmicznymi i numerycznymi aspektami wspólnej stymulacji, co zainspirowało do podjęcia wielu nowych badań nad estymacją błędów i technikami stabilizacji w interfejsie FMI wersji 2.0 w kompatybilnych środowiskach stymulacji. W prezentowanym artykule autorzy koncentrują się na wiarygodnej estymacji błędów przy sterowaniu rozmiarem kroku komunikacji w ramach tego interfejsu.