MapleSim コンポーネントライブラリに含まれている各コンポーネントに対するヘルプトピックは、モデルワークスペース下のヘルプペインに表示することができます。ヘルプペインを表示するには、MapleSim ウィンドウの下部に配置されているヘルプペインボタン ( ) をクリックします。次に、モデルワークスペースに追加したコンポーネントを選択すると、そのコンポーネントのヘルプトピックが表示されます。また、ヘルプトピックは下に示すいずれかの操作で表示することもできます :

MapleSim 4 以前では Modelica Standard Library 2.2.1 のコンポーネントが MapleSim コンポーネントライブラリに含まれていましたが、MapleSim 4.5 からは Modelica Standard Library 3.1 が Modelica Standard Library 2.2.1 に取って代わりました。

MapleSim 4 以前のバージョンで作成したモデルは MapleSim 4.5 以降のバージョンで開くことができ、その時、自動的に Modelica Standard Library 3.1 の等価コンポーネントを用いるように自動的に更新されます。詳細は、MapleSim ヘルプシステムで、MapleSim の利用 → MapleSim 4.5 以前のバージョンで作成したモデルの更新 の項目をご覧ください。

注意： Modelica Standard Library 3.1 のコンポーネントを含んだモデルは、MapleSim 4 以前のバージョンでは使用できません。

モデルを閲覧するには、MapleSim ウィンドウ左側の Project タブにある Model Tree パレットを使用することができます。モデルツリーの各ノードはモデルにおけるモデリングコンポーネント、サブシステム、または接続ポートを表します。例として、DC motor モデルのモデルツリーを下に示します。

モデルを閲覧し、特定のコンポーネントまたはサブシステムのパラメータを表示するには、モデルツリーを展開し、ノードをダブルクリックします。Main ノードをダブルクリックすると、モデルのトップレベルが表示され、子ノードをダブルクリックすると、コンポーネントまたはサブシステムの詳細が表示されます。

モデルワークスペースのツールバーの上に配置されているモデルナビゲーションコントロールを使用しても、ワークスペースに表示されているダイアグラムのモデリングコンポーネント間やサブシステム間など、階層レベル間を移動して閲覧することができます。

ドロップダウンメニューから、モデルワークスペースに表示するサブシステムまたはモデリングコンポーネントの名前を選択します。Main ボタンをクリックすると、モデルのトップレベルを閲覧することができます。また、モデル内の特定のサブシステムに直接移動して、それを閲覧することもできます。例えば、上記例に示されている  ボタンをクリックすると、モデルワークスペースには DC motor サブシステムの内容が表示されます。

パラメータ値の単位を指定するには、単位が指定可能なパラメータフィールドの横に配置されているドロップダウンメニューを使用することができます。例えば、下の図は Mass コンポーネントに設定可能なパラメータフィールドを示しています。質量には kg、 lb、 、 または slug、そして長さには m、 cm、 mm、 ft、または in を指定することができます。

モデルをシミュレートする際、MapleSim はすべてのパラメータ単位を自動的に国際単位系 (SI) に変換します。したがって、1 つのモデルの中で、パラメータ値に複数の単位系を選択することができます。

信号の単位を変換するには、信号ブロックパレットに配置されている信号変換メニューの Unit Conversion Block コンポーネントを使用します。このコンポーネントは、時間、温度、速度、圧力、容量などの単位を変換することができます。下の例では、出力信号の単位を変換する Unit Conversion Block コンポーネントが平行移動用の Position Sensor と Feedback コンポーネントの間に接続されています。

モデルに電気、1-D メカニカル、油圧、または熱力学センサーが含まれている場合は、生成する出力信号の単位を選択することもできます。

capacitor (コンデンサ) や hydraulic pipe (水圧管)、mechanical spring (機械バネ)、damper (ダンパー) などを含む多くの電気、油圧および 1-D メカニカルコンポーネントには、パラメータ値を設定することで初期条件を指定することができます。モデルワークスペースで状態変数を含むコンポーネントを選択すると、そのコンポーネントに設定可能なほかのパラメータ値とともに、有効な初期条件フィールドが Inspector タブに表示されます。

例えば、下の図は Mass コンポーネントで初期速度と位置フィールドが設定可能であることを示しています。

以下の例では、DC Motor モデルの電気コンポーネントをグループ化してサブシステムを作成します。

1. MapleSim ウィンドウ左側の Libraries タブで、例題パレット、Tutorial メニューの順に展開し、Simple DC Motor の例を開きます。

2. モデルワークスペースの上に配置されている選択ツール ( ) を使用して、すべての電気コンポーネントを囲む四角形を描きます。

3. Edit メニューから、Create Subsystem を選択（または、四角に囲まれた領域内を右クリックし、Create Subsystem を選択）します。

4. ダイアログボックスで、DC Motor と入力します。

5. OK をクリックします。DC motor を表す白いブロックがモデルワークスペースに表示されます。

この例では、モデルに含まれる他のサブシステムを影響することなく編集および操作が可能な「スタンドアローンサブシステム (stand-alone subsystem)」を作成しています。モデルに同じサブシステムのコピーを複数追加し、それらをグループとして編集したい場合は、「サブシステム定義 (subsystem definition) 」を作成することができます。詳細は、モデルにサブシステムのコピーを複数追加する を参照してください。

サブシステムに含まれているコンポーネントを表示するには、モデルワークスペースでサブシステムをダブルクリックします。サブシステムが詳細表示されます。  

この表示で、点線はサブシステムの境界を示しています。可能な操作としては、境界線内の接続線およびコンポーネントの編集、境界線外へのコンポーネントの追加と接続、ほかのコンポーネントへ接続するためのサブシステムポートの追加、などがあります。境界のサイズを変更するには、点線をクリックし、ボックスの周りに表示されるサイズ変更ハンドルのいずれかをドラッグします。

モデルのトップレベルまたは別のサブシステムを表示するには、navigation ツールバーにあるモデルナビゲーションコントロールを使用します。

モデルに同一構成を持つサブシステムのコピーを複数追加する場合は、「サブシステム定義」を作成することができます。サブシステム定義とは、一連のサブシステムで共有される属性と構成を定義する基本サブシステムを指します。

例えば、同じコンポーネントで構成され、同じ抵抗値を持った 3 つの DC motor サブシステムをモデルに追加する場合、以下のタスクを実行することで実現できます :

1. モデルワークスペースで、希望する構成の DC motor サブシステムを作成します。

2. 上記サブシステム構成を元にサブシステム定義を作成し、それを Definitions パレットに追加します。最後に、

3. サブシステム定義をソースとして、DC motor サブシステムのコピーをモデルに追加します。

DC motor サブシステムのコピーをモデルに追加するときは、DC motor サブシステムのサブシステム定義アイコンを Definitions パレットからモデルワークスペースにドラッグします。モデルワークスペースに追加されたコピーは、Definitions パレット内のサブシステム定義と構成を共有するため、「共有サブシステム (shared subsystem)」 と呼ばれます。

同じサブシステム定義からコピーされた共有サブシステムは「リンク」しています。つまり、共有サブシステムのどれかに変更を加えると、その変更は同じサブシステム定義から作成された他の共有サブシステムすべてに反映されます。変更は、Definitions パレットのサブシステム定義の項目にも反映されます。

上記例で、たとえば、 共有サブシステムで Resistor コンポーネントの抵抗パラメータ値を 24 Ω から 10 Ω に変更すると、 と  共有サブシステムはもとより、Definitions パレットの DC Motor サブシステム定義の Resistor コンポーネントの抵抗値も 10 Ω に変わります。

詳細は、サブシステム定義と共有サブシステムの編集 を参照してください。

モデルワークスペースで共有サブシステムを編集すると、変更はその共有サブシステムがリンクしているサブシステム定義はもとより、同じサブシステム定義からコピーされた他の共有サブシステムにも反映されます。

スタンドアローンサブシステムとは、サブシステム定義とリンクしていないサブシステムを指します。スタンドアローンサブシステムを作成する方法は 2 つあります : 例：サブシステムの作成で説明されている、新規サブシステムとして作成する方法と、例 : 共有サブシステムと、そのサブシステム定義との間のリンクの解除で説明されている、共有サブシステムをスタンドアローンサブシステムに変換する方法がそれらです。スタンドアローンサブシステムは、モデルワークスペースに配置されている他のサブシステムに影響を与えることなく編集することができます。

特定のサブシステムがスタンドアローンであるかどうかを確認するには、モデルワークスペースでサブシステムを選択し、Inspector タブを見ます。サブシステムがスタンドアローンである場合、Type フィールドには Standalone Subsystem と表示されます。

また、スタンドアローンサブシステムをダブルクリックして詳細表示を開いても、モデルワークスペースにサブシステムの見出しは表示されません。

スタンドアローンサブシステムをモデルワークスペースでコピーして貼り付ける時、共有サブシステムに変換し、新しいサブシステム定義を作成することができます。詳細は、例 : スタンドアローンサブシステムのコピーと貼り付け を参照してください。

共通のパラメータ値を共有するコンポーネントがモデルに複数含まれている場合、グローバルパラメータを作成することができます。グローバルパラメータを使用すると、共通のパラメータ値を一箇所で定義し、その共通の値をモデルに配置されている複数のコンポーネントに代入することができます。

下の例は、グローバルパラメータを定義して代入する方法を示すものです。より詳細な例については、本ガイドの第 6 章で、チュートリアル 1： ギアボックス付き DC Motor のモデリングを参照してください。   

サブシステム内の複数のコンポーネントで使用する共通のパラメータ値を設けるには、サブシステムパラメータを作成します。グローバルパラメータと同様、サブシステムパラメータはパラメータエディタ画面で定義し、コンポーネントに割り当てる共通の値です。

サブシステムパラメータを割り当てる方法は二つあります。ひとつは、パラメータエディタボタン ( ) を用いる方法で、もうひとつは Inspector タブの Advanced Parameter Settings ツールを用いる方法です。パラメータは、それが定義されているサブシステム内のコンポーネントにしか割り当てられません。モデルワークスペースのサブシステムをクリックし、パラメータエディタボタン ( ) または Advanced Parameter Settings をクリックし、パラメータエディタ画面からパラメータを定義すると、そのパラメータは選択したサブシステムおよびそのサブシステムにネスト化されたあらゆるサブシステムのコンポーネントに割り当てられます。

例については、本ガイドの第 6 章で、チュートリアル 3： 非線形ダンパーのモデリングを参照してください。

注意：サブシステムでパラメータを作成し、その値をトップレベルに配置されているコンポーネントに代入した場合、トップレベルに配置されているコンポーネントはパラメータの値を受け継ぎません。

上記方法によってサブシステムパラメータを定義する代わりに、サブシステムパラメータ一式を定義できるパラメータブロックを作成し、それをモデルのコンポーネントに代入することもできます。パラメータブロックを使用すると、モデルワークスペースの最上位レベルの複数のモデルに対し、パラメータ値一式を適用することができます。

下の図は、モデルワークスペースに追加されたパラメータブロックを表しています。

このブロックをダブルクリックすると、パラメータエディタ画面が表示されます。この画面から、ブロックのパラメータ値が定義できます。

パラメータ値の定義が終わると、それらの値をモデル内に配置されているコンポーネントのパラメータに代入することができます。

パラメータ値を他のモデルで使用するには、パラメータブロックをカスタムライブラリに追加します。カスタムライブラリの詳細は、カスタムライブラリの作成と管理 を参照してください。

注意： 

モデルのために作成するパラメータは、再利用可能なパラメータセットとして保存できます。パラメータセットを利用すると、ワークスペースに表示されたひとつのモデルに対し、複数の異なるパラメータのセットを保存・再利用・比較することが可能になります。いつでも異なるシミュレーションを簡単に適用・実行でき、その都度、モデルに対する新しい値を保存できます。パラメータセットは、モデルワークスペースの全パラメータのスナップショットを提供します。

モデルのパラメータセットは、Project タブのパラメータセット下に表示されます（下図参照）。

パラメータセットを右クリック（Macintosh では Control-クリック）することで、同じモデルの異なるパラメータセットを保存・再利用・比較することができます。詳細は、MapleSim ヘルプシステムで MapleSim の利用 → モデルの構築 → パラメータセットの保存・適用 セクションをご覧ください。

モデルの最上位レベルの Main subsystem default settings ウィンドウで、パラメータを追加し、そのデフォルト値を設定することでサブシステムを定義します。別の方法としては、Inspector タブの 詳細パラメータ設定 および 詳細変数設定 の各ツールを用いて、サブシステムのコンポーネントに対し、サブシステムのパラメータ・変数・初期値を直接設定することもできます。詳細設定を用いると、デフォルト値をひとつまたは複数個オーバーライドすることができます。

詳細パラメータ設定

詳細パラメータ設定 を用いると、一部の指定したサブシステムコンポーネントに対し、デフォルト値をオーバーライドすることができます。必要であれば、パラメータ化機能 ( ) を用いてオーバーライドをパラメータ化することもできます。ひとつのサブシステムでのコンポーネントオーバーライドは、その他すべてのサブシステムから見えるパラメータに変換することができます。

次のモデルでは、R の初期値にオーバーライドが適用され、パラメータ Rcommon. に変換されています。

詳細変数設定

詳細変数設定 を用いると、サブシステムコンポーネントの初期条件 を指定できます。詳細変数設定 を選択すると、そのサブシステムのすべての設定可能なコンポーネントに対する初期条件フィールドが表示されます。

この例では、後の MapleSim セッションでも使用できるようにサブシステムと .mw 形式のアタッチメントをカスタムライブラリに追加します。

1.  Libraries タブで、例題パレット、Multidomain メニューの順に展開し、Sliding Table の例を開きます。   

2. File メニューから、Create Library... を選択します。

3. パスを選択し、ファイル名に Sliding Table.msimlib を指定します。  

注意：このファイルがカスタムライブラリの格納先で、指定したファイル名は、MapleSim インターフェイスに表示されるカスタムパレットの名前になります。

4. Save をクリックします。モデルに含まれているすべてのサブシステムとアタッチメントが Add to User Library ダイアログボックスに表示されます。

5. Motor の横に配置されているチェックボックスを選択し、サブシステムをカスタムライブラリに追加します。

6. AdvancedAnalysis.mw の横に配置されているチェックボックスを選択し、アタッチメントをカスタムライブラリに追加します。

7. OK をクリックします。MapleSim ウィンドウ左側の Libraries タブに新しいカスタムライブラリのパレットが追加されます。

このパレットとその内容は Libraries に表示され、次回 MapleSim を起動したときにモデルで使用することができます。

8. Sliding Table パレットで、Attachments をクリックします。Library Attachments ダイアログボックスが表示されます。このダイアログボックスには、カスタムライブラリに追加されているすべてのアタッチメントが一覧表示されます。

このダイアログボックスはまた、他のモデルの Attachments パレットにアタッチメントを追加、アタッチメントを関連アプリケーションで開くためにも使用することができます。

1. Libraries タブで、例題パレット、Tutorial メニューの順に展開し、Simple DC Motor の例を開きます。

2. モデルワークスペースのツールバーで、テキストツールボタン ( ) をクリックします。

3.  モデルワークスペース内の Step コンポーネントの下に、注釈を入力するためのテキストボックスを描きます。

マウスの左ボタンを開放すると、モデルワークスペースの上のツールバーが書式設定のツールバーに切り替わります。

4. 次の文章 (テキスト) を入力します：This block generates a step signal with a height of 1.  

5. 入力したテキストを選択し、フォントを Arial に変更します。

6. テキストボックス外で、任意の場所をクリックします。

7. Inertia コンポーネントの下に別のテキストボックスを描きます。

8. 次の文章 (テキスト) を入力します：Inertia with a value of 0 rad.

ヒント：ギリシア文字のオメガ () を入力するには、F5 を押して入力モードを 2-D Math に切り替え、omega と入力したら、Ctrl + Space (Windows)、Ctrl + Shift + Space (Linux)、または Esc (Macintosh) と押します。下付きの値を入力するには、Ctrl + Shift + 下線 ( _ ) キー (Windows および Linux) または Command + Shift + 下線 ( _ ) キー (Macintosh) に続けて 0 を入力します。下付き文字の入力を終了するには、キーボードの右矢印キーを押します。  

9. テキストボックス外で、任意の場所をクリックします。

10. 入力したテキストを選択し、フォントを Arial に変更します。

11. 注釈の入力を終了するには、テキストボックス外で任意の場所をクリックします。

この例では、データ生成テンプレートを使用して MapleSim の 1D Lookup Table コンポーネントのためにデータセットを作成します。このテンプレートでは、あらゆる Maple コマンドを使用してデータセットを作成できますが、説明のため、ここでは、定義済みの計算を使用してデータセットを作成します。

1. 新しい MapleSim ドキュメントを開きます。

2. Libraries タブで、信号ブロックパレットを展開し、補間テーブルメニューを開きます。

3. モデルワークスペースに 1D Lookup Table コンポーネントを追加します。

4. メインツールバーで、テンプレートボタン ( ) をクリックします。

5. テンプレートリストから、Data Generation を選択します。

6. Attachment フィールドに My First Data Set と入力し、アタッチメントの作成をクリックします。Maple が起動し、データ生成テンプレートが開きます。

7. ワークシート全体を実行するために、Maple ウィンドウの上部に配置されている  をクリックします。

8. テンプレートの下部に配置されている Data set name フィールドに TestDataSet と入力します。

9. MapleSim でデータセットを使用可能にするために、Attach Data in MapleSim ボタンをクリックします。  

10. MapleSim の Project タブで、Attachments パレットを展開し、Data Sets カテゴリを開きます。データセットファイルが一覧に表示されます。

これで、このデータセットをモデルワークスペースの補間テーブルコンポーネントに設定できます。

11. モデルワークスペースで、1D Lookup Table コンポーネントを選択します。

12. Inspector タブの data ドロップダウンメニューから、TestDataSet.mpld ファイルを選択します。これで、データセットは 1D Lookup Table コンポーネントに代入されます。

13. Maple でデータ生成テンプレートを保存してから、 MapleSim でモデルを保存します。

モデルを作成する場合は、まずコンポーネントをパレットからモデルワークスペースの中央にドラッグします。モデルワークスペースのコンポーネントを望み通りに再配置してから、必要なコンポーネントの向きを変えます。コンポーネントの位置と向きを定めたら、モデルワークスペースでそれらを接続します。

コンポーネントをサブシステムにグループ化する場合は、そのサブシステムを構成するコンポーネント群が 1 つの画面に収まるように注意してください。これによって、スクロールの必要なく、そのレベルのサブシステムコンポーネントすべてを見ることができます。

再使用が考えられるコンポーネントのグループをサブシステムにまとめる

ダイアグラムの至るところ、または複数のファイルでの再使用が考えられるコンポーネント群については、サブシステムにまとめます。 たとえば、振り子システムに複数の平面リンクモデルを含める場合、リンクサブシステムを作成すると、モデルにそのコンポーネントグループのコピーを複数追加することができます。リンクサブシステムを別の振り子モデルで使用する場合は、カスタムライブラリを作成することで、そのサブシステムは別のファイルでも使用できるようになります。

解析対象コンポーネントのグループをサブシステムにまとめる

より詳細な解析または試験、あるいはソースコードへの変換が考えられるコンポーネント群については、サブシステムにまとめる必要があります。解析の実行や、特定のサブシステムから方程式を取得するには、いくつかの MapleSim テンプレートが使用できます。コード生成テンプレートはサブシステムからしかソースコードを生成することができません。

解析タスクに関する詳細は、本ガイドのモデルの解析と操作を参照してください。

デバッグコンソールを使用してサブシステムのコピーおよび未接続ラインを特定する

デバッグペインを表示するには、MapleSim ウィンドウの下部に配置されているデバッグボタン ( ) をクリックします。

デバッグペインには、作成中のモデルに存在する潜在的なエラーの解決に役立つ診断メッセージが表示されます。デバッグペインの下にある診断試験ボタン ( ) をクリック（または、File メニューから Check Model を選択）すると、MapleSim はモデルに未接続ライン、または同一内容のサブシステムでありながらサブシステム定義にリンクしていないサブシステムがないかを確認します。いずれかの問題が検出されると、問題箇所を含むサブシステムを特定するメッセージがデバッグコンソールに表示されます。デバッグペインのメッセージを右クリック (Macintosh では Control クリック) すると、問題の解決に役立つ表示オプションが表示されます。

電気回路に Ground コンポーネントを追加する

どんな電気回路モデルにも、電圧信号に対して基準を示す Ground コンポーネントを追加し、接続する必要があります。

電流源および電圧源の接続を確認する

シミュレーションの結果は、モデルで電流源または電圧源がどのように接続されているかによって変わる場合があります。シミュレーション結果が予期しないものであった場合は、モデルに配置されているほかのコンポーネントと電源の間の接続を確認してください。MapleSim コンポーネントライブラリに用意されている電流源では、電流の正の方向が矢印で示されます。

また、電圧源では、正の電圧の位置がプラス記号、負の電圧の位置がマイナス記号で示されます。

たとえば、下の DC motor モデルでは、図面左側に配置されている Signal Voltage ソースのプラスのポートは Resistor コンポーネントのプラスのポートに接続されています。

このモデルをシミュレートした場合、MapleSim は下に示す速度とトルク量を結果として返してきます。

逆に、下の図に示されているように、Signal Voltage ソースのマイナスのポートが Resistor コンポーネントのプラスのポートに接続されているとします。

その場合、MapleSim は異なる速度とトルク量の結果を返します。

力を示す矢印の向きがすべて同じであることを確認する

MapleSim では、1-D メカニカルの平行移動コンポーネントはすべて 1-D 座標系で定義され、正の方向はコンポーネントのアイコンとともに表示される灰色の矢印の方向として定義されます。

つまり、モデルに正の力が加えられると、コンポーネントは矢印の方向に移動します。そのため、モデルにおける 1-D メカニカルの平行移動コンポーネントの向きがすべて同じであることを確認する必要があります。例えば、下の多質量で構成されるスプリングダンパーモデルでは、力を示す矢印はすべて右向きになっています。

Rigid Body Frame の内側のポートは重心フレームに接続する

モデルに配置されている Rigid Body Frame コンポーネントの内側のポートは Rigid Body コンポーネントの重心フレームに接続される必要があります。これにより、Rigid Body Frame コンポーネントの変位および回転を表す局所的基準系が、Rigid Body コンポーネントで定義されている重心系と確実に等しくなります。

下に示す平面リンクの例では、Rigid Body Frame の内側のポート (クロスハッチ模様の円の所) は両方とも Rigid Body コンポーネントに接続されています。

流体特性を定義する 

油圧モデルを作成する場合は、モデルのトップレベルまたは油圧サブシステムと同じレベルに Hydraulic Fluid Properties コンポーネントを配置して、流体の特性を定義する必要があります。このコンポーネントをモデルのトップレベルに配置すると、モデルにおけるすべての油圧コンポーネントとサブシステムがそのコンポーネントのインスタンスで定義されている流体特性を受け継ぎます。一方、Hydraulic Fluid Properties コンポーネントをサブシステムと同じレベルに配置すると、そのコンポーネントのインスタンスで定義される特性はそのサブシステムとそのサブシステムの入れ子サブシステムに含まれている油圧コンポーネントが受け継ぎます。    

下の例では、図の右上に示されている Hydraulic Fluid Properties コンポーネントで定義される流体特性はモデルに配置されているすべての油圧コンポーネントに受け継がれます。

複雑なモデルでは、初期条件がすべて相互に独立していない場合があります。一般的には、強制 ( ) オプションを用いて、モデルの自由度を超えない範囲で初期条件をできるだけ多く強制します。ただし、システムの適切な初期状態をソルバがより速く探せるように、特定の初期条件パラメータに対し 推定 オプション ( ) を用いることもできます。