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Fakten und Fiktionen - ACSL

Tatsache ist, daß ACSL (Advanced Continuous Simulation Language) einer der, wenn nicht der führende CSSL-Simulator ist bzw. war, daß ACSL ein gewisser Standard geworden ist, daß ACSL für größere Modelle immer noch führend in der "Produktion" ist, und daß ACSL vor allem im Bereich der Mechatronik führend ist. ACSL löst und analysiert in effizienter Form Modelle, die im wesentlichen in Zustandsraumbeschreibung vorliegen, wobei statische und diskrete Modellteile separat formuliert, verwaltet und berechnet werden (SECTIONS).

Tatsache ist aber auch, daß derzeit viele Benutzer auf Konkurrenzprodukte umsteigen (insbesondere auf MATLAB/SIMULINK), daß ACSL lange Zeit keine Neuerungen angeboten hat, und daß ACSL sich zulange auf seinen Lorbeeren ausgeruht hat. Spät aber doch haben sich die Entwickler zu einem modernen Environment durchgerungen. Als Vorstufe wurde ACSL mit Version 10F bzw. nun Version 11 verbessert. Die Neuigkeiten in ACSL 11 sind:

Implizite Modellbeschreibungen (DAE Index2) skalar und vektoriell (IMPLC, IMPVC): G(x,x',t) = 0

DASSL Code (Integrationsverfahren; Differential Algebraic System Solver) zur Lösung der impliziten Modelle

Bei herkömmlichen Integrationsverfahren iteratives Auflösen der impliziten Modellbeschreibungen durch Quasi-Newtonverfahren (auch vom State Event Finder und Steady State Finder verwendet)

Variablennamen bis zu 32 Zeichen, Wegfall weiterer FORTRAN-Beschränkungen

Volle Unterstützung von DOUBLE PRECISION

"and much, much more ..."

Abb.2: Neue ACSL - Umgebung

Seit 1995 steht für ACSL eine moderne Umgebung zur Verfügung, dessen wohl wesentlichster Teil eine graphische Modellbildungsoberfläche ist (Abb. 2):

ACSL Graphic Modeller (graphische blockorientierte Modellbildung) mit graphischen Teilmodellen: die graphische Modellbeschreibung wird in ein textuelles Modellfile (model.csl) übersetzt,

verbessertes ACSL selbst, nun ACSL MODEL genannt,

ACSL Vision mit Animation der Ergebnisdaten (im Postprocessing bzw. teilweise parallel zur Simulation),

ACSL/Math zur regelungstechnischen Analyse und Synthese, m-Files verstehend !

Während am ACSL Graphic Modeller schon lange entwickelt wurde, ist die ACSL Vision ein relativ neues Produkt, mit dem Animation ermöglicht werden soll.

Mit der relativ überraschenden Entwicklung von ACSL/Math, das m-Files von MATLAB verstehen können soll, sollen zwei Probleme gelöst werden: einerseits kann ACSL/Math wesentlich besser eine regelungstechnische Analyse durchführen als ACSL selbst mit seinem ANALYZE Command, andererseits bleibt damit das Interface zu MATLAB aufrecht, indem eben nun direkt mit ACSL/Math gearbeitet werden kann (MathWorks als Marktbeherrscher glaubt das Anbieten von Interfaces zu "alten Simulatoren" nicht mehr notwendig zu haben und hat daher vor, in MATLAB 5 keine Interfaces mehr zur Verfügung zu stellen).

Es ist klar, daß diese neue Umgebung für ACSL einen beträchtlichen Entwicklungsaufwand erfordert, bei dem andere Weiterentwicklungen auf der Strecke bleiben müssen. Diese sind u.a. die Verbesserung des Runtime Interpreters und die Implementierung einer echten Teilmodellstruktur.

Positiv ist allerdings festzustellen, daß das Arbeiten in der neuen ACSL-Umgebung in der Tat ein wesentlicher Fortschritt ist:

Der Graphic Modeller benutzt im Prinzip dieselbe graphische Oberfläche wie SIMULINK (Drittprodukt), allerdings sind mehr Features implementiert, wie Benen- nung von Eingängen/Ausgängen, Verbindungen, freie Gestaltung von Teilmodellen und Graphik etc.

ACSL besitzt von den am Markt befindlichen Simulatoren noch immer die vielfältigste Struktur. Es besitzt DISCRETE SECTIONS für alle Arten von Ereignissen, mehrfache DERIVATIVE Sections, Features für implizite Modelle (Ergänzung von Zustands- und Ableitungsvektor durch den Vektor der algebraischen Zustände und den Residuenvektor) und die INITIAL bzw. TERMINAL SECTION für statische Berechnungen. Diese Struktur, die die Rechenzeit wesentlich beschleunigen kann, wird auch vom Graphic Modeller unterstützt.

ACSL arbeitet einerseits an Möglichkeiten zur Code-Parallelisierung, andererseits an verteilter Simulation mit parallelen "ACSL-Engines".

Es ist in der Tat erstaunlich, daß ACSL trotz seines "Alters" immer noch wesentliche Möglichkeiten zur Erweiterung und zur Abdeckung künftiger Anforderungen bietet. Unterschiedliche Meinungen bestehen über die Bindung von ACSL an FORTRAN (die teilweise als veraltet abgelehnt wird): einerseits würde ein Umstieg auf C vieles erleichtern, andererseits soll die Kompatibilität früherer Versionen (mit starker FORTRAN-Einbindung) erhalten bleiben.

Zu hoffen ist, daß die ACSL-Entwickler die Möglichkeiten ihres eigenen Produkts rechtzeitig ausschöpfen. ACSL sollte auch nicht in den Fehler verfallen, MATLAB um jeden Preis konkurrenzieren zu wollen - die Entwicklung von ACSL/Math ist diesbezüglich umstritten - ACSL ist für komplexe mechatronische Aufgaben gedacht und von Grundintention und Struktur nicht mit MATLAB zu vergleichen.

ACSL ist auf allen gängigen Workstations (wie MATLAB) erhältlich, und bedient sich wie MATLAB des FLEXlm Managers (siehe Kommentar bei MATLAB). Die PC-Version arbeitet (wie MATLAB) mit Win32s, das separat (mit Ergänzungen) mitgeliefert wird - das leider in Konflikt mit anderen Win32s stehen kann (erstaunlich, wie viele es gibt).

Leider besteht MGA nach wie vor auf der archaischen Form der Security Device für die PC-Version. Ein Teil des Gewinnes ist sicher in sinnlose Nachbesserungen dieses Schutzmechanismus investiert worden (zu langsam für 486, zu langsam für Pentium, spezielle Version für seriellen Port etc.).

Obwohl MGA den Konkurrenzdruck erkannt hat, kann ACSL unter Windows NT nicht verwendet werden, da ein entsprechender Treiber für die Security Device fehlt (Entwicklung nur auf Anfrage) - unter Windows 95 gibt es keine Probleme.

MATLAB und ACSL