modelowanie i weryfikacja w programie matlab i simulink
TRANSCRIPT
MATLAB & SimulinkModelowanie i weryfikacja
Marcin Piątek9 października 2013 r. Rzeszów
2
www.ont.com.pl
Nasi klienci w Polsce
SimulinkMATLAB
•NBP•Radwar Warszawa•TRW•Delphi•Bungee•Avio•ABB•PIAP•Przemysłowy Instytut Telekomunikacji•Telekomunikacja Polska•Motorola Polska•GE Company Polska•Instytut Łączności •MTU•Sikorsky Mielec•WITI •Wszystkie uczelnie techniczne w całej Polsce
3
www.ont.com.pl
Podstawowy produkt
SimulinkMATLAB
Środowisko do obliczeń technicznych
•Obliczenia numeryczne•Analiza danych i szybka wizualizacja •Teraz staje się de facto językiem, którym posługują się inżynierowie na całym świecie, jest językiem programowania wysokiego poziomu do pisania algorytmów•Rozszerzenia tzw. toolboxes do przetwarzania sygnałów, grafiki, statystyki, optymalizacji itd..•Produkt bazowy dla produktów firmy The MathWorks
4
www.ont.com.pl
Główne możliwości
SimulinkMATLAB
Wdrażanieaplikacji
Dostępdo danych
Analiza i wizualizacja
Rozwijanie algorytmówi aplikacji
5
www.ont.com.pl
Dostęp do danych
SimulinkMATLAB
MATLABInterfejs niskiego poziomu do innych
urządzeń
Instrument Control ToolboxInstrumenty elektroniczne i pomiarowe
Data Acquisit ion ToolboxKarty akwizycji danych
Image Acquisit ion ToolboxKamery i sprzęt video
6
www.ont.com.pl
Analiza danych
SimulinkMATLAB
WaveletsSignal Processing
Curve Fitting
Statistics
Optimization, GADS
7
www.ont.com.pl
Interfejsy graficzne
SimulinkMATLAB
•GUIDE (>> guide)•Projektowanie GUI•przyciski, menu przywoływalne, listy wyboru, wykresy MATLABa, kontrolki ActiveX•obsługa wywołań zwrotnych (callbacks)•Generacja kodu MATLABa•Interaktywne tworzenie i testowanie GUI
8
www.ont.com.pl
Wdrażanie aplikacji
SimulinkMATLAB
COMExcelAdd-in
Java www
MATLAB Builder for .NET
MATLABBuilder for
Excel
MATLABBuilder for
Java
.NET.EXE .DLL.LIB
MATLAB Compiler
9
www.ont.com.pl
Produkt bazowy
SimulinkMATLAB
Środowisko do modelowania, symulowania, implementowania systemów dynamicznych i wbudowanych
•Liniowe, nieliniowe, dyskretne, ciągłe, hybrydowe i wielowątkowe (multirate) systemy•Podstawa do projektowania za pomocą modeli matematycznych, pozwalające na przejście przez wszystkie etapy projektowania•Otwarta architektura do włączenia modeli zrobionych w innych narzędziach•Narzędzia pomagające przy projektowaniu systemów sterowania, przetwarzaniu sygnałów i w innych zastosowaniach
10
www.ont.com.pl
Projektowanie systemu
SimulinkMATLAB
Obiekt lub środowisko
Regulator lub aplikacja
+-
Systemwbudowany
11
www.ont.com.pl
MATLAB Coder
SimulinkMATLAB
•generacja kodu ANSI/ISO C•generacja gotowych MEX-funkcji•wsparcie dla statycznej i dynamicznej alokacji pamięci•generacja kodu dla operacji macierzowych•wsparcie dla System Objects
12
www.ont.com.pl
Simulink Coder
SimulinkMATLAB
•generacja kodu ANSI/ISO C z modeli Simulinka i diagramów Stateflow•wiele domyślnych Targetów, w tym RapidSimulation•wsparcie dla zmiennych zmienno i stało-przecinkowych (w tym możliwość definiwoania własnych typów danych z Simulink Fixed-Point)•generacja aplikacji jedno i wielozadaniowch•obsługa trybu External do kalibracji parametrów
13
www.ont.com.pl
Embedded Coder
SimulinkMATLAB
•generacja kodu produkcyjnego ANSI/ISO C•optymalizacja zużycia pamięci, stosu lub wielkości programu•integracja ze środowiskami: Eclipse, Code Composer Studio, Visual DSP++ i wiele innych•wsparcie dla norm i standardów: Autosar, DO-178B, ISO 26262, IEC 61508, MISRA C itp
14
www.ont.com.pl
Model-Based Design
SimulinkMATLAB
System Requirements
System Design
Software Design
Coding
SoftwareIntegration
Hardware/SoftwareIntegration
System Integration and Calibration
Sim
RP
OTRP SIL
PIL
HIL
Sim: Simulation
RP: Rapid Prototyping
OTRP: On-Target Rapid Prototyping
PCG: Production Code Generation
SIL: Software in Loop Testing
PIL: Processor in Loop Testing
HIL: Hardware in Loop Testing PCG
15
www.ont.com.pl
Closed Loop Simulation
SimulinkMATLAB
Weryfikacja poprawności projektu poprzez symulację środowiska w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego.
V
16
www.ont.com.pl
Rapid Prototyping
SimulinkMATLAB
Weryfikuje poprawność projektu algorytmu sterującego i umożliwia kalibrację parametrów dzięki uruchamianiu sterowania w czasie rzeczywistym na fizycznym obiekcie.
V
xPC-Target
17
www.ont.com.pl
On Target Rapid Prototyping
SimulinkMATLAB
Weryfikuje poprawność projektu algorytmu sterującego dzięki uruchamianiu sterowania na prawdziwym układzie sprzętowym sterownika.
V
18
www.ont.com.pl
RP czy PCG?
SimulinkMATLAB
V
Embedded Real-Time targetgenerates production-quality codefor use on embedded systems.
• Reusable Code• Bidirectional Traceability• Clear Interfaces• Optimized for fast runs Generic Real-Time target
generates code for use in SIL, PIL, HIL, Rapid Simulation and industrial PCs.
19
www.ont.com.pl
Software-In-the-Loop
SimulinkMATLAB
Weryfikuje poprawność wygenerowanego kodu źródłowego.
V
S-function wrapper that imports the generated code into Simulink
20
www.ont.com.pl
Processor-In-the-Loop
SimulinkMATLAB
Weryfikuje poprawność wygnerowanego kodu na konkretnej architekturze sprzętowej.
V
•exercises object code•stack profiling•code coverage•execution profiling
21
www.ont.com.pl
Hardware-In-the-Loop
SimulinkMATLAB
Weryfikuje poprawność całego projektu w symulowanym środowisku.
V
~~
22
www.ont.com.pl
Weryfikacja
SimulinkMATLAB
•MATLAB – „skryptowy” język programowania •Simulink – projektowanie modeli systemu i/lub środowiska•Simulink Verification & Validation – bloki i funkcjonalność ułatwiająca testowanie•Simulink Design Verifier – analiza funkcjonalna projektu•SystemTest – zintegrowane środowisko do zautomatyzowanego przeprowadzania testów
23
www.ont.com.pl
Model-Based Design
SimulinkMATLAB
•Projektowanie za pomocą modeli•Identyfikacja obiektów•Prototypowanie algorytmów•Implementacja poprzez automatyczną generację kodu•Ciągłe testy i weryfikacja•Zautomatyzowane techniki testowania jak SIL, PIL, HIL
24
www.ont.com.pl
Projektowanie/Modelowanie
SimulinkMATLAB
25
www.ont.com.pl
Model Reference
SimulinkMATLAB
26
www.ont.com.pl
Jarzmo testowe
SimulinkMATLAB
Generacja sygnałów wejściowych Analiza wynikówModel
27
www.ont.com.pl
Sygnały wejściowe
SimulinkMATLAB
1. Biblioteka: Sources 2. Blok: Signal Builder
28
www.ont.com.pl
Analiza wyników
SimulinkMATLAB
1. Biblioteka: Sinks 2. Biblioteka: Model Verification
29
www.ont.com.pl
•Analiza układu logicznego•Analiza systemu dynamicznego
Przykłady
PrzykładyWeryfikacja w Simulinku
30
www.ont.com.pl
Dopasowanie sygnałów
Model ReferenceWeryfikacja w Simulinku