s-functions unq

Simulaciones en Tiempo Real

utilizando el paquete

RTW de Matlab

Laboratorio de Automatizacin - UNQ

ORGANIZACIN DE LA PRESENTACION

Laboratorio de Automatizacin - UNQ Pg. 1

SIMULINK S-FUNCTIONS RTW REAL TIME WINDOWS TARGET

SIMULINK


Qu es y para qu sirve. Arranque. Directorio de trabajo. Libreras Modelos dinmicos continuos y discretos. Bloques discretos / continuos.

Seales entre bloques. Escalares, Vectoriales Configuracin de una simulacin.

PARMETROS DE SIMULACIN




Tiempo de simulacin. Simulaciones infinitas Resolucin por paso fijo y paso variable.

Mtodos de integracin. Para qu usar diferentes mtodos.

- Paso Variable:

ode45: Es el algoritmo ms apto en primera instancia. (paso simple) ode23: Es ms eficiente para tolerancias amplias. (paso simple) ode113: Es ms eficiente para tolerancias estrictas. (multi paso) ode15s: Es el algoritmo ms apto en primera instancia, para sistemas

mal condicionados. (multi paso) ode23s: Ms eficiente para sistemas mal condicionados, con

tolerancias amplias. (paso simple) discrete: No es necesario resolver integracin numrica



- Paso Fijo:

ode5: Versin de paso fijo del ode45. ode4: Runge Kutta de orden 4. ode3: Versin de paso fijo del ode23. ode2: Mtodo de Jun, o Euler mejorado. ode1: Mtodo de Euler. discrete: Mtodo cuando no es necesario utilizar un integrador

numrico.



Control de errores en paso variable: Mximo paso, Mnimo paso, Paso

inicial. Tolerancia relativa y absoluta. eimax(rtol |xi|,Atoli) Opciones de paso fijo: Tamao de paso y Modo.

Opciones de Salida: Refinar salida, Generar salidas adicionales, Generar

salidas especficas.

Parmetros Workspace I/O


S-FUNCTONS


Para qu sirven?. Tipos de S-Functions: M-File (en lenguaje Matlab). C-MEX (en lenguaje

C). Bloque de Simulink para las S-Functions. Librera User-Defined

Functions.

S-FUNCTONS


S-FUNCTONS


Cmo interacta simulink con cada bloque del modelo: Ganancia,

Integrador, S-Functions.

S-FUNCTONS


1) Ordena los bloques segn ejec.

2) Inic. Parmetros de c/bloque.

- Inicializacin 3) Inic. de tiempos de muestreo

4) Verif. largo vectores/errores

ETAPAS

DE UNA 1) Actualiza prox. Paso simulacin

SIMULACIN 2) Actualiza Salidas

- Lazo de simul. 3) Actualiza estados disc./cont.

4) Verifica cambio de parmetros

5) Controla errores y cruces x cero

- Finalizacin

S-FUNCTONS


S-Functions


Se pueden escribir en lenguaje Matlab, C, C++, Fortran o ADA

Simulink (en modo normal) las ejecuta a travs de libreras de enlace

dinmico o DLLs En lenguaje Matlab -> M-file S-Function. En C -> C-MEX S-Function.

Para crear una C-MEX puedo usar LCC, Visual C, Borland C, Watcom.

Se utiliza el comando mex nombre.c desde MATLAB y genera

nombre.dll Interaccin de simulink y las S-Functions. Mtodo de Callback.

Conceptos sobre S-Functions


Bloque Direct Feedthrough (Paso directo de seal). Debido a las salida o

debido al tiempo. Bloques: Ancho de entradas/salidas. Cantidad de entradas / salidas.

Entradas con ancho dinmico. Tiempos de muestreo y offset.

- Bloques de Tiempo Continuo - Bloques de Tiempo Discreto - Bloques de Tiempo Variable - Bloques de Tiempo Heredado - Bloques de Tiempo Mltiple o Multirate

Estructura M-File S-Functions


Function [sys,X0,str,ts]=NombreFuncin(t,x,u,flag)

t : tiempo simulacin sys : parmetro genrico

x : vector de estados [xc;xd]T X0 : estados iniciales

u : vector de entradas str : parmetro reservado

flag : etapa de la simulacin ts : matriz de muestreo y offset

Inicializacin: flag=0 Prximo Hit: flag=4 Salidas flag=3 Actualizacin de Estados Discretos flag=2 Derivadas flag=1 Finalizacin flag=9

Tiempos de ejecucin de las S-Functions


Los tiempos de muestreo pueden ser:

- CONTINUO (perodo = 0,offset = 0). Ejemplo ts=[0,0] - HEREDADO (perodo = -1,offset = 0). Ejemplo ts=[-1,0] - VARIABLE (perodo=-2,offset=0). Ejemplo ts=[-2,0] - DISCRETO (perdo>0, 0

Ejemplo M-file


Estructura C-Mex S-Functions. Funciones CallBack

Laboratorio de Automatizacin - UNQ Pg. 18 -

Ejemplo C-MEX S-Functions (dobla entrada)




Macros definidas para diferentes tiempos de muestreo - CONTINUOS_SAMPLE_TIME (perodo=0,offset=0) - INHERITED_SAMPLE_TIME (perodo=-1,offset=0) - VARIABLE_SAMPLE_TIME (perodo=-2,offset=0) - Si perdo>0 -> tiempo discreto ( 0

Tareas de Inicializacin


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Lazo de simulacin


Punteros a las entradas (doble indireccionamiento)

Simulacin de Sistemas de Control 66.55 - UBA Pg. 25

Pasando parmetros a una C-MEX S-Functions desde Simulink


s-functions unq

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