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