Modelowanie i weryfikacja w programie MATLAB i Simulink Prezentacja firmy Oprogramowanie Naukowo - Techniczne.

1. MATLAB & Simulink
Modelowanie i weryfikacja
Marcin Piątek
9 października 2013 r. Rzeszów

2. 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. 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. 4
www.ont.com.pl
Główne możliwości
SimulinkMATLAB
Wdrażanie
aplikacji
Dostęp
do danych
Analiza i wizualizacja
Rozwijanie algorytmów
i aplikacji

5. 5
www.ont.com.pl
Dostęp do danych
SimulinkMATLAB
MATLAB
Interfejs niskiego poziomu do innych
urządzeń
Instrument Control Toolbox
Instrumenty elektroniczne i pomiarowe
Data Acquisition Toolbox
Karty akwizycji danych
Image Acquisition Toolbox
Kamery i sprzęt video

6. 6
www.ont.com.pl
Analiza danych
SimulinkMATLAB
WaveletsSignal Processing
Curve Fitting
Statistics
Optimization, GADS

7. 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. 8
www.ont.com.pl
Wdrażanie aplikacji
SimulinkMATLAB
COMExcel
Add-in
Java www
MATLAB
Builder
for .NET
MATLAB
Builder for
Excel
MATLAB
Builder for
Java
.NET.EXE
.DLL
.LIB
MATLAB Compiler

9. 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. 10
www.ont.com.pl
Projektowanie systemu
SimulinkMATLAB
Obiekt lub
środowisko
Regulator
lub aplikacja
+
-
System
wbudowany

11. 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. 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. 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. 14
www.ont.com.pl
Model-Based Design
SimulinkMATLAB
System Requirements
System Design
Software Design
Coding
Software
Integration
Hardware/Software
Integration
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. 15
www.ont.com.pl
Closed Loop Simulation
SimulinkMATLAB
Weryfikacja poprawności projektu poprzez symulację środowiska w
zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego.
V

16. 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. 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. 18
www.ont.com.pl
RP czy PCG?
SimulinkMATLAB
V
Embedded Real-Time target
generates production-quality code
for 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. 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. 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. 21
www.ont.com.pl
Hardware-In-the-Loop
SimulinkMATLAB
Weryfikuje poprawność całego projektu w symulowanym
środowisku.
V
~
~

22. 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. 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. 24
www.ont.com.pl
Projektowanie/Modelowanie
SimulinkMATLAB

25. 25
www.ont.com.pl
Model Reference
SimulinkMATLAB

26. 26
www.ont.com.pl
Jarzmo testowe
SimulinkMATLAB
Generacja sygnałów wejściowych Analiza wynikówModel

27. 27
www.ont.com.pl
Sygnały wejściowe
SimulinkMATLAB
1. Biblioteka: Sources 2. Blok: Signal Builder

28. 28
www.ont.com.pl
Analiza wyników
SimulinkMATLAB
1. Biblioteka: Sinks 2. Biblioteka: Model Verification

29. 29
www.ont.com.pl
•Analiza układu logicznego
•Analiza systemu dynamicznego
Przykłady
Przykłady
Weryfikacja w
Simulinku

30. 30
www.ont.com.pl
Dopasowanie sygnałów
Model
Reference
Weryfikacja w Simulinku