Real-Time Workshop User's Guide

チュートリアル3:コードの検証

このチュートリアルでは、f14rtwモデルから生成されたコードは、モデルに対して検証されます。検証方法は、Simulinkモデルの実行および生成されたプログラムからデータを取得して比較することです。

注意    モデルの出力と生成したプログラムとの間で有効な比較を行うためには、Simulinkの実行とReal-Time Workshopのビルドプロセスの両方で、同じ積分法 (固定ステップ, ode5 (Dormand-Prince))と同じステップサイズ (0.05) を選択していることを確認してください。また、モデルがチュートリアル2のようにシミュレーション時間を保存するように設定されていることを確認してください。

Scopeブロックによってデータをロギングする

この例題では、(Outportブロックではなく)Scopeブロックを使って、入力および出力データをロギングします。データのロギングのためScopeブロックはつぎのように設定します。

1. 前の例題で、ワークスペースをクリアしました。このチュートリアルを進める前に、適切なワークスペース変数が宣言され、初期化されるように、モデルをリロードします。

   f14rtw
   

2. Stick Input Scopeをオープンし、ScopeウィンドウのツールバーのPropertiesをクリックします。Scope Propertiesダイアログがオープンします。
3. Scope Properties ダイアログのData Historyページを選択します。
   
   
4. Save data to workspace オプションをチェックし、Scopeデータを受け取る変数名(Stick_input)を入力します。

上記の例題では、Stick Input信号は、シミュレーション中に行列 Stick_inputにロギングされます。生成されたコードは、実行プログラムの実行中に、同じ信号データをMAT-ファイル変数rt_Stick_input にロギングします。

5. Applyボタンをクリックします。
6. 変数名Pilot_G_force と Angle_of_attackを使って、Pilot G ForceおよびAngle of Attack Scopeブロックを同様に設定します。
7. モデルを保存します。

シミュレーションデータのロギング

つぎのステップは、シミュレーションを実行し、Scopeブロックから信号データをロギングすることです。

1. Stick Input, Pilot G Force, Angle of Attack Scopeブロックをオープンします。
2. モデルを実行します。Scopeブロックが表示されます。
   
   
3. whos コマンドを使って、行列変数Stick_input, Pilot_G_force, Angle_of_attack がワークスペースに保存されていることを確認します。
4. シミュレーション時間に対して、1つまたは複数のロギングされた変数をプロットします。たとえば、

   plot(tout, Stick_input(:,2))
   

生成したプログラムからデータをロギングする

モデルは変更されたので、有効なデータファイルを得るためには、f14rtw実行ファイルを再度ビルドして実行する必要があります。

1. SimulinkウィンドウのToolsメニューのReal-Time Workshopサブメニューから「モデルの作成」を選択します。
2. ビルドが終了すると、MATLABからスタンドアロンプログラムを実行します。

   !f14rtw
   

3. データファイルf14rtw.matをロードし、ワークスペース変数を見てみます。

   load f14rtw
   who
   

MAT-ファイルからロードされたデータは、rt_Pilot_G_force, rt_Angle_of_attack, rt_Stick_input, rt_toutを含みます。

4. 3つのワークスペース変数を時間の関数としてプロットします。

   plot(rt_tout,rt_Stick_input(:,2))
   figure
   plot(rt_tout,rt_Pilot_G_force(:,2))
   figure
   plot(rt_tout,rt_Angle_of_attack(:,2))
   
   
   
   

シミュレーションの結果と生成したプログラムの比較

Simulinkのシミュレーションと生成されたコードは、ほぼ同じ出力を生成します。

モデルのSimulinkの実行による結果と、モデルから生成されたプログラムの実行の結果のデータを得ています。簡単にf14rtwモデルの出力とReal-Time Workshopから得られた結果を比較することができます。

Angle_of_attack (シミュレーション出力) とrt_Angle_of_attack (生成したプログラム出力)を比較するとつぎのようになります。

max(abs(rt_Angle_of_attack-Angle_of_attack))
ans =
  1.0e-015 *
         0    0.4441

Pilot_G_force (シミュレーション出力) とrt_Pilot_G_force (生成したプログラム出力)を比較するとつぎのようになります。

max(abs(rt_Pilot_G_force-Pilot_G_force))
ans =
  1.0e-013 *
         0    0.7283

10^-13までは一致します。このわずかな誤差は、以下のような多くの要因で生じる場合があります。

• コンパイラの最適化の違い
• ステートメントの順番
• ランタイムライブラリ

たとえば、sin(2.0)のような関数は、利用しているCライブラリによって、わずかに異なる値を出力する場合があります。

同じ理由により、比較結果は上記と同じでない場合があります。

チュートリアル2:データロギング

チュートリアル4: 生成コードの調査