SimulinkによるReal-Time Test環境の構築

Simulink

®

モデルを使ったリアルタイム

テスト環境の構築

はじめに

はじめに

はじめに



Simulinkはバーチャルなテスト環境

シミュレーション開始 ボタンをクリック

 モデルはSimulinkとStateflowで作成  Simulinkモデルを実時間（タイミングやサンプル時間）で実際のハード ウェアを使って実行したりテストしたいと思ったことはありませんか？



どうしたらリアルタイムテストを出来るかしっていますか?

?

バーチャルなテストからリアルタイムテストへ

どうしたらリアルタイムテスト出来るの?

オプション製品を使うことで実現出来ます!



Real-Time Windows Target™とxPC Target ™ はSimulinkモデル

をリアルタイムで実行する環境を提供します。

リアルタイムテスト製品の推奨領域

_{Real-Time Windows}

Target

–

ソフト

リアルタイム

システム

–

実験実習などの

教育

_分野

xPC Target

–

ハード

リアルタイ

ムシステム

–

製品評価などの

開発

_分野

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境 

まとめ

リアルタイムテスト環境構築製品

Simulinkのシミュレーションモード

ノーマルモード

MATLAB

Simulink

ソ

ル

バ

モデル

メソッド

エクスターナルモード

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境 

まとめ

リアルタイムテスト環境構築製品

Real-Time Windows Targetとは

Windows PC

＋ I/Oボード

制御対象ハードウェア

MATLAB®

Simulink（Stateflow®₎

Real-Time Windows Target

MATLAB Coder™（エクスターナルモード時のみ） Simulink Coder™（エクスターナルモード時のみ）

リアルタイムテスト環境構築製品

Real-Time Windows Targetとは

Real-Time Windows Targetが対応しているI/Oボード

Real-Time Windows Target： ノーマルモード

Windows環境

MATLAB

Simulink

I/O Driver

Real-Time Windows Target Kernel

Simulinkはノーマルモード で実行  IOドライバは、別プロセス（リアル タイム）で実行します  Simulinkモデルはノーマルモード で実行  IOドライバと、Simulinkは、 “協調 シミュレーション_”で実行  サンプル時間は“2msec”程度ま で  コード生成は必要なし

Real-Time Windows Target：エクスターナルモード

Windows環境

MATLAB

Simulink

I/O Driver

Real-Time Windows Target Kernel

Simulink Coderでビルド

Simulink EXE

Real-Time Windows Target： エクスターナルモード

Windows環境

MATLAB

Simulink

I/O Driver

Real-Time Windows Target Kernel

Simulink EXE Simulinkはエクスターナル モードで実行  IOドライバ+モデルはすべて別プ ロセス（リアルタイム）で実行  Simulinkはエクスターナルモード で実行  サンプル時間は“0.2msec”程度 まで  Simulink Coderを使用してコー ド生成が必要

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境 

まとめ

Target PC

Host PC

（PCI, ISA, etc..)

リアルタイムテスト環境構築製品

xPC Targetとは

制御対象ハードウェア

リアルタイムテスト環境構築製品

xPC Targetとは

＊ xPC Targetが対応しているI/Oボード

http://www.mathworks.co.jp/products/xpctarget/supported/hardw

are-drivers.html

Host PC with MATLAB xPC Target on Target PC

リアルタイムテスト環境構築製品

xPC Targetとは

リアルタイムテスト製品の推奨領域

_{Real-Time Windows}

Target

–

ソフト

リアルタイム

システム

–

実験実習などの

教育

_分野

–

1台のPCで環境

構築可能

xPC Target

–

ハード

リアルタイ

ムシステム

–

製品評価などの

開発

_分野

–

多彩なボードを利

用可能

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境 

まとめ

環境の構築

対象実機環境

環境の構築



ベースとなるモデル

– アルゴリズムはSimulinkとStateflow

– モータ部分はSimscapeとSimElectronics

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境 

まとめ

1.

Real-Time Windows Target Kernelをインストール

する

–

最初の一回目のみ

2.

ベースのモデルの外部機器との入出力信号にドラ

イバーブロックを接続する

3.

「Real-Time Synchronization」ブロックを配置する

4.

リアルタイムテストを実行する

環境の構築 ステップ ：ノーマルモード

環境の構築

Real-Time Windows Target



Real-Time Windows Targetを使用する前にReal-Time

Windows Target Kernelをインストールします。

– コマンドウィンドウで“rtwintgt -install”とタイプするとインストールが 始まります。

環境の構築

Real-Time Windows Target



モデルの変更

環境の構築

Real-Time Windows Target



モデルの変更

– 外部機器との入出力信号にＩ／Ｏドライバーブロックを結線する。

入力用ブロック

環境の構築

Real-Time Windows Target：ノーマルモード



モデルの変更

– Real-Time Windows Targetが提供する「Real-Time Synchronization」を配置する。

環境の構築

Real-Time Windows Target：ノーマルモード



モデルの実行

– テストを実行する。

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境 

まとめ

1.

Real-Time Windows Target Kernelをインストール

する

–

最初の一回目のみ

2.

ベースのモデルの外部機器との入出力信号にドラ

イバーブロックを接続する

3.

コンフィギュレーションパラメータを設定する

–

ソルバを「固定ステップ」に設定する

–

システムターゲットファイルを「rtwin.tlc」に設定する

4.

モデルのビルドを実行する

5.

ターゲットに接続し、リアルタイムテストを実行する

環境の構築 ステップ ：エクスターナルモード

環境の構築

Real-Time Windows Target



Real-Time Windows Targetを使用する前にReal-Time

Windows Target Kernelをインストールします。

– コマンドウィンドウで“rtwintgt -install”とタイプするとインストールが 始まります。

環境の構築

Real-Time Windows Target



モデルの変更

環境の構築

Real-Time Windows Target



モデルの変更

– 外部機器との入出力信号にＩ／Ｏドライバーブロックを結線する。

入力用ブロック

環境の構築

Real-Time Windows Target：エクスターナルモード



モデルの変更

– 「モデルコンフィギュレーションパラメーター/コード生成/システムター ゲットファイル」で「rtwin.tlc」を選択する。

環境の構築

Real-Time Windows Target：エクスターナルモード



モデルの変更

– 「モデルコンフィギュレーションパラメーター/ソルバー/タイプ」で「固 定ステップ」を選択する。

環境の構築

Real-Time Windows Target：エクスターナルモード



モデルアプリケーション化

– モデルのビルドを実行する。

環境の構築

Real-Time Windows Target：エクスターナルモード



モデルの実行

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境

環境の構築

ｘPC Target



今回使用するTarget PC

– 対応しているハードウェアで構成されたPCを1台用意します。ここでは Speedgoat社の「mobile real-time target machine」を使用することを 想定しています。

– 日本でのSpeedgoat社の販売代理店は株式会社アイダックス様です。 http://www.idaqs.jp/

1.

モデルのビルドで使用するCコンパイラを設定する

–

最初の一回目のみ

2.

Host-Target間通信設定を行いBootディスクを設定

する

3.

ベースのモデルの外部機器との入出力信号にドライ

バーブロックを接続する

4.

コンフィギュレーションパラメータを設定する

–

ソルバを「固定ステップ」に設定する

–

システムターゲットファイルを「xPCTarget.tlc」に設定する

5.

モデルのビルドを実行する

6.

ターゲットに接続し、リアルタイムテストを実行する

環境の構築 ステップ

xPC Target

環境の構築



ベースとなるモデル

– アルゴリズムはSimulinkとStateflow

– モータ部分はSimscapeとSimElectronics

環境の構築

ｘPC Target

モデルビルド用コンパイラの設定

環境の構築

ｘPC Target

xPC Target explorer

Host PC

with

MATLAB

xPC Target

on

Target PC

リアルタイムテスト環境構築製品

xPC Targetとは

環境の構築

ｘPC Target

TargetPCブート用ディスクの作成

環境の構築

ｘPC Target



モデルの変更

環境の構築

ｘPC Target

モデルの変更

環境の構築

ｘPC Target



モデルの変更

– 「モデルコンフィギュレーションパラメーター/コード生成/システムター ゲットファイル」で「xpctarget.tlc」を選択する。

環境の構築

ｘPC Target



モデルの変更

– 「モデルコンフィギュレーションパラメーター/ソルバー/タイプ」で「固 定ステップ」を選択する。

環境の構築

ｘPC Target



モデルのアプリケーション化

– モデルのビルドを実行する。

環境の構築

ｘPC Target

モデルの実行

環境の構築

ｘPC Target

モデルの実行

アジェンダ



リアルタイムテスト環境構築製品

– Real-Time Windows Target

– xPC Target



環境の構築 Real-Time Windows Target

– ノーマルモード

– エクスターナルモード



環境の構築 ｘPC Target

– Speedgoat環境

まとめ



オプション製品である

Real-Time Windows

Target

や

xPC Target

によって、Simulinkモデ

ルの

簡単な変更

で外部機器と連携したテスト

環境の構築が可能です。



実機を使った

制御系のチューニング

や

HILS

© 2012 The MathWorks, Inc. MATLAB and Simulink are registered trademarks of The

MathWorks, Inc. See www.mathworks.com/trademarks for a list of additional

trademarks. Other product or brand names may be trademarks or registered trademarks of their respective holders.