Projektowanie sterowania

Realizacja modelu obektu w Simulinku pozwala na przejście do kolejnego etapu jakim jest projekt algorytmu sterowania. Pod tą nazwą kryje się wiele różnych rozwiązań. Może to być prosty regulator pracujący w pętli sprzężenia zwrotnego (ang. compensator) realizujący algorytmy P, PI, PD, PID lub dowolną zaprojektowaną przez nas strukturę.

Wszystkie te rozwiązania możemy łatwo i szybko zaimplementować w Simulinku zarówno w wersji ciągłej jak i dyskretnej. Dodatkowo narzędzia takie jak Control System Toolbox i Simulink Control Design pozwalają na szybkie strojenie regulatorów klasycznymi metodami typu LQ, Zigler-Nichols czy Pole Placement i wiele innych. Dzięki tym dwóm rozszerzeniom możemy szybko zbadać właściwości naszego modelu (ch-ki czasowe i częstotliwościowe), przeprowadzić szybką linearyzację modelu nieliniowego, zbadać stabilność układu oraz błyskawicznie przejść z wersji ciągłej na dyskretną lub odwrotnie.

Jeśli chcemy zrealizować złożony sterownik nieliniowy lub algorytm decyzyjny z pomocą przychodzą nam narzędzia takie jak Stateflow pozwalający na realizację systemów decyzyjnych (maszyny skończenie stanowe), Neural Network Toolbox do realizacji sieci neuronowych czy Fuzzy Logic Toolbox dla algorytmów logiki rozmytej.

Jeśli potrzebujemy dostroić parametry algorytmu sterującego z pomocą przyjdzie nam narzędzie Simulink Design Optimization, które wykorzysta metody optymalizacji by znaleźć nastawy spełniające nasze kryteria. Do wyboru mamy klasyczne metody optymalizacji jak metody gradientowe czy najmniejszych kwadratów z Optimization Toolbox jak i np. metody genetyczne z Global Optimization Toolbox.

Automatyczna generacja kodu

Gdy uda nam się znaleźć właściwy algorytm i właściwe nastawy całość algorytmu sterującego możemy łatwo przenieść na wybrany mikroprocesor dzięki narzędziom do automatycznej generacji kodu – MATLAB Coder, Simulink Coder i Embedded Coder. Narzędzia te pozwalają na wygenerowanie uniwersalnego kodu ANSI/ISO C z modelu Simulinka lub ze skryptu napisanego w języku MATLAB. Kod ten możemy łatwo dołączyć do własnego projektu na dowolnej architekturze sprzętowej. Możemy także wygenerować kod ST na sterowniki PLC za pomocą Simulink PLC Coder lub kod w jednym z języków HDL (VHDL, Verilog) przy pomocy narzędzia HDL Coder.

Testowanie i weryfikacja

Środowisko MATLAB & Simulink pozwala także na przeprowadzenie złożonych testów jednostkowych na etapie projektowania poszczególnych komponentów lub testów integracyjnych po złożeniu komponentów w symulację całego dużego systemu. Pomagają nam w tym narzędzia pochodzące z rozszerzeń: Simulink Verification and Validation, Simulink Design Verifier, SystemTest.

Cały czas podczas pracy nad projektem wykorzystujemy jeden i ten sam model Simulinka dodając do niego kolejne szczegóły implementacji. W każdej chwili możesz przeprowadzić symulację i sprawdzić działanie nowego pomysłu i wykluczyć potencjalne błędy. Możesz także sprawdzić jak Twój obiekt zareaguje na nietypowe warunki lub sytuacje awaryjne. Przetestowanie nowego pomysłu czy ideii zajmuje dokładnie tyle czasu ile potrzebujesz na wprowadzenie go do Simulinka. Wszystko to odbywa się bez ponoszenia dodatkowych kosztów na budowę prototypów.