Разделите модель

Можно сделать модель в реальном времени способный путем деления вычислительной стоимости для симуляции между несколькими процессорами через образцовое разделение. Вычислительная стоимость является мерой номера и сложностью задач, которые центральный процессор (CPU) выполняет на временной шаг во время симуляции. Высокая вычислительная стоимость может замедлить скорость выполнения симуляции и вызвать переполнения, когда вы моделируете в режиме реального времени на одном центральном процессоре.

Как правило, можно понизить вычислительные затраты достаточно для симуляции в реальном времени на одном процессоре путем корректировки точности модели и методов использования настроек решателя, описанных в режиме реального времени Образцовый Рабочий процесс Подготовки. Однако возможно, что нет никакой комбинации сложности модели и настроек решателя, которые могут сделать вашу модель в реальном времени способный на одном центральном процессоре на вашей целевой машине. Если ваша симуляция в реальном времени с помощью одного центрального процессора не выполнение до завершения, или если результаты симуляции не приемлемы, делят модель. Можно запустить разделенную модель с помощью одной, многожильной целевой машины или нескольких, одножильных целевых машин.

Этот пример показывает вам, как разделить вашу модель в две дискретных подсистемы, та, которая содержит объект и тот, который содержит контроллер для параллельной обработки на отдельных центральных процессорах в реальном времени.

Откройте модель. В командной строке MATLAB^® войти
```
model = 'ssc_hydraulic_actuator_digital_control';
open_system(model)
```
Кроме того, чтобы сигнализировать о маршрутизации и контроле блоков, модель содержит эти блоки:
- Сигнал команды — блок Signal Builder, который генерирует входной сигнал ссылки, r.
- Сумма — блок, который сравнивает ссылочный сигнал, r, от блока Command Signal до выходного сигнала, y, от Гидравлического Привода, чтобы сгенерировать ошибку, x, который является r - y = x.
- Контроллер — непрерывный блок Transfer Fcn. Numerator coefficients и параметры Denominator coefficients для этого блока заданы переменными num и den.
- Транспортная Задержка — блок, который моделирует задержку непрерывного входного сигнала. Блок не маркирован в этой модели. Чтобы показать скрытые автоматические имена, на редакторе Simulink^® панель меню, нажимают Display и очищают Hide Automatic Names.
- Ввод-вывод линеаризации — подсистема, которая линеаризует модель о рабочей точке.
- Гидравлический Привод — подсистема, которая содержит модель объекта управления Simscape™.
Исследуйте переменные в рабочей области путем нажатия на каждую переменную в свою очередь.
- Переменная для шага расчета, ts = 0.001.
- Параметр Numerator coefficients, num = -0.5.
- Параметр Denominator coefficients, den = [0.001 1].
- Переменная ClosedLoop = 1.
Моделируйте модель и откройте осциллограф Положения Загрузки, чтобы исследовать результаты.
```
sim(model)
open_system([model, '/Load Position'])
```
Вывод от гидравлического привода совпадает с сигналом команды.
Устраните элементы, которые добавляют к вычислительной стоимости, но которые не влияют на результаты симуляции в реальном времени. В модели в качестве примера, потому что усиление замкнутого цикла равняется 1, такие элементы включают точки ввода-вывода Линеаризации, In1 и блоки In2. Удалите три блока и строки, которые соединяют их.
Сконфигурируйте модель для визуализации.
1. Удалите блок Mux.
2. Удалите Goto и Из блоков, которые называют Cmd.
3. Соедините блок Load Position Scope с выходным сигналом Гидравлического Привода.
4. Добавьте второй блок Scope.
5. Соедините новый блок Scope с несвязанной строкой связи от Сигнала Команды.
6. Поменяйте имя нового блока Scope к Reference.
Замените блок Transport Delay на блок Unit Delay.
1. Удалите блок Transport Delay и открытую законченную строку связи, которая соединяется с выходным портом блока.
2. Добавьте блок Unit Delay от библиотеки Simulink Discrete и соедините его с входным портом Гидравлической Подсистемы Привода.
3. Для параметра Sample time (-1 for inherited) блока Unit Delay задайте ts.
Замените блок Controller на блок Discrete Transfer Fcn от библиотеки Simulink Discrete.
1. Удалите блок Controller.
2. Щелкните в окне модели и введите discrete transfer fcn. Когда выпадающее меню, которое содержит блок, появляется, нажмите Discrete Transfer Fcn.
3. Соедините новый блок с открытой строкой связи от блока Sum.
4. Соедините выходной порт нового блока к импорту блока Unit Delay.
5. Задайте параметры для дискретного контроллера, использующего преобразование Тастина исходной, непрерывной передаточной функции.
  1. В командной строке MATLAB сохраните новые переменные на основе исходных коэффициентов:
    k = num; alpha = den(1,1);
  2. Для блока Discrete Transfer Fcn параметр Numerator задайте [k*ts k*ts].
  3. Для параметра Denominator задайте [2*alpha+ts ts-2*alpha].
  4. Для параметра Sample time (-1 for inherited) задайте ts.
Обеспечьте цифровое сэмплирование для непрерывных измерений времени с помощью Нулевого Порядка Содержат блоки.
1. Добавьте, что Нулевой Порядок Содержит блоки к обоим сигналам, которые вводятся к блоку Sum.
2. Поскольку параметр Sample time (-1 for inherited) обоих Нулевых Порядков Содержит блоки, задает ts.
Соедините блоки как показано в фигуре.
Моделируйте модель и откройте осциллограф Положения Загрузки, чтобы видеть, как модификации влияют на результаты.
```
sim(model)
open_system([model, '/Load Position'])
```
Вывод от гидравлического привода совпадает с исходными результатами.
Сконфигурируйте решатели.
1. Чтобы сконфигурировать глобальный решатель, откройте образцовые параметры конфигурации, и в панели Solver:
  - Установите решатель Type на Fixed-step.
  - Установите Solver на discrete (no continuous states).
  - Задайте ts для параметра Fixed-step size (fundamental sample time).
  - Нажмите OK.
2. Чтобы сконфигурировать локальный решатель, откройте Гидравлическую подсистему Привода и обновите эти параметры для Блока Configuration Решателя:
  - Выберите опцию к Use local solver.
  - Задайте ts для Sample time.
  - Выберите опцию к Use fixed-cost runtime consistency iterations.
  - Нажмите OK.
Разделите модель в две подсистемы:
1. Создайте подсистему, которая содержит эти блоки:
  - Сигнал команды
  - Ссылка
  - Нулевой порядок содержит
  - Сумма
  - Дискретная передача Fcn
  - Единичная задержка
2. Маркируйте подсистему Controller Subsystem.
3. Откройте подсистему контроллера.
4. Переименуйте блок Out1 Outport как u.
5. Переименуйте блок In1 Inport как y.
6. Перейдите топ-модели.
7. Создайте вторую подсистему, которая содержит эти блоки:
  - Гидравлический привод
  - Нулевой порядок Hold1
  - Загрузите положение
8. Маркируйте подсистему Plant Subsystem.
9. Откройте подсистему объекта.
10. Переименуйте блок Out1 Outport как u_plant.
11. Переименуйте блок In1 Inport как y_plant.
12. Чтобы видеть разделенные подсистемы, перейдите топ-модели.
Эта модель разделена для параллельного выполнения. Чтобы изучить, как добавить задачи и сопоставить отдельные задачи с разделами, смотрите Раздел Ваша Модель Используя Явное Разделение (Simulink).

Связанные примеры

Больше о

Внешние веб-сайты

Параллельное выполнение с Simulink Real-Time и многоядерным целевым компьютером

Документация