Exponenta Banner
exponenta event banner

Функции модели быстрого прототипирования

Код быстрого прототипирования определяет следующие функции, которые взаимодействуют с основной программой (main.c или main.cpp):

  • Model()Функция регистрации модели. Эта функция инициализирует рабочие области (например, назначение и установка указателей для различных структур данных), используемые моделью. Функция регистрации модели вызывает MdlInitializeSizes и MdlInitializeSampleTimes функции. Эти две функции очень похожи на S-функцию mdlInitializeSizes и mdlInitializeSampleTimes методы.

  • MdlStart(void)После регистрации модели MdlInitializeSizes и MdlInitializeSampleTimes execute, основная программа запускает выполнение путем вызова MdlStart. Эта подпрограмма вызывается один раз при запуске.

    Функция MdlStart имеет четыре основных раздела:

    • Код для инициализации состояний для каждого блока в корневой модели, имеющего состояния. Выполняется вызов подпрограммы «initialize stations» подпрограмм условно выполняемых подсистем.

    • Код, генерируемый функцией одноразовой инициализации (запуска) для каждого блока в модели.

    • Код для включения блоков в корневой модели, имеющих методы включения, и блоков внутри инициированных подсистем или подсистем вызова функций, находящихся в корневой модели. Блоки Simulink ® могут иметь методы включения и отключения. Метод enable вызывается непосредственно перед началом выполнения блока, а метод disable вызывается сразу после прекращения выполнения блока.

    • Код для каждого блока модели, выходное значение которого является постоянным. Код блока отображается в MdlStart функция только в том случае, если параметры блока не могут быть настроены в сгенерированном коде и если генератор кода не может устранить код блока посредством постоянного сворачивания.

  • MdlOutputs(int_T tid): MdlOutputs обновляет выходные данные блоков. tid параметр (идентификатор задачи) идентифицирует задачу, которая, в свою очередь, отображает время выполнения блоков на основе их времени выборки. Эта подпрограмма вызывается основной программой во время основных и второстепенных временных шагов. Основные временные шаги - это когда основная программа делает фактический временной шаг (то есть, пришло время выполнить конкретную задачу). Если модель содержит непрерывные состояния, будут выполнены второстепенные временные шаги. Второстепенные временные шаги - это когда решатель генерирует этапы интегрирования, которые являются точками между основными выходами. Эти стадии интегрирования используются для вычисления производных, используемых для продвижения непрерывных состояний.

  • MdlUpdate(int_T tid): MdlUpdate обновляет состояния и информацию о состоянии рабочего вектора (т.е. состояния, которые не являются ни непрерывными, ни дискретными), сохраненные в рабочих векторах. tid параметр (идентификатор задачи) идентифицирует задачу, которая в свою очередь указывает, какие времена выборки активны, позволяя условно обновлять только состояния активных блоков. Эта подпрограмма вызывается интерфейсом после основного MdlOutputs был выполнен. Также вызывается решатель, и model_Derivatives вызывается в виде незначительных шагов решателем на этапах интеграции. Все блоки, имеющие непрерывные состояния, имеют одинаковое количество производных. Эти блоки необходимы для вычисления производных, чтобы решатели могли интегрировать состояния.

  • MdlTerminate(void): MdlTerminate содержит любой код завершения работы блока. MdlTerminate вызывается интерфейсом, как часть завершения программы реального времени.

Содержимое вышеупомянутых функций непосредственно связано с блоками в модели. Блок Simulink может быть обобщен на следующий набор уравнений.

y = f0 (t, xc, xd, u)

Выход y является функцией непрерывного состояния xc, дискретного состояния xd и входа u. Каждый блок записывает свое конкретное уравнение в раздел MdlOutputs.

xd + 1 = fu (t, xd, u)

Дискретные состояния xd являются функцией текущего состояния и входного сигнала. Каждый блок, имеющий дискретное состояние, обновляет свое состояние в MdlUpdate.

x˙=fd (t, xc, u)

Производные x являются функцией входного тока. Каждый блок, имеющий непрерывные состояния, предоставляет решателю свои производные (например, ode5) в model_Derivatives. Производные используются решателем для интеграции непрерывного состояния для получения следующего значения.

Выходной сигнал y обычно записывается в структуру блочного ввода-вывода. Блоки Outport корневого уровня записываются в структуру внешних выходов. Непрерывные и дискретные состояния хранятся в структуре состояний. Вход u может исходить из выхода другого блока, который расположен в структуре блока ввода-вывода, внешнего входа (расположен в структуре внешних входов) или состояния. Эти структуры определены в model.h , который создает программа Simulink Coder™.

В следующем примере показано общее содержимое стиля быстрого прототипирования кода C, записанного в model.c файл.

На этом рисунке показана блок-схема, описывающая выполнение сгенерированного кода быстрого прототипирования.

Блок-схема выполнения быстрого прототипирования

Каждый блок помещает код в определенный Mdl подпрограммы в соответствии с алгоритмом, который он реализует. Блоки имеют входные, выходные, параметры и состояния, а также другие общие элементы. Например, в общем случае входы и выходы блока записываются в структуру блочного ввода-вывода (model_B). Входы блоков также могут поступать из внешней структуры ввода (model_Uили структура состояния при подключении к порту состояния интегратора (model_X) или заземление (rtGround) если не подключен или заземлен. Блочные выходы также могут поступать во внешнюю структуру вывода (model_Y). На этом рисунке показано общее сопоставление между этими элементами.

Просмотр данных созданного кода

Следующий список определяет структуры, показанные на предыдущем рисунке:

  • Структура блочного ввода-вывода (model_BЭта структура состоит из постоянных блочных выходных сигналов. Количество выходных сигналов блока - это сумма значений ширины портов вывода данных невиртуальных блоков в модели. При активации оптимизации блочного ввода-вывода продукты Simulink и Simulink Coder уменьшают размер model_B структура по

    • Повторное использование записей в model_B структура

    • Ввод других локальных переменных

    Дополнительные сведения об этих оптимизациях см. в разделе Как сгенерированный код хранит данные внутреннего сигнала, состояния и параметра.

    Имена полей структуры определяются либо именем выходного сигнала блока (если он присутствует), либо именем блока и номером порта, если выходной сигнал не помечен.

  • Структуры состояний блоков: Структура непрерывных состояний (model_X) содержит информацию о непрерывном состоянии для блоков в модели, имеющих непрерывное состояние. Дискретные состояния хранятся в структуре данных, называемой DWork vector (model_DWork).

  • Структура параметров блока (model_P): Структура параметров содержит параметры блока, которые могут быть изменены во время выполнения (например, параметр блока усиления).

  • Структура внешних вводов (model_U): Структура внешних входов состоит из сигналов блока ввода корневого уровня. Имена полей определяются либо именем выходного сигнала блока, когда он присутствует, либо именем блока Inport, когда выходной сигнал остается незамеченным.

  • Структура внешних выходов (model_Y): Структура внешних выходов состоит из блоков Outport корневого уровня. Имена полей определяются именами блоков Outport корневого уровня в модели.

  • Реальная работа, целочисленная работа и структуры работы указателя (model_RWork, model_IWork, model_PWork): Блоки могут иметь потребность в вещественных, целых или указательных рабочих областях. Например, блок памяти использует реальный рабочий элемент для каждого сигнала. Эти области используются для сохранения внутренних состояний или аналогичной информации.

Связанные темы

Документация по встроенному кодеру

Поддержка