exponenta event banner

Создание и анализ случайных расписаний для модели с помощью API редактора расписаний

В этом примере для выполнения операций с расписанием используется API редактора расписания. Затем функция используется для создания случайных графиков и их анализа в инспекторе данных моделирования.

Открытие модели и получение объекта спецификации

Откройте модель системы управления положением дросселя и используйте get_param для получения simulink.schedule.OrderedSchedule объект. Этот объект содержит текущую спецификацию.

model = 'ScheduleEditorAPIWithSubsystemPartitions';
open_system(model);
schedule = get_param(model, 'Schedule')
schedule = 

  OrderedSchedule with properties:

           Order: [9x3 table]
    RateSections: [3x1 simulink.schedule.RateSection]
          Events: [0x1 simulink.schedule.Event]
     Description: ''

Проверка объекта расписания

Объект спецификации имеет Order , которое содержит порядок выполнения секций в модели. Order отображает таблицу, содержащую имена секций, их индекс, тип и триггер.

schedule.Order
ans =

  9x3 table

                          Index      Type      Trigger
                          _____    ________    _______

    Cont                    1      Periodic    "0"    
    TPSSecondaryRun5ms      2      Periodic    "0.005"
    MonitorRun5ms           3      Periodic    "0.005"
    ControllerRun5ms        4      Periodic    "0.005"
    ActuatorRun5ms          5      Periodic    "0.005"
    D2                      6      Periodic    "0.005"
    D3                      7      Periodic    "0.01" 
    APPSnsrRun              8      Periodic    "0.01" 
    TPSPrimaryRun10ms       9      Periodic    "0.01" 

Используйте переменную индекса в Order таблица для изменения порядка выполнения модели

schedule.Order.Index('ActuatorRun5ms') = 2;
schedule.Order
ans =

  9x3 table

                          Index      Type      Trigger
                          _____    ________    _______

    Cont                    1      Periodic    "0"    
    ActuatorRun5ms          2      Periodic    "0.005"
    TPSSecondaryRun5ms      3      Periodic    "0.005"
    MonitorRun5ms           4      Periodic    "0.005"
    ControllerRun5ms        5      Periodic    "0.005"
    D2                      6      Periodic    "0.005"
    D3                      7      Periodic    "0.01" 
    APPSnsrRun              8      Periodic    "0.01" 
    TPSPrimaryRun10ms       9      Periodic    "0.01" 

Любые перемещения в пределах Order свойство, созданное для изменения спецификации, должно привести к допустимому расписанию. Для упрощения выполнения изменений расписания и допустимых перемещений каждая секция группируется с секциями одинаковой скорости в RateSections собственность. Каждый элемент RateSection содержит таблицу порядка с секциями той же скорости.

schedule.RateSections(2)
schedule.RateSections(2).Order
ans = 

  RateSection with properties:

     Rate: "0.005"
    Order: [5x3 table]


ans =

  5x3 table

                          Index      Type      Trigger
                          _____    ________    _______

    ActuatorRun5ms          2      Periodic    "0.005"
    TPSSecondaryRun5ms      3      Periodic    "0.005"
    MonitorRun5ms           4      Periodic    "0.005"
    ControllerRun5ms        5      Periodic    "0.005"
    D2                      6      Periodic    "0.005"

Используйте индексную переменную для перемещения разделов внутри RateSections.

schedule.RateSections(2).Order.Index('ActuatorRun5ms') = 5;
schedule.Order
ans =

  9x3 table

                          Index      Type      Trigger
                          _____    ________    _______

    Cont                    1      Periodic    "0"    
    TPSSecondaryRun5ms      2      Periodic    "0.005"
    MonitorRun5ms           3      Periodic    "0.005"
    ControllerRun5ms        4      Periodic    "0.005"
    ActuatorRun5ms          5      Periodic    "0.005"
    D2                      6      Periodic    "0.005"
    D3                      7      Periodic    "0.01" 
    APPSnsrRun              8      Periodic    "0.01" 
    TPSPrimaryRun10ms       9      Periodic    "0.01" 

Создание функции для создания случайных графиков

В этом разделе мы создадим три различные функции: randomSchedule, generateSimulationInputs и simulateRandomSchedules

randomSchedule используется для создания случайных расписаний с использованием случайных перестановок изменений индекса в schedule объект. Использование Order и RateSections свойства schedule объекты, секции в спецификациях перемещаются в различных случайных комбинациях. С помощью этих случайно созданных графиков моделируются и сравниваются модели для изучения влияния различных графиков на моделирование. В функции randomSchedule, входной - имя модели. Затем использовать get_param для получения simulink.schedule.OrderedSchedule объект модели. Объект спецификации и его свойства используются для изменения и рандомизации спецификаций. Создание переменной firstExecutionOrder для первой секции скорости модели. rateSections(1).ExecutionOrder = [firstExecutionOrder(1,:); reSchedule(firstExecutionOrder(2:end,:))] строка кода вызывает функцию reSchedule что создает случайные перестановки индексов.

type randomSchedule
function schedule = randomSchedule(model)
    % schedule = randomSchedule(model) Produces a
    % simulink.schedule.OrderedSchedule that has a randomized permutation
    % of the model's original execution order schedule
    
    arguments
        model char = bdroot
    end
    
    schedule = get_param(model, 'Schedule');
    
    rateSections = schedule.RateSections;
    firstOrder = rateSections(1).Order;
    
    % This assumes that the slowest discrete rate is at index 1. This may
    % not be the case for all models (ex. JMAAB-B).
    rateSections(1).Order = [firstOrder(1,:); reSchedule(firstOrder(2:end,:))];    
    
    for i=2:length(rateSections)
        rateSections(i).Order = reSchedule(rateSections(i).Order);
    end
    
    schedule.RateSections = rateSections;
end

function out = reSchedule(in)
    numPartitions = height(in);
    in.Index = in.Index(randperm(numPartitions));
    out = in;
end

Чтобы проанализировать влияние различных спецификаций на модель, смоделируйте модель с помощью различных спецификаций. В этой функции создайте массив Simulink.SimulationInput объекты. Через этот массив Simulink.SimulationInput можно применить спецификации к модели с помощью setModelParameters способ Simulink.SimulationInput объект.

type generateSimulationInputs
function in = generateSimulationInputs(model, numSimulations)
    % in = generateSimulationInputs(model, numSimulations) Generates
    % numSimulations Simulink.SimulationInput objects each containing a
    % different, randomized execution order schedule
    arguments
        model char = bdroot
        numSimulations double = 10
    end
    
    in(numSimulations) = Simulink.SimulationInput();
    in = in.setModelName(model);
    for idx = 1:numSimulations
        in(idx) = in(idx).setModelParameter('Schedule', randomSchedule(model));
    end
end

В последней функции используйте массив Simulink.SimulationInput объекты для выполнения нескольких моделирований. После завершения моделирования можно распечатать выходные данные всех моделирований в Инспекторе данных моделирования.

type simulateRandomSchedules
function out = simulateRandomSchedules(model, numSimulations)
    % out = simulateRandomSchedules(model, numSimulations) Simulates a 
    % model numSimulations number of times.  Each simulation has a
    % randomized execution order schedule.
    arguments
        model char = bdroot
        numSimulations double = 10
    end
        
    in = generateSimulationInputs(model, numSimulations);
    out = sim(in);
    plot(out);
end

Выполнение функций

Теперь выполните вышеуказанные функции для ScheduleEditorAPIWithSubsystemPartitions модель. Сначала используйте randomSchedule для создания случайно сгенерированных расписаний, затем используйте generateSimulationInputs для создания массива Simulink.SimulationInput объекты и используйте simulateRandomSchedule для моделирования модели с различными спецификациями и построения графика их результатов для сравнения. Давайте запустим моделирование с 15 случайно сгенерированными расписаниями.

simulateRandomSchedules(model,15)
[27-Jan-2021 13:25:41] Running simulations...
[27-Jan-2021 13:25:55] Completed 1 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:00] Completed 2 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:04] Completed 3 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:08] Completed 4 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:12] Completed 5 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:17] Completed 6 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:21] Completed 7 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:25] Completed 8 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:30] Completed 9 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:34] Completed 10 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:38] Completed 11 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:42] Completed 12 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:47] Completed 13 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:51] Completed 14 of 15 simulation runs
[27-Jan-2021 13:26:55] Completed 15 of 15 simulation runs

ans = 

1x15 Simulink.SimulationOutput array