Планируйте действия графика при помощи временной логики

Чтобы определить поведение Stateflow^® график во времени симуляции, включать временные логические операторы в состояние и переходные действия диаграммы. Операторы временной логики являются встроенными функциями, которые могут указать вам, в течение какого времени состояние остается активным или что логическое условие остается верным. С временной логикой можно управлять таймингом:

Переходы между состояниями
Вызовы функций
Изменения в значениях переменных

Для получения дополнительной информации смотрите Задать поведение графика при помощи действий.

Временные логические операторы

Наиболее распространенными операторами для временной логики в абсолютном времени являются after, elapsed, и duration.

Оператор	Синтаксис	Описание
`after`	`after(n,sec)`	Возвращает `true` если `n` секунд времени симуляции прошло с момента активации связанного состояния. В противном случае оператор возвращается `false`.
`elapsed`	`elapsed(sec)`	Возвращает количество секунд времени симуляции, прошедших с момента активации связанного состояния.
`duration`	`duration(C)`	Возвращает количество секунд времени симуляции, прошедших с момента логического условия `C` становится `true`.

Каждый оператор сбрасывает связанный с ним таймер, чтобы нуль каждый раз, когда:

Состояние, содержащее оператор, активируется повторно.
Исходное состояние для перехода, содержащего оператор, активируется повторно.
Логическое условие в duration оператор становится false.

Примечание

Некоторые операторы, такие как after, поддерживает основанную на событиях временную логику и абсолютную временную логику в секундах (sec), миллисекунды (msec) и микросекунды (usec). Для получения дополнительной информации см. «Управление выполнением диаграммы при помощи временной логики».

Пример временной логики

Этот пример использует:

Откройте модель

Этот пример использует временную логику, чтобы смоделировать контроллер, который регулирует внутреннюю температуру бойлера.

Пример состоит из диаграммы Stateflow и подсистемы Simulink ®. Bang-Bang Контроллера графика сравнивает текущую температуру бойлера с ссылкой уставкой и определяет, включать ли бойлер. Подсистема Boiler Модель Объекта Управления моделирует динамику внутри котла, увеличивая или понижая его температуру в соответствии с состоянием контроллера. Затем температура бойлера возвращается в график контроллера для следующего шага симуляции.

Bang-Bang Контроллера графика использует оператор временной логики after кому:

Регулируйте время релейного цикла, когда котел чередуется между включением и выключением.
Управление светодиодным индикатором состояния, который мигает с различными скоростями в зависимости от режима работы бойлера.

Таймеры, определяющие поведение бойлера и светодиодных подсистем, работают независимо друг от друга, не блокируя и не нарушая симуляции контроллера.

Синхронизация цикла Bang-Bang

Bang-Bang Controller графика содержит пару подсостояний, которые представляют два режима работы бойлера, On и Off. График использует выходные данные активного состояния boiler чтобы указать, какое подсостояние активно.

Chart modeling a bang-bang controller. Subcharts appear as opaque boxes to hide the low-level details of the chart.

Метки переходов между On и Off подсостояния определяют поведение контроллера.

Переход	Метка	Описание
Из `On` на `Off`	`after(20,sec)`	Переход к `Off` состояние после 20 секунд пребывания в `On` состояние.
Из `Off` на `On`	`after(40,sec)[cold()]`	Когда температура бойлера ниже установленной ссылки точки (когда графическая функция `cold()` возвращает `true`), переход к `On` состояние после проведения не менее 40 секунд в `Off` состояние.
Из `On` на `Off`	`[Heater.On.warm()]`	Когда температура бойлера на или выше ссылки точки набора (когда графическая функция `Heater.On.warm()` возвращает `true`), переход к `Off` состояние.

В результате этих переходных действий время релейного цикла зависит от текущей температуры бойлера. В начале симуляции, когда бойлер холодный, контроллер проводит 40 секунд в Off состояние и 20 секунд в On состояние. В момент времени t = 478 секунд температура бойлера достигает ссылки точки. С этого момента бойлер должен компенсировать только потерянное тепло в Off состояние. Затем контроллер тратит 40 секунд в Off состояние и 4 секунды в On состояние.

Simulation Data Inspector showing the output of the chart.

Синхронизация светодиодного индикатора состояния

The Off состояние содержит подсостояние Flash с самоциклом переходом, охраняемым действием after(5,sec). Из-за этого перехода, когда Off состояние активно, подсостояние выполняет свое действие входа и вызывает графическую функцию flash_LED каждые 5 секунд. Функция переключает значение выходного символа LED от 0 до 1.

The Off substate.

The On состояние вызывает графическую функцию flash_LED как состояние активности типа en,du. Когда On состояние активно, оно вызывает функцию в каждый временной шаг симуляции (в данном случае, каждую секунду), переключая значение выходного символа LED от 0 до 2.

The On substate.

В результате синхронизация светодиодного индикатора состояния зависит от режима работы бойлера. Для примера:

От t = 0 до t = 40 секунд, котел выключен и LED сигнал чередуется между 0 и 1 каждые 5 секунд.
От t = 40 до t = 60 секунд, котел включен и LED сигнал чередуется между 0 и 2 каждую секунду.
От t = 60 до t = 100 секунд, котел снова выключен и LED сигнал чередуется между 0 и 1 каждые 5 секунд.

Simulation Data Inspector showing the output of the chart.

Исследуйте пример

Используйте дополнительную временную логику, чтобы исследовать, как изменяется время релейного цикла, когда температура бойлера приближается к ссылке заданной точке.

Введите новые состояния активности, которые вызывают elapsed и duration операторы.
- В On состояние, позвольте Timer1 быть периодом времени, в течение которого On состояние активно:
```
en,du,ex: Timer1 = elapsed(sec)
```
- В Off состояние, позвольте Timer2 - продолжительность времени, в течение которого температура котла находится на уровне или выше ссылки набора точки:
```
en,du,ex: Timer2 = duration(temp>=reference)
```
Область метки en,du,ex указывает, что эти действия происходят всякий раз, когда соответствующее состояние активно.
На панели «Символы» нажмите кнопку Resolve Undefined Symbols. Редактор Stateflow разрешает символы Timer1 и Timer2 в качестве выходных данных.
Включите ведение журнала для каждого из этих символов. На панели «Символы» выберите каждый символ. В Property Inspector в разделе Logging выберите Log signal data.
- Timer1
- Timer2
На вкладке Simulation нажмите Run.
На вкладке Simulation, под Review Results, нажмите Data Inspector.
В Данные моделирования Inspector отобразите сигналы boiler и Timer1 в том же наборе осей. График показывает, что:
- The On фаза релейного цикла обычно длится 20 секунд, когда бойлер холодный, и 4 секунды, когда бойлер теплый.
- Первый раз, когда бойлер достигает ссылки температуры, цикл прерывается преждевременно, и контроллер остается в On состояние всего 18 секунд.
- Когда бойлер теплый, первый цикл немного короче, чем последующие циклы, так как контроллер остается в On состояние всего 3 секунды.
В Данные моделирования Inspector отобразите сигналы boiler и Timer2 в том же наборе осей. График показывает, что:
- Когда бойлер теплый, обычно требуется 9 секунд, чтобы охладиться в Off фаза релейного цикла.
- В первый раз, когда котел достигает ссылки температуры, на охлаждение уходит более чем в два раза больше времени (19 секунд).

Более короткий цикл и более длительное время охлаждения являются следствием иерархии субстатов внутри On состояние. Когда бойлер впервые достигает ссылку температуры, переход от HIGH на NORM держит контроллер включенным в течение дополнительного временного шага, приводя к более теплому, чем обычно, котлу. В более поздних циклах историческое соединение вызывает On фаза для начала с активной NORM подсостояние. Затем контроллер отключается сразу после того, как бойлер достигает ссылки температуры, получая более холодный бойлер.

Документация