ドキュメンテーション

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信号の基礎

信号について

"信号" は、時間の経過に伴って値が変化する数量を指し、時間軸のすべての時点で値をもちます。以下のような多くの信号の属性を指定できます。

  • 信号名

  • データ型 (例: 8 ビット、16 ビット、32 ビットの整数)

  • 数値型 (実数または複素数)

  • 次元 (1 次元、2 次元、多次元の配列)

多くのブロックは、任意のデータ型または数値型、大きさの信号を受け入れ、出力できます。他のブロックは、扱うことができる信号の属性に制限があります。

Simulink® では、信号は Simulink ブロック線図内のブロックおよびブロック線図自体によって表される動的システムの出力です。ブロック線図内のラインは、ブロック線図によって定義される信号間の数学的関係を表します。たとえば、ブロック A の出力とブロック B の入力を接続するラインは、B による信号出力が A による信号出力に依存することを示します。

Simulink ブロック線図は矢印付きのラインのある信号を表しています。信号のソースは、ブロックのメソッド (式) の評価中に信号に書き込むブロックに対応します。信号の行く先は、ブロックのメソッド (式) の評価中に信号を読み込むブロックです。

    メモ:   Simulink 信号は、物理的なエンティティではなく、数学的なエンティティです。ブロック線図内のラインは、ブロック間の関係を物理的ではなく数学的に表します。Simulink 信号は、電気信号が電話線を通るように、ブロックを接続するラインを通るわけではありません。ブロック線図は、ブロック間の物理的な接続を示すものではありません。

信号の作成

モデルにソース ブロックを追加して、信号を作成します。たとえば、Simulink の Source ライブラリから Sine ブロックのインスタンスをモデルに追加することにより時間と共に正弦関数的に変化する信号を作成可能です。モデル内に信号を作成するブロックについての詳細は、「Sources」を参照してください。

信号とスコープのマネージャーを使用して、ブロックを使わずにモデル内に信号を作ることが可能です。詳細は、「信号とスコープのマネージャー」を参照してください。

信号線のスタイル

Simulink モデルには多くの異なるタイプの信号を含めることができます。詳細は、信号タイプを参照してください。信号のタイプは、ライン スタイルによって区別することができます。

ブロック線図の作成時は、すべてのタイプの信号が細い実線で表されます。ブロック線図を更新したりシミュレーションを開始したりすると、指定したライン スタイルで信号が表示されます。ライン スタイルをカスタマイズできる信号のタイプは非スカラー信号だけです。このオプションの詳細は、非スカラー ラインを太く表示を参照してください。

信号タイプライン スタイル
スカラーおよび非スカラー
非スカラー ([非スカラー ラインを幅広のラインで表示] オプションを有効にした場合 — 「信号属性の表示」を参照)

制御信号

バーチャル バス
非バーチャル バス
バスの配列
可変サイズ

信号プロパティ

信号プロパティの指定

[信号プロパティ] ダイアログ ボックスを使用して以下のプロパティを指定します。

  • 信号名とラベル

  • 信号のログ

  • Simulink コードの生成に使用する Coder™

  • 信号のドキュメンテーション

[信号プロパティ] ダイアログ ボックスを開くには、信号を右クリックして [プロパティ] を選択します。

信号名とラベル

信号には名前を付けることができます。信号名は、既定では信号の下に "信号ラベル" として表示されます。信号名は、モデル内で対話的に指定するか、[信号プロパティ] ダイアログ ボックスを使用して指定することができます。また、コマンド プロンプトでも信号の名前を指定できます (プログラムによる信号の名前の設定を参照)。信号名および信号ラベルについての Simulink エディターでの操作の概要は、信号名およびラベルの操作を参照してください。

信号名の構文の要件は、名前の使用方法に応じて異なります。主な要件には以下があります。

  • Simulink.Signal オブジェクトに関連付けることを目的とした信号名 (「Simulink.Signal」を参照)。信号名は、有効な MATLAB® の識別子でなければなりません。この識別子は英字で始まり、関数 namelengthmax で指定されている文字数の英数字またはアンダースコアが続きます。

  • データ ログ内で信号を識別および参照するために使用する信号名 (「信号ログを使用して、信号データをエクスポート」 を参照してください。)このような信号名には、スペースと改行を使用できます。これらの文字を使用することで、名前が確認しやすくなりますが、「ログ名のスペースと改行の処理」に記載されているような特別な取り扱い方法が必要になる場合があります。

  • ブロック線図を理解しやすくする目的でのみ使用し、計算上は重要ではない信号名。このような信号名には、どのような文字でも使用でき、特別な取り扱いは必要ありません。

  • バス オブジェクトの要素である信号。信号名には有効な C 言語識別子を使用します。

  • Bus Creator ブロックへの入力には一意の名前が必要です。重複した名前が存在する場合、Bus Creator ブロックは (signal#) をすべての入力信号名に追加します。ここで、# は入力端子インデックスです。

それぞれの信号名を適切な MATLAB 識別子にすることで、さまざまなモデル コンフィギュレーションを扱うことができます。予期しない要件によって、さらに制約的な構文に従って信号名の変更が必要になる場合があります。関数 isvarname を使用すると、信号名が有効な MATLAB 識別子であるかどうかを判定できます。

信号の表示オプション

モデル ブロック線図で信号属性を表示すると、モデルが読みやすくなります。たとえば、Simulink エディターで [情報表示][信号と端子] メニューを使用すると、以下のような信号属性についてのモデル レイアウト情報を含めることができます。

  • 端子のデータ型

  • 設計範囲

  • 信号の次元

  • 信号の関連付け

詳細は、信号属性の表示を参照してください。

信号とその伝播元または伝播先のブロックを強調表示することもできます。詳細は、信号の伝播元と伝播先の表示を参照してください。

信号のテスト

信号には以下の種類のテストを実行できます。

最小値と最大値

多くの Simulink ブロックに対して、出力信号用の有効な値の範囲を指定できます。Simulink はシミュレーション中に指定の範囲を超える信号をブロックが生成するタイミングを検出するための診断を提供します。詳細は、信号範囲を参照してください。

接続の検証

多くの Simulink ブロックには、受け入れる信号のタイプに制限があります。モデルのシミュレーションの前に、Simulink は、すべてのブロックをチェックして、ブロックの接続先の端子でそのタイプの信号出力が受け入れられるかどうかを確認し、互換性がない場合はエラーを報告します。

シミュレーションを実行する前に信号互換性エラーを見つけるには、ブロック線図を更新します。

信号グループ

Signal Builder ブロックは、信号ソースの相互交換可能なグループを表示します。Signal Builder を使用すると、信号のグループを作成または編集し、グループをモデルに、またモデルをグループに切り替えることができます。

信号のグループは、特に、Simulink の Assertion ブロックと Simulink Verification and Validation 製品のモデル カバレッジ ツールを併用した場合のモデルのテストに役立ちます。

詳細は、信号グループを参照してください。

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