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Stateflow チャートを使用した空燃比制御システム

Simulink® と Stateflow® を使用して設計された空燃比制御システムのコードを生成します。

図 1、2、3 は、プラントとコントローラーを含む閉ループ システムである sldemo_fuelsys モデルの関連部分を示しています。プラントでは、設計の初期段階でのシミュレーション時にコントローラーを検証します。この例では、関連するコントローラー サブシステム "fuel_rate_control" のコードを生成します。図 1 は、最上位のシミュレーション モデルを示しています。

sldemo_fuelsys モデルを開いて構成します。次に、モデルをコンパイルして信号のデータ型を確認します。

model = 'sldemo_fuelsys';
open_system(model)
coder.example.configure(model,'ERT','float');
set_param(model,'ShowPortDataTypes','on');
set_param(model,'SampleTimeColors','on');
sldemo_fuelsys([],[],[],'compile');
sldemo_fuelsys([],[],[],'term');

図 1: プラントとコントローラーの最上位モデル

空燃比制御システムは Simulink と Stateflow で構成されます。この制御システムはコードを生成するモデルの一部分です。

open_system('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control');

図 2: 空燃比コントローラー サブシステム

制御ロジックは、さまざまな動作モードを指定する Stateflow チャートです。

open_system('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control/control_logic');

図 3: 空燃比コントローラーのロジック

これらのウィンドウを閉じます。

close_system('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control/airflow_calc');
close_system('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control/fuel_calc');
close_system('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control/control_logic');
hDemo.rt=sfroot;hDemo.m=hDemo.rt.find('-isa','Simulink.BlockDiagram');
hDemo.c=hDemo.m.find('-isa','Stateflow.Chart','-and','Name','control_logic');
hDemo.c.visible=false;
close_system('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control');

Embedded Coder によるモデルの構成とビルド

量産 ANSI® C/C++ コードをモデル用に設定してビルドするには、モデル コンフィギュレーション パラメーター [システム ターゲット ファイル]ert.tlc (組み込みリアルタイム (ERT)) に設定します。[システム ターゲット ファイル] パラメーターをプログラムにより設定できます。

coder.example.configure('sldemo_fuelsys','ERT');

コードを生成して検査します。関連するコード セグメントには [前へ] ボタンと [次へ] ボタンを使用して対話形式で移動できます。チャートのコンテキスト メニュー (Stateflow ブロックを右クリック) で、[C/C++ コード]、[C/C++ コードに移動] を選択します。プログラムで実行する場合は、rtwtrace ユーティリティを使用します。

slbuild('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control');
rtwtrace('sldemo_fuelsys/fuel_rate_control/control_logic')
### Starting build procedure for: fuel_rate_control
### Successful completion of build procedure for: fuel_rate_control

Build Summary

Top model targets built:

Model              Action                        Rebuild Reason                                    
===================================================================================================
fuel_rate_control  Code generated and compiled.  Code generation information file does not exist.  

1 of 1 models built (0 models already up to date)
Build duration: 0h 0m 22.706s

生成されたコードで空燃比制御ロジックを確認します。

coder.example.extractLines('fuel_rate_control_ert_rtw/fuel_rate_control.c',...
    '/* Function for Chart:','case IN_Warmup:',1,0);
/* Function for Chart: '<S1>/control_logic' */
static void Fueling_Mode(const int32_T *sfEvent)
{
  switch (rtDWork.bitsForTID0.is_Fueling_Mode) {
   case IN_Fuel_Disabled:
    rtDWork.fuel_mode = DISABLED;
    switch (rtDWork.bitsForTID0.is_Fuel_Disabled) {
     case IN_Overspeed:
      /* Inport: '<Root>/sensors' */
      if ((rtDWork.bitsForTID0.is_Speed == IN_normal) && (rtU.sensors.speed <
           603.0F)) {
        if (rtDWork.bitsForTID0.is_Fail != IN_Multi) {
          rtDWork.bitsForTID0.is_Fuel_Disabled = IN_NO_ACTIVE_CHILD;
          rtDWork.bitsForTID0.is_Fueling_Mode = IN_Running;

          /* The fuel is actively controlled while in this state. */
          switch (rtDWork.bitsForTID0.was_Running) {
           case IN_Low_Emissions:
            rtDWork.bitsForTID0.is_Running = IN_Low_Emissions;
            rtDWork.bitsForTID0.was_Running = IN_Low_Emissions;
            rtDWork.fuel_mode = LOW;
            switch (rtDWork.bitsForTID0.was_Low_Emissions) {
             case IN_Normal:
              rtDWork.bitsForTID0.is_Low_Emissions = IN_Normal;
              rtDWork.bitsForTID0.was_Low_Emissions = IN_Normal;

              /* All sensors are in correct operating modes, so effective closed-loop mixture control can be used. */
              break;

モデルおよびコード生成レポートを閉じます。

clear hDemo;
close_system('sldemo_fuelsys',0);