プログラム実行結果のログを作成する

Simulink^® Coder™ ソフトウェアによって生成されたプログラムによって、解析用の MAT ファイルにデータを保存できる複数の手法が使用可能です。生成された実行可能ファイルは、モデルの各実行タイムステップにおけるシステムの状態、出力およびシミュレーション時間を保存できます。データは、既定では model.mat という名前の MAT ファイルに書き込まれます。ここで、model はモデルの名前です。データログ記録のチュートリアルについては、解析のためのログデータを参照してください。

メモ

データのログ作成は、ファイルシステムにアクセスできるシステムターゲットファイルでのみ利用できます。また、RSim ターゲットの実行可能ファイルのみが MATLAB ワークスペースデータにアクセスできます。

MAT ファイルのログ記録の制限については、コンフィギュレーションパラメーターMAT ファイルのログを参照してください。

モデルのセットアップと構成

この例では、モデル slexAircraftExample のコピーによって生成されたデータのログを myAircraftExample.mat ファイルに記録する方法について説明します。まだ作業フォルダーに slexAircraftExample のコピーを myAircraftExample としてセットアップしていない場合は、リアルタイムシステムのビルドプロセスワークフローの手順を参照してください。

メモ

コードジェネレーターを構成して実行時のデータログのサポートが含まれるコードを生成すると、コードジェネレーターはログファイル内に格納されるブロックパスのブロック名のテキストを含めることができます。これらのテキストに、モデルの文字セットエンコードで表現できない文字が含まれている場合、コードジェネレーターはその文字を XML エスケープシーケンスに置き換えます。たとえば、コードジェネレーターは日本語の全角カタカナの文字「ア」を、エスケープシーケンス ア で置き換えます。詳細については、地域と言語の設定とコード生成を参照してください。

データのログを構成するには、[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスを開き、[データのインポート/エクスポート] ペインを選択します。このプロセスは、Simulink モデルを設定して出力を MATLAB^® ワークスペースに保存する方法と同じです。定義して有効にした各ワークスペースの戻り値変数に対し、Simulink Coder ソフトウェアが同様の MAT ファイル変数を定義します。たとえば、シミュレーション時間を変数 tout に保存する場合、生成されたプログラムではこのデータが rt_tout という名前の変数に記録されます。プレフィックス「rt_」は、サフィックス「_rt」に変更するか、削除できます。これを実行するには、モデルコンフィギュレーションパラメーター [MAT ファイルの変数名の修飾子] を設定します。

生成されたコードで信号のログを取るには、以下に説明する [データのインポート/エクスポート] モデルコンフィギュレーションパラメーターを使用するか、モデルに To File ブロックまたは To Workspace ブロックを含めます。

メモ

コード生成の MAT ファイルのログでは、信号のログがサポートされません。[データのインポート/エクスポート] モデルコンフィギュレーションパラメーターを使用して MAT ファイルと信号のログを有効にし、Simulink エディターでログを作成する信号を選択した場合、コードジェネレーターに次の警告が表示されます。

Warning: MAT-file logging does not support signal logging.
When your model code executes, the signal logging variable 'rt_logsout' will
not be saved to the MAT-file.

この警告を回避するには、モデルコンフィギュレーションパラメーター [信号のログ] をオフにします。

この例では、myAircraftExample モデルを変更して、生成されたプログラムによってシミュレーション時間とシステム出力が myAircraftExample.mat ファイルに保存されるようにします。次に、データをベースワークスペースに読み込んで、出力の 1 つに対してシミュレーション時間をプロットします。myAircraftExample モデルをリアルタイムシステムのビルドプロセスワークフローで説明されているとおりに設定する必要があります。

シミュレーション中のデータログ

データログ機能を使用するには、次の手順に従います。

myAircraftExample モデルがまだ開かれていなければ、開きます。
[コンフィギュレーションパラメーター] ダイアログボックスを開きます。
[データのインポート/エクスポート] ペインを選択します。[データのインポート/エクスポート] ペインでは、ワークスペースに保存する出力データおよびそのデータに使用する変数名を指定できます。
パラメーター [形式] を [時間付き構造体] に設定します。この形式を選択すると、Simulink ではモデルの状態と出力が [ワークスペースまたはファイルに保存] エリアで名前を指定した構造体に保存されます。既定では、これらの構造体は xout が状態用で yout が出力用です。出力の保存に使用される構造体には、次の 2 つの最上位フィールドがあります。time と signals です。time フィールドにはシミュレーション時間のベクトルが、signals にはサブ構造体の配列が含まれ、それぞれモデル出力ポートに対応しています。
[出力] を選択します。これにより、Simulink でシミュレーション中に出力信号データが yout という名前の変数として保存されるようになります。[出力] を選択すると、コードジェネレーターでルートの Output ブロック (alpha, rad) を MAT ファイルに記録するコードを作成できるようになります。
[間引き] に 1 を設定します。
その他のパラメーターが選択されている場合、それらをオフにします。
[適用] と [OK] をクリックして変更を登録し、ダイアログボックスを閉じます。
モデルを保存します。
モデルウィンドウで、Aircraft Dynamics Model ブロックの横にあるスコープシンボルをダブルクリックし、次にモデルのシミュレーションを実行します。スコープ表示の結果は以下のとおりです。
シミュレーション時間と出力が MAT ファイルのベースワークスペースに保存されたことを確認します。MATLAB プロンプトで次のように入力します。
```
whos yout
```
Simulink に以下のように表示されます。
```
  Name        Size            Bytes  Class     Attributes

  yout        1x1             10756  struct
```
シミュレーション時間と変数をプロットして、alpha, rad が記録されたことを確認します。コマンドウィンドウで以下のように入力します。
```
plot(yout.time,yout.signals.values)
```

生成されたコードからのデータログ

この例の 2 番目の部分では、モデル myAircraftExample についてコードジェネレーターが作成した実行可能プログラムをビルドして実行します。このプログラムは、前に調べたシミュレーション時間と出力を記載した MAT ファイルを出力します。myAircraftExample モデルのコードは既に生成しましたが、データログを有効にしてモデルを変更したのでコードを再生成しなければなりません。以下にこの手順を説明します。

シミュレーションによるデータでワークスペースデータを上書きすることを避けるために、コードジェネレーターでは Simulink によって記録される変数の識別子が変更されます。これらの変更は制御できます。

モデルコンフィギュレーションパラメーター [MAT ファイルの変数名の修飾子] を _rt に設定します。これにより、この例の最初の部分でログを作成することにした各変数に接尾辞の _rt が追加されます。
[適用] と [OK] をクリックして変更を登録し、ダイアログボックスを閉じます。
モデルを保存します。
実行可能ファイルをビルドします。
ビルドが完了したら、次のコマンドで実行可能プログラムを実行します。
```
!myAircraftExample
```
プログラムにより、MAT ファイルが書き込まれたことを示す次の 2 行のメッセージが生成されます。
```
** starting the model **
** created myAircraftExample.mat **
```
以下のように入力して、実行可能プログラムによって作成された MAT ファイルデータを読み込み、シミュレーションと生成されたプログラムのワークスペース変数を表示します。
```
load myAircraftExample.mat
whos yout*
```
Simulink には以下のように表示されます。
```
  Name           Size            Bytes  Class     Attributes

  yout           1x1             10756  struct
  yout_rt        1x1             10756  struct
```
ここで、シミュレーションの実行および生成されたコードによる構造体のサイズとバイト数は同じです。
コマンドウィンドウで次のコマンドを入力して、生成されたコードの出力をプロットします。
```
plot(yout_rt.time,yout_rt.signals.values)
```
このプロットは、この例の前述部分で作成したプロットと同一でなければなりません。

ヒント

UNIX^® プラットフォームの場合、コマンドウィンドウで構文 !./executable_name を使用して実行可能プログラムを実行します。必要に応じて、構文 ./executable_name を使用して OS シェルから実行可能プログラムを実行します。詳細については、外部コマンド、スクリプト、プログラムの実行を参照してください。

状態、時間および出力のログの構成

[データのインポート/エクスポート] ペインを使用すると、生成したプログラムで各モデルの実行タイムステップにおけるシステムの状態や出力、シミュレーション時間を保存できるようになります。データは、(既定で) model.mat という名前の MAT ファイルに書き込まれます。

このデータログ機能を使用する前に、MATLAB ワークスペースに出力を返す Simulink モデルの設定方法について学習してください。これは、シミュレーションデータの保存で説明しています。

定義して有効にした各ワークスペース出力変数に対し、コードジェネレーターが MAT ファイル変数を定義します。たとえば、モデルがシミュレーション時間をワークスペース変数 tout に保存する場合、生成されたプログラムではこのデータが (既定の設定では) rt_tout という名前の変数に記録されます。

コードジェネレーターで生成されたコードでは、次のデータが記録されます。

Root Outport ブロック
システム出力の既定の MAT ファイルの変数名は rt_yout です。
配列 rt_yout の並べ替え順序は Outport ブロックの端子番号に基づき、1 から始まる昇順になります。
モデルの連続状態と離散状態
システム出力の既定の MAT ファイルの変数名は rt_xout です。
シミュレーション時間
シミュレーション時間の既定の MAT ファイルの変数名は rt_tout です。

既定の MAT ファイルの変数名のオーバーライド
既定の MAT ファイルの名前またはバッファーサイズのオーバーライド

既定の MAT ファイルの変数名のオーバーライド

既定の設定では、コードジェネレーターによって、MAT ファイル変数名を形成するシステム出力、状態およびシミュレーション時間の変数名の前にテキスト rt_ が付けられます。モデルのこの接頭辞を変更するには、モデルコンフィギュレーションパラメーター [MAT ファイルの変数名の修飾子] を (rt_)、接尾辞 (_rt) または修飾子なし ([なし]) に設定します。他のシステムターゲットファイルでは、このパラメーターはサポートされない場合があります。

既定の MAT ファイルの名前またはバッファーサイズのオーバーライド

生成コードで次の MAT ファイル属性をオーバーライドするためのコンパイラオプションを指定できます。

MAT ファイル属性	既定値	コンパイラオプション
名前	`model.mat`	`-DSAVEFILE=filename`
データログバッファーのサイズ	1024 バイト	`-DDEFAULT_BUFFER_SIZE=n`

メモ

有効なオプションの構文はコンパイラによって異なります。たとえば、Microsoft^® Visual C++^® コンパイラは通常 /DSAVEFILE=filename と -DSAVEFILE=filename を受け入れます。

テンプレート makefile (TMF) ベースのターゲットの場合は、モデルコンフィギュレーションパラメーター [make コマンド] をコンパイラオプションに設定します。たとえば、次のようにします。

Set Make command parameter to make_rtw OPTS="-DSAVEFILE=myCodeLog.mat"

GRT や ERT などのツールチェーンベースのシステムターゲットファイルの場合、コンパイラオプションをモデルコンフィギュレーションに追加します。パラメーター [ビルド構成] を [Specify] に設定して、コンパイラオプションを [ツール]/[オプション] テーブルの [C コンパイラ] 行に追加します。たとえば、次のようにします。

Add compiler option to C Compiler row of Tool Options table as $(cflags) $(CVARSFLAG) $(CFLAGS_ADDITIONAL) -DSAVEFILE=myCodeLog.mat /Od /Oy-

コンパイラオプションをカスタムツールチェーンに追加するには、MATLAB® Coder™ ビルドプロセスへのカスタムツールチェーンの追加の例に示す手順を使用してカスタムツールチェーンを変更して登録します。たとえば、コンパイラオプションをカスタムツールチェーンの MATLAB ソースファイルに追加するには、次のように myCompilerOpts を定義します。

optimsOffOpts    = {'/c /Od'};
optimsOnOpts     = {'/c /O2'};
cCompilerOpts    = '$(cflags) $(CVARSFLAG) $(CFLAGS_ADDITIONAL)';
cppCompilerOpts  = '$(cflags) $(CVARSFLAG) $(CPPFLAGS_ADDITIONAL)';
myCompilerOpts   = {' -DSAVEFILE=myCodeLog.mat '};
...

次に、myCompilerOpts を、これが適用される各コンフィギュレーションとコンパイラのフラグに追加します。

cfg = tc.getBuildConfiguration('Faster Builds');
cfg.setOption('C Compiler', horzcat(cCompilerOpts, myCompilerOpts, optimsOffOpts));

MATLAB® Coder™ ビルドプロセスへのカスタムツールチェーンの追加に示すように、カスタムツールチェーンの変更後、コンフィギュレーションを MAT ファイルに保存してターゲットレジストリを更新します。

Scope ブロックと To Workspace ブロックを使用したデータのログ記録

コードジェネレーターで生成されたコードでは、次に示すソースからのデータも記録されます。

ブロックパラメーター [ワークスペースにデータのログを作成] が有効になっている Scope ブロック
各 Scope ブロックのダイアログボックスで、変数名とデータ形式を指定しなければなりません。
モデル内の To Workspace ブロック
各 To Workspace ブロックのダイアログボックスで、変数名とデータ形式を指定しなければなりません。

変数は、[ワークスペース I/O] ペインで記録される変数と共に、model.mat に書き込まれます。

To File ブロックを使用したデータのログの作成

To File ブロックに対してデータのログを作成することもできます。生成されたプログラムは、モデルの To File ブロックごとに別々の MAT ファイル (model.mat とは異なるファイル) を生成します。ファイルにはブロックの時間と入力データが含まれます。To File ブロックのダイアログボックスで、ファイル名、変数名、間引きおよびサンプル時間を指定しなければなりません。

メモ

Model ブロックで参照されるモデルは、最上位モデル用に記録された状態に含めることができる状態以外のコンテキストでは、データのログを実行しません。参照されるモデル用の Simulink Coder ソフトウェアで生成されたコードは、MAT ファイルに対してデータのログを実行しません。

シングルタスクおよびマルチタスクにおけるデータのログの相違点

シングルタスクおよびマルチタスクのシステムでデータを記録すると、以下の記録に違いがあることがわかります。

連続でないルートの Outport ブロック
離散状態

マルチタスクモードでは、最初のタスク実行後に (最初のタイムステップの終わりではなく)、状態と出力の記録が行われます。シングルタスクモードでは、ビルド手順で生成されたコードによって、最初のタイムステップ後に、状態および出力が記録されます。

シングルタスクおよびマルチタスクのデータのログ間における相違点については、シングルタスクモデルおよびマルチタスクモデルの実行におけるデータのログを参照してください。

メモ

ラピッドミュレーションターゲット (RSim) には、改善されたログオプションがあります。詳細については、RSim システムターゲットファイルを使用したホストコンピューターでのハイブリッド動的システムの高速化、調整およびテストを参照してください。