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cgsl_0201: 冗長の Unit Delay ブロックと Memory ブロック

ID: タイトルcgsl_0201: 冗長の Unit Delay ブロックと Memory ブロック
説明コード生成のためにモデルを準備する場合、以下に従ってください。
A冗長の Unit Delay ブロックと Memory ブロックを削除する。
根拠A冗長の Unit Delay ブロックと Memory ブロックはグローバル メモリを余分に使用する。モデルから冗長性を除去すると、モデルの動作に影響することなくメモリ使用量を減らせる。
最終更新R2013a

推奨: 統合 Unit Delays

void Reduced(void)
{
  ConsolidatedState_2 = Matrix_UD_Test - (Cal_1 * DWork.UD_3_DSTATE + Cal_2 *
    DWork.UD_3_DSTATE);
  DWork.UD_3_DSTATE = ConsolidatedState_2;
}

 

非推奨: 冗長 Unit Delays

void Redundant(void)
{
  RedundantState = (Matrix_UD_Test - Cal_2 * DWork.UD_1B_DSTATE) - Cal_1 *
    DWork.UD_1A_DSTATE;
  DWork.UD_1B_DSTATE = RedundantState;
  DWork.UD_1A_DSTATE = RedundantState;
}

 

Unit Delay ブロックと Memory ブロックは、可換かつ配分的な代数プロパティを示します。ブロックが 1 つの駆動信号の計算式の一部である場合は、結果を変えずに、Unit Delay ブロックと Memory ブロックを計算式の新しい位置に移動できます。

前の例で一番上のパスの場合、ブロックの計算式は以下のようになります。

  1. Out_1(t) = UD_1(t)

  2. UD_1(t) = In_1(t-1) * Cal_1

一番下のパスの場合、計算式は以下のようになります。

  1. Out_2(t) = UD_2(t) * Cal_1

  2. UD_2(t) = In_2(t-1)

一方、計算式に第 2 の信号を加えた場合は、Unit Delay ブロックの位置が結果に影響します。次の例が示すように、上下のパス間の時間サンプルの歪みにより、Unit Delay ブロックの位置は結果に影響します。

ソースが 1 つで移動先が複数の場合、比較はさらに複雑になります。たとえば、次のモデルでは、2 つの Unit Delay ブロックを 1 つの Unit Delay にリファクタリングできます。

ブラック ボックスの視点からは、2 つのモデルは等価です。しかし、メモリと計算の視点からは、2 つのモデル間に差異があります。

{
  real_T rtb_Gain4;
  rtb_Gain4 = Cal_1 * Redundant;
  Y.Redundant_Gain = Cal_2 * rtb_Gain4;
  Y.Redundant_Int = DWork.Int_A;
  Y.Redundant_Int_UD = DWork.UD_A;
  Y.Redundant_Gain_UD = DWork.UD_B;
  DWork.Int_A = 0.01 * rtb_Gain4 + DWork.Int_A;
  DWork.UD_A = Y.Redundant_Int;
  DWork.UD_B = Y.Redundant_Gain;
}
{
  real_T rtb_Gain1;
  real_T rtb_UD_C;
  rtb_Gain1 = Cal_1 * Reduced;
  rtb_UD_C = DWork.UD_C;
  Y.Reduced_Gain_UD = Cal_2 * DWork.UD_C;
  Y.Reduced_Gain = Cal_2 * rtb_Gain1;
  Y.Reduced_Int = DWork.Int_B;
  Y.Reduced_Int_UD = DWork.Int_C;
  DWork.UD_C = rtb_Gain1;
  DWork.Int_B = 0.01 * rtb_Gain1 + DWork.Int_B;
  DWork.Int_C = 0.01 * rtb_UD_C + DWork.Int_C;
}

この場合は、最初のモデルの方が効率的です。最初のコード例では、3 つのグローバル変数、すなわち、Unit Delay ブロックから 2 つ (DWork.UD_A と DWork.UD_B)、離散時間積分器から 1 つ (DWork.Int_A) です。2 番目のコード例では、Unit Delay が生成するグローバル変数 1 つ (Dwork.UD_C) への削減を示していますが、冗長の Discrete Time Integrator ブロック (DWork.Int_B と DWork.Int_C) により、グローバル変数が 2 つあります。Discrete Time Integrator ブロックのパスによって、ローカル変数 1 つ (rtb_UD_C) と計算 2 つが追加で発生します。

それに対し、以下のリファクタリングしたモデル (2 番目) は効率的です。

{
  real_T rtb_Gain4_f:
  real_T rtb_Int_D;
  rtb_Gain4_f = Cal_1 * U.Input;
  rtb_Int_D = DWork.Int_D;
  Y.R_Int_Out = DWork.UD_D;
  Y.R_Gain_Out = DWork.UD_E;
  DWork.Int_D = 0.01 * rtb_Gain4_f + DWork.Int_D;
  DWork.UD_D = rtb_Int_D;
  DWork.UD_E = Cal_2 * rtb_Gain4_f;
}
{
  real_T rtb_UD_F;
  rtb_UD_F = DWork.UD_F;
  Y.Gain_Out = Cal_2 * DWork.UD_F;
  Y.Int_Out = DWork.Int_E;
  DWork.UD_F = Cal_1 * U.Input;
  DWork.Int_E = 0.01 * rtb_UD_F + DWork.Int_E;
}

リファクタリングしたモデルのコードは、ルート信号の分岐に冗長の Unit Delay がないため、より効率的です。