Lookup Table Dynamic

動的テーブルを使用した 1 次元関数の近似

ライブラリ:
Simulink / Lookup Tables

説明

他の Lookup Table ブロックとの違い

Lookup Table Dynamic ブロックは、xdat ベクトルおよび ydat ベクトルを使用して関数 y = f(x) に対する近似を計算します。このルックアップ手法は、内挿、外挿、または入力の元の値を使用できます。

Lookup Table Dynamic ブロックを使用すると、シミュレーションを停止せずにテーブルデータを変更できます。たとえば、シミュレーション中の物理システムに変更があった場合、新しいテーブルデータを組み込むことができます。

ブレークポイントとテーブルデータの入力

xdat ベクトルは、ブレークポイントデータで、"厳密に単調増加" している必要があります。固定小数点データ型への変換後は、ベクトル内の次の要素の値は、前の要素の値よりも大きくなければなりません。量子化により、xdat は、浮動小数点データ型で厳密に単調増加させることができますが、固定小数点データ型への変換後は、それができません。

ydat ベクトルは、ブレークポイント値での関数の評価あるテーブルデータです。

メモ

xdat および ydat にスカラー値 (1 要素配列) は入力できません。どちらか一方にスカラー値を入力した場合、シミュレーション時にエラーが示されます。xdat および ydat の両方に 1 行 n 列のベクトルを入力してください。

Lookup Table の定義

ルックアップテーブルは、xdat および ydat を 1 行 n 列ベクトルとしてこのブロックに入力することにより、定義します。このブロックの生成コードが使用する ROM を削減するには、xdat と ydat に異なるデータ型を使用します。

ヒント

ブレークポイントを均等な間隔で配置すると、Simulink^® Coder™ で生成されたコードに除算が使用されません。詳細については、Simulink ドキュメンテーションの fixpt_evenspace_cleanup および Simulink Coder ドキュメンテーションの問題のある固定小数点演算を特定 (Embedded Coder)を参照してください。

ブロックでの出力の生成方法

このブロックは、[ルックアップ手法] に選択した方法を使用して、入力値に基づいて出力を生成します。

ルックアップ手法	ブロックアクション
`内挿 - 外挿`	入力の線形内挿と外挿を実行します。入力がブレークポイントに一致している場合、出力はテーブルデータ内で対応する要素になります。入力と一致するブレークポイントがない場合は、このブロックはテーブルの 2 つの要素間で線形内挿を実行し、出力を決定します。入力がブレークポイント値の範囲外の場合、ブロックは最初の 2 つまたは最後の 2 つのポイントを使用して外挿を実行します。メモこのルックアップ手法を選択すると、Simulink Coder ソフトウェアではこのブロックのコードを生成できません。
`[内挿 - 最後の値を使用]` (既定の設定)	線形内挿を実行しますが、ブレークポイントデータの両端のポイントの外では外挿しません。代わりに最後の値を使用します。
`入力の最近傍を使用`	現在の入力に最も近い `xdat` 内の要素を見つけます。対応する `ydat` 内の要素が出力となります。
`入力の下の値を使用`	現在の入力の下でそれに最も近い `xdat` 内の要素を見つけます。対応する `ydat` 内の要素が出力となります。`xdat` 内の要素で現在の入力の下方にあるものが存在しない場合は、最も近い要素を見つけます。
`入力の上の値を使用`	現在の入力の上でそれに最も近い `xdat` 内の要素を見つけます。対応する `ydat` 内の要素が出力となります。`xdat` 内の要素で現在の入力の上方にあるものが存在しない場合は、最も近い要素を見つけます。

メモ:

[入力の最近傍を使用]、[入力の下の値を使用]、および [入力の上の値を使用] の方法では、入力 x がブレークポイント値に一致すると、同じアクションが実行されます。

ソルバーの中には、シミュレーション時間をメジャータイムステップとマイナータイムステップに細かく分けるものがあります。マイナータイムステップは、メジャータイムステップの下位区分です。ソルバーは、各メジャータイムステップでの結果を生成し、マイナータイムステップでの結果を使ってメジャータイムステップでの結果の精度を向上させます。連続ソルバーでは、不正確な結果が生成されないように信号がマイナータイムステップで固定されるため、Lookup Table Dynamic ブロックの出力の外観は階段状になります。ブロック出力に対するソルバーの影響の詳細は、Simulink ドキュメンテーションのソルバーの比較を参照してください。

例

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Lookup Table Dynamic ブロックを使用した関数 sinh の近似

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この例では、Lookup Table Dynamic ブロックを使用して関数 sinh を近似します。ブレークポイントデータはベクトル [-5:5] で与えられ、テーブルデータはベクトル sinh([-5:5]) で与えられます。入力 x は、Constant ブロックにより、ブレークポイントデータの値未満、以内、および超える値を含む 1 行 3 列のベクトルとして示されます。

各ルックアップ手法によりブレークポイントデータの値未満、以内、および超える入力値を処理する方法を確認するには、Lookup Table Dynamic ブロックで [ルックアップ手法] パラメーターの値を変更します。

Lookup Table Dynamic ブロックは、指定されたルックアップ手法と入力を使用した場合、次の値を出力します。

端子

入力

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x — 入力ベクトル
`scalar` | `vector` | `2-D array`

このブロックは実数値または複素数値の入力を受け取ります。

例: 2:12

依存関係

x 入力ベクトルと xdat ブレークポイントデータは、同じ符号、バイアス、小数部の勾配をもたなければなりません。また、x の精度と範囲は、xdat の精度と範囲以上でなければなりません。

xdat — ブレークポイントデータ
`1-by-n vector of strictly monotonically increasing values`

xdat ベクトルは、ブレークポイントデータで、厳密に単調増加している必要があります。固定小数点データ型への変換後は、ベクトル内の次の要素の値は、前の要素の値よりも大きくなければなりません。量子化により、xdat は、浮動小数点データ型で厳密に単調増加させることができますが、固定小数点データ型への変換後は、それができません。

ヒント

ブレークポイントを均等な間隔で配置すると、Simulink Coder で生成されたコードに除算が使用されません。詳細については、Simulink ドキュメンテーションの fixpt_evenspace_cleanup および Simulink Coder ドキュメンテーションの問題のある固定小数点演算を特定 (Embedded Coder)を参照してください。

例: 1:10

依存関係

xdat ブレークポイントデータと x 入力ベクトルは、同じ符号、バイアス、小数部の勾配をもつ必要があります。また、x の精度と範囲は、xdat の精度と範囲以上でなければなりません。

ydat — テーブルデータ
`1-by-n vector`

ydat 入力は、1 行 n 列の実数値または複素数値のデーブルデータのベクトルです。これは、ブレークポイント値での関数の評価です。

例: [0 3 12 27 48 75 108 147 192 243 300]

依存関係

ydat テーブルのデータと y 出力ベクトルは、同じ符号、バイアス、小数部の勾配をもつ必要があります。

出力

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y — ダイナミックテーブルデータを使用した `y = f(x)` の近似
`1-by-n vector`

ブロックは、入力ベクトル xdat および ydat を使用して、関数 y = f(x) の近似を計算します。このルックアップ手法は、内挿、外挿、または入力の元の値を使用できます。

依存関係

ydat テーブルのデータと y 出力ベクトルは、同じ符号、バイアス、小数部の勾配をもつ必要があります。

パラメーター

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[メイン] タブ

ルックアップ手法 — ルックアップ手法を指定します。
`内挿 - 最後の値を使用` (既定値) | `内挿 - 外挿` | `入力の最近傍を使用` | `入力の下の値を使用` | `入力の上の値を使用`

ブロックは、ブレークポイントデータ (xdat) およびテーブルデータ (ydat) の入力ベクトルに、指定した [ルックアップ手法] を適用して出力を計算します。詳細については、ブロックでの出力の生成方法を参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: LookUpMeth

型: 文字ベクトル

値:

'Interpolation-Extrapolation' | 'Interpolation-Use End Values' | 'Use Input Nearest' | 'Use Input Below' | 'Use Input Above'

既定の設定: 'Interpolation-Use End Values'

[信号属性] タブ

出力データ型 — 出力データ型
`double` (既定値) | `'Inherit: Inherit via back propagation'` | `single` | `int8` | `uint8` | `int16` | `uint16` | `int32` | `uint32` | `int64` | `uint64` | `boolean` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

出力信号 y のデータ型を指定します。

データ属性の設定には [データ型アシスタント] が役立ちます。[データ型アシスタント] を使用するには、 the Show data type assistant button をクリックします。詳細については、データ型アシスタントを利用したデータ型の指定を参照してください。

依存関係

ydat テーブルのデータと y 出力ベクトルは、同じ符号、バイアス、小数部の勾配をもつ必要があります。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: OutDataTypeStr

型: 文字ベクトル

値:

'Inherit: Inherit via back propagation' | 'double' | 'single' | 'int8' | 'uint8' | 'int16' | 'uint16' | 'int32' | 'uint32' | 'int64' | 'uint64' | 'boolean' | 'fixdt(1,16,0)' | 'fixdt(1,16,2^0,0)' | <data type expression>

既定の設定: 'double'

固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止するオプション
`off` (既定値) | `on`

固定小数点ツールが、ブロックに指定した [出力] データ型をオーバーライドしないようにするには、このパラメーターを選択します。詳細については、[出力データ型の設定をロックする] の使用 (Fixed-Point Designer)を参照してください。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: LockScale

型: 文字ベクトル

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'off'

整数丸めモード — 固定小数点演算の丸めモード
`負方向` (既定値) | `正方向` | `最も近い偶数方向` | `最も近い正の整数方向` | `最も近い整数方向` | `最も簡潔` | `ゼロ方向`

固定小数点演算の丸めモードを指定します。詳細については、丸め (Fixed-Point Designer)を参照してください。

ブロックパラメーターは常に最近傍の表現可能な値に丸められます。ブロックパラメーターの丸めを直接制御するには、MATLAB^® の丸め関数を使用する式をマスクフィールドに入力します。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: RndMeth

型: 文字ベクトル

既定の設定: 'Floor'

オーバーフローの場合、最大値または最小値に飽和 — オーバーフローアクションの方法
`off` (既定値) | `on`

このチェックボックスをオンにすると、オーバーフローを、データ型が表現できる最小値または最大値のいずれかに飽和させます。このオプションを選択しないと、オーバーフローはラップします。

このチェックボックスをオンにすると、飽和は出力や結果だけでなく、このブロックの内部演算すべてに適用されます。通常、オーバーフローが可能ではない場合は、コード生成プロセスで検出されます。この場合、コードジェネレーターでは飽和コードは生成されません。

プログラムでの使用

ブロックパラメーター: DoSatur

型: 文字ベクトル

値: 'off' | 'on'

既定の設定: 'off'

ブロックの特性

データ型	`Boolean` \| `double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
直達	`はい`
多次元信号	`はい`
可変サイズの信号	`いいえ`
ゼロクロッシング検出	`いいえ`

拡張機能

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

PLC コード生成
Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキストコードを生成します。

Simulink PLC Coder™ ソフトウェアは、Simulink Lookup Table Dynamic ブロックをサポートしません。便宜上、plclib/Simulink/Lookup Tables ライブラリには、Prelookup ブロックおよび Interpolation Using Prelookup ブロックを使用した dynamic table lookup ブロックの実装が含まれています。

Lookup Table Dynamic

説明

他の Lookup Table ブロックとの違い

ブレークポイントとテーブル データの入力

Lookup Table の定義

ブロックでの出力の生成方法

例

Lookup Table Dynamic ブロックを使用した関数 sinh の近似

端子

入力

x — 入力ベクトル scalar | vector | 2-D array

依存関係

xdat — ブレークポイント データ 1-by-n vector of strictly monotonically increasing values

依存関係

ydat — テーブル データ 1-by-n vector

依存関係

出力

y — ダイナミック テーブル データを使用した y = f(x) の近似 1-by-n vector

依存関係

パラメーター

[メイン] タブ

ルックアップ手法 — ルックアップ手法を指定します。 内挿 - 最後の値を使用 (既定値) | 内挿 - 外挿 | 入力の最近傍を使用 | 入力の下の値を使用 | 入力の上の値を使用

プログラムでの使用

[信号属性] タブ

出力データ型 — 出力データ型 double (既定値) | 'Inherit: Inherit via back propagation' | single | int8 | uint8 | int16 | uint16 | int32 | uint32 | int64 | uint64 | boolean | fixdt(1,16,0) | fixdt(1,16,2^0,0) | <data type expression>

依存関係

プログラムでの使用

固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止するオプション off (既定値) | on

プログラムでの使用

整数丸めモード — 固定小数点演算の丸めモード 負方向 (既定値) | 正方向 | 最も近い偶数方向 | 最も近い正の整数方向 | 最も近い整数方向 | 最も簡潔 | ゼロ方向

プログラムでの使用

オーバーフローの場合、最大値または最小値に飽和 — オーバーフロー アクションの方法 off (既定値) | on

プログラムでの使用

ブロックの特性

拡張機能

C/C++ コード生成 Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

PLC コード生成 Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキスト コードを生成します。

固定小数点の変換 Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。

バージョン履歴

参考

トピック

ブレークポイントとテーブルデータの入力

x — 入力ベクトル
`scalar` | `vector` | `2-D array`

xdat — ブレークポイントデータ
`1-by-n vector of strictly monotonically increasing values`

ydat — テーブルデータ
`1-by-n vector`

y — ダイナミックテーブルデータを使用した `y = f(x)` の近似
`1-by-n vector`

ルックアップ手法 — ルックアップ手法を指定します。
`内挿 - 最後の値を使用` (既定値) | `内挿 - 外挿` | `入力の最近傍を使用` | `入力の下の値を使用` | `入力の上の値を使用`

出力データ型 — 出力データ型
`double` (既定値) | `'Inherit: Inherit via back propagation'` | `single` | `int8` | `uint8` | `int16` | `uint16` | `int32` | `uint32` | `int64` | `uint64` | `boolean` | `fixdt(1,16,0)` | `fixdt(1,16,2^0,0)` | `<data type expression>`

固定小数点ツールによる変更に対して出力データ型の設定をロックする — 固定小数点ツールが出力データ型をオーバーライドするのを防止するオプション
`off` (既定値) | `on`

整数丸めモード — 固定小数点演算の丸めモード
`負方向` (既定値) | `正方向` | `最も近い偶数方向` | `最も近い正の整数方向` | `最も近い整数方向` | `最も簡潔` | `ゼロ方向`

オーバーフローの場合、最大値または最小値に飽和 — オーバーフローアクションの方法
`off` (既定値) | `on`

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

PLC コード生成
Simulink® PLC Coder™ を使用して構造化テキストコードを生成します。

固定小数点の変換
Fixed-Point Designer™ を使用して固定小数点システムの設計とシミュレーションを行います。