Dataset 形式へのデータの変換

Dataset 形式に変換する理由

次のいずれかの形式で記録されたログデータを含む MATLAB^® ワークスペース変数は、Simulink.SimulationData.Dataset コンストラクターを使用して Dataset 形式に変換できます。

配列
構造体
時間付き構造体
MATLAB timeseries オブジェクト

他のログ形式のデータを Dataset 形式に変換すると、ログデータの後処理を実行するスクリプトの作成が簡単になります。たとえば、複数の To Workspace ブロックをもつモデルはさまざまなデータ形式を使用できます。ログデータを Dataset 形式に変換すると、さまざまな形式を処理するために特別なコードを記述する必要がなくなります。

データログ形式のサポートレベルはシミュレーションモードごとに異なります。ノーマルモードとアクセラレータモードの間でモードを切り替えるときは、使用するログ形式の変更が必要になることがあります。

Dataset 形式に変換することで、Dataset 形式を必要とする機能も簡単に利用できるようになります。以前のリリースで記録された Dataset 以外の形式のログデータを簡単に変換して、新しいリリースの Dataset データと一緒に使用できます。

Dataset 形式には次のような特徴があります。

MATLAB timeseries オブジェクトを使用してログデータを格納すると、MATLAB で Simulink^® ライセンスなしでログデータを操作可能。たとえば、ログデータを操作するには、filter、detrend、resample などの MATLAB timeseries オブジェクト関数を使用可能。
反復サブシステムや Stateflow^® 信号ログに重要となる所定のタイムステップでの複数データ値のログをサポート。

既定では、生成される Dataset オブジェクトのオブジェクト名には変数の名前が使用されます。名前と値の引数を使用して Dataset の名前を指定できます。

関数 concat を使用して、複数の Dataset オブジェクトを 1 つの Dataset オブジェクトに連結することもできます。

変換結果

Dataset オブジェクトでは、データが要素として格納されます。オブジェクト変数 Dataset の要素を表示するには、MATLAB コマンドプロンプトで変数名を入力します。各要素はオブジェクトです。オブジェクトのタイプは各要素に格納されるデータによって異なります。たとえば、信号ログでは Simulink.SimulationData.Signal 要素としてデータが格納され、Dataset 形式の状態ログでは Simulink.SimulationData.State 要素として格納されます。それぞれの要素では MATLAB timeseries オブジェクトとしてデータが格納されます。変換の実行時は、要素や timeseries のフィールドに変換後のオブジェクトからできるだけ多くの値が読み込まれるように処理されます。

形式変換結果に関するメモ

形式	変換結果に関するメモ
MATLAB `timeseries` オブジェクト	非バスデータのログを変換するときは、ソフトウェアによって、まず `Simulink.SimulationData.Signal` オブジェクトとしてデータが追加されます。その後、そのオブジェクトが新たに作成された `Dataset` の要素として追加されます。 `timeseries` 形式のバスデータのログでは、それぞれの `timeseries` オブジェクトがバスの各要素に対応します。これらのログデータは、変換すると `timeseries` オブジェクトをリーフノードとする構造体にまとめられ、この構造体の階層はバスの階層に対応します。このタイプの構造体を変換するときは、構造体が `Signal` オブジェクトに追加されます。その後、`Signal` オブジェクトが `Dataset` オブジェクトに要素として追加されます。 `timeseries` オブジェクトには、ブロックパスやタイムスタンプなどの関連情報が格納されています。変換時には、その情報を維持するように処理されます。
構造体および時間付き構造体	構造体および時間付き構造体の形式では、`Dataset` 形式で記録した場合ほど多くの情報が格納されるとは限りません。ただし、構造体および時間付き構造体の形式を変換するときは、データ構造体に `time` フィールドと `signals` フィールドがなければなりません。構造体の変換では、構造体が `Simulink.SimulationData.Signal` オブジェクトに追加され、そのオブジェクトが `Dataset` オブジェクトの要素として追加されます。他の情報がある場合は、その情報も要素または `timeseries` オブジェクトの値に追加されます。たとえば、構造体に `blockName` というフィールドがある場合、ブロック名がブロックパスに追加されます。それ以外の場合、ブロックパスは空になります。スコープデータを構造体形式で記録する場合、その構造体には `PlotStyle` フィールドが含まれます。このフィールドを使用して、`Dataset` オブジェクトの内挿が設定されます。
配列	配列に格納される情報は多くありません。たとえば、ブロックパスの情報は格納されません。配列の変換では、配列が `Simulink.SimulationData.Signal` オブジェクトに追加され、`Signal` オブジェクトが `Dataset` オブジェクトの要素として追加されます。ブロックパスやタイムスタンプなどの情報がないフィールドについては、空として扱われるか既定値が使用されます。

MATLAB timeseries オブジェクト

非バスデータのログを変換するときは、ソフトウェアによって、まず Simulink.SimulationData.Signal オブジェクトとしてデータが追加されます。その後、そのオブジェクトが新たに作成された Dataset の要素として追加されます。

timeseries 形式のバスデータのログでは、それぞれの timeseries オブジェクトがバスの各要素に対応します。これらのログデータは、変換すると timeseries オブジェクトをリーフノードとする構造体にまとめられ、この構造体の階層はバスの階層に対応します。このタイプの構造体を変換するときは、構造体が Signal オブジェクトに追加されます。その後、Signal オブジェクトが Dataset オブジェクトに要素として追加されます。

timeseries オブジェクトには、ブロックパスやタイムスタンプなどの関連情報が格納されています。変換時には、その情報を維持するように処理されます。

構造体および時間付き構造体

構造体および時間付き構造体の形式では、Dataset 形式で記録した場合ほど多くの情報が格納されるとは限りません。ただし、構造体および時間付き構造体の形式を変換するときは、データ構造体に time フィールドと signals フィールドがなければなりません。

構造体の変換では、構造体が Simulink.SimulationData.Signal オブジェクトに追加され、そのオブジェクトが Dataset オブジェクトの要素として追加されます。他の情報がある場合は、その情報も要素または timeseries オブジェクトの値に追加されます。たとえば、構造体に blockName というフィールドがある場合、ブロック名がブロックパスに追加されます。それ以外の場合、ブロックパスは空になります。

スコープデータを構造体形式で記録する場合、その構造体には PlotStyle フィールドが含まれます。このフィールドを使用して、Dataset オブジェクトの内挿が設定されます。

配列

配列に格納される情報は多くありません。たとえば、ブロックパスの情報は格納されません。

配列の変換では、配列が Simulink.SimulationData.Signal オブジェクトに追加され、Signal オブジェクトが Dataset オブジェクトの要素として追加されます。ブロックパスやタイムスタンプなどの情報がないフィールドについては、空として扱われるか既定値が使用されます。

`timeseries` オブジェクトから `Dataset` オブジェクトへの変換

ライブスクリプトを開く

timeseries 形式から Dataset 形式にデータを変換します。モデル vdpConvert は、データのログを simout および simout1 という名前の変数に記録する 2 つの To Workspace ブロックがある vdp モデルです。

Model of the van der Pol equation.

モデルのシミュレーションを実行します。既定では、To Workspace ブロックはデータを timeseries オブジェクトとしてログに記録します。

out = sim("vdpConvert")

out = 
  Simulink.SimulationOutput:

                 simout: [1x1 timeseries] 
                simout1: [1x1 timeseries] 

     SimulationMetadata: [1x1 Simulink.SimulationMetadata] 
           ErrorMessage: [0x0 char]

Simulink.SimulationData.Dataset コンストラクターを使用して timeseries オブジェクトを Dataset 形式に変換します。

ds = Simulink.SimulationData.Dataset(out.simout)

ds = 
Simulink.SimulationData.Dataset '' with 1 element

                         Name  BlockPath 
                         ____  _________ 
    1  [1x1 Signal]      x1    ''       

  - Use braces { } to access, modify, or add elements using index.

ds1 = Simulink.SimulationData.Dataset(out.simout1)

ds1 = 
Simulink.SimulationData.Dataset '' with 1 element

                         Name  BlockPath 
                         ____  _________ 
    1  [1x1 Signal]      x2    ''       

  - Use braces { } to access, modify, or add elements using index.

関数 concat を使用して、2 つの Dataset オブジェクトを 1 つの Dataset オブジェクトに連結できます。

dsFinal = concat(ds,ds1)

dsFinal = 
Simulink.SimulationData.Dataset '' with 2 elements

                         Name  BlockPath 
                         ____  _________ 
    1  [1x1 Signal]      x1    ''       
    2  [1x1 Signal]      x2    ''       

  - Use braces { } to access, modify, or add elements using index.

構造体から `Dataset` オブジェクトへの変換

ライブスクリプトを開く

構造体を Dataset 形式に変換します。モデル vdpConvert は、データのログを simout および simout1 という名前の変数に記録する 2 つの To Workspace ブロックがある vdp モデルです。

Model of the van der Pol equation.

既定では、To Workspace ブロックはデータを timeseries オブジェクトとしてログに記録します。変数 simout にデータを保存する To Workspace ブロックについて、データのログを時間付き構造体として記録するように設定します。変数 simout1 にデータを保存する To Workspace ブロックについては、データのログを時間なしの構造体として記録するように設定します。

mdl = "vdpConvert";
load_system(mdl)
set_param("vdpConvert/To Workspace","SaveFormat","Structure With Time")
set_param("vdpConvert/To Workspace1","SaveFormat","Structure")

モデルのシミュレーションを実行します。

out = sim(mdl);

To Workspace ブロックからのデータが単一の SimulationOutput オブジェクト out に格納されます。このデータにアクセスするには、ドット表記を使用します。

simout = out.simout

simout = struct with fields:
         time: [64×1 double]
      signals: [1×1 struct]
    blockName: 'vdpConvert/To Workspace'

simout1 = out.simout1

simout1 = struct with fields:
         time: []
      signals: [1×1 struct]
    blockName: 'vdpConvert/To Workspace1'

両方の To Workspace ブロックの構造体データを Dataset 形式に変換します。

ds = Simulink.SimulationData.Dataset(simout);
ds1 = Simulink.SimulationData.Dataset(simout1);

要素 ds の時間値にアクセスします。

get(ds,1).Values.time

simout1 の時間フィールドが空の配列であることに注目してください。時間なしの構造体または配列が Dataset オブジェクトに変換されると、0 で始まって 1 ずつインクリメントする時間ベクトルが挿入されます。

ds1 の要素の時間値を取得します。構造体 simout1 には時間ベクトルが含まれていないため、Dataset オブジェクト ds1 のタイムステップはシミュレーションタイムステップと一致しません。

get(ds1,1).Values.Time

データセット変換の制限

ログデータを Dataset 形式に変換すると、元のログデータに含まれていたすべての情報が Dataset オブジェクトに格納されます。ただし、対応する情報がない Dataset の他のプロパティについては既定値が使用されます。
To Workspace ブロックを使用してログ記録された可変サイズの信号のデータを変換すると、構造体の valueDimensions フィールドの情報が変換で失われます。
バスを配列、構造体、時間付き構造体の形式で記録すると、ログデータは次のように整理されます。
- バスの最初の信号のデータが 1 列目に含まれる
- 2 番目のバス信号のデータが 2 列目に含まれる (それ以降も同様)
このデータを Dataset 形式に変換するときは、Dataset オブジェクトでもこの構成が維持されます。ただし、変換ではなく Dataset 形式でバスのログを作成する場合は、このバスデータは timeseries オブジェクトの構造体として取得されます。
ログデータに時間ベクトルが含まれていない場合、そのデータを Dataset 形式に変換すると、変換によって時間ベクトルが挿入されます。時間ベクトルでは、それぞれのデータ値にタイムステップが 1 つずつあります。ただし、シミュレーションのタイムステップと Dataset のタイムステップは可変です。
Dataset 形式ではフレーム信号の仕様は無視されます。構造体または時間付き構造体のデータを Dataset 形式に変換する際、フレーム信号のログデータは形状変更されます。

参考

オブジェクト

Simulink.SimulationData.BlockPath | Simulink.SimulationData.Signal | Simulink.SimulationData.DataStoreMemory | Simulink.SimulationData.Dataset

関数

addElement | concat | find | get | getElementNames | numElements | setElement