モデルをツール結合 FMU としてエクスポート

Simulink^® コンポーネントをサードパーティソフトウェアに統合するには、Simulink モデルをツール結合 Functional Mockup Unit (FMU) としてエクスポートします。サードパーティ製ツールは FMU を実行する際に、必要なライセンスをチェックアウトし、Simulink のローカルインストールを開始してモデルを起動します。ツール結合 FMU は、FMU によってカプセル化される固定ステップソルバーと可変ステップソルバーをサポートします。

プロジェクトを使用して FMU をエクスポートします。モデルを開き、[新規] 、 [プロジェクト] 、 [このモデルからの新規プロジェクト] を選択してモデルからプロジェクトを作成します。この例では、vdp モデルを使用します。

プロジェクトから FMU を対話的にエクスポートできます。

プロジェクトで、[共有]、[ツール結合 FMU] を選択します。
[Copyright]、[説明]、および [FMU アイコン] フィールドに入力します。[設定の保存と出力形式] をクリックし、名前を指定します。

生成された FMU には、モデルの実装と、エクスポート中に指定されたメタデータが含まれます。

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<fmiModelDescription author="" copyright="" description="" fmiVersion="2.0"
                     generationDateAndTime="2018-08-16T15:51:48Z"
                     generationTool="Simulink (R2018b)"
                     guid="5bd096be-a08d-020e-fc96-847aa21def5b"
                     license=""
                     modelName="vdp"
                     variableNamingConvention="structured"
                     version="1.8">

次のようにして、プロジェクトを作成し、コマンドラインから FMU にエクスポートすることもできます。

>> p = slproject.create('vdpProject') 
>> copyfile(which('vdp'), './vdpFMU.slx') 
>> p.addFile('./vdpFMU.slx')
>> Simulink.fmuexport.ExportSimulinkProjectToFMU(p,'vdpFMU.slx','-fmuname','vdpFMU')

コマンドラインからその他の FMU エクスポートオプションを示すには、以下を入力します。

help Simulink.fmuexport.ExportSimulinkProjectToFMU

モデルは、エクスポートについて以下の条件を満たさなければなりません。

モデルはノーマルモードまたはアクセラレータシミュレーションモードでなければならない。
ルートの入力端子と出力端子は次のいずれかの数値データ型でなければならない。
- double
- int32
- Boolean
- すべての要素が double、int32、または Boolean のいずれかである Simulink.Bus オブジェクト
- 基本データ型が double、int32、または Boolean のいずれかに解決される Simulink.AliasType オブジェクト

Simulink からエクスポートされたコシミュレーションコンポーネントである場合、FMU のローカルのサンプル時間は元のモデルのサンプル時間です。

ツール結合 FMU に調整可能なパラメーターを含める

調整可能なパラメーターを含めるには、以下を行います。

関連する Simulink プロジェクトからモデルを開きます。
Simulink モデルから、[モデル化] タブをクリックし、モデルエクスプローラーを起動します。
[モデルワークスペース] を選択し、変数 MATLAB^® または Simulink パラメーターを追加します。
追加する調整可能なパラメーターのそれぞれについて、[データプロパティ] または [Simulink.Parameter] ペインで [引数] チェックボックスをオンにします。
[適用] をクリックします。
モデル内の調整可能なパラメーターを参照します。
ツール結合 FMU をエクスポートします。

コンテンツを隠すための保護モデルの使用

エクスポートされたツール結合 FMU は zip パッケージで、このパッケージには元の Simulink プロジェクトとそのリソースフォルダー内のモデルファイルが含まれています。知的所有権を保護し、モデルのコンテンツを隠すには、保護モデルを使用します。モデルを保護モデルとして保存するときは、シミュレーションなど、保護モデルでサポートする機能を選択します。Model ブロックをもつモデルを作成して SLXP ファイルを読み込みます。その後、ツール結合 FMU にエクスポートするときに、このモデルをメインインターフェイスモデルとして使用します。詳細については、コンテンツを隠すためのモデルの保護 (Embedded Coder)を参照してください。

エクスポートされたツール結合 FMU の使用

エクスポートされた FMU には、Simulink のローカルインストールの実行が必要です。コシミュレーションに使用される MATLAB バージョンは、FMU がエクスポートされた MATLAB バージョンと同じでなければなりません。Windows^® で、FMU を実行するアプリケーションは、必要なライセンスを自動的にチェックアウトできます。他のオペレーティングシステムの場合は、以下の設定を適用します。

Linux^® では、次のようにします。

setenv LD_LIBRARY_PATH ${LD_LIBRARY_PATH}:<InstallationFolder>/bin/glnxa64:<InstallationFolder>/extern/bin/glnxa64  (csh/tcsh) 
export LD_LIBRARY_PATH=${LD_LIBRARY_PATH}:<InstallationFolder>/bin/glnxa64:<InstallationFolder>/extern/bin/glnxa64  (bash)

macOS では、次のようにします。

setenv DYLD_LIBRARY_PATH ${DYLD_LIBRARY_PATH}:<InstallationFolder>/bin/maci64:<InstallationFolder>/extern/bin/maci64  (csh/tcsh) 
export DYLD_LIBRARY_PATH=${DYLD_LIBRARY_PATH}:<InstallationFolder>/bin/maci64:<InstallationFolder>/extern/bin/maci64  (bash)

macOS の場合、システム整合性保護 (SIP) により、setenv コマンドは、MATLAB などの新しいプロセスを開始するアプリケーションで機能しません。DYLD_LIBRARY_PATH を <InstallationFolder>/bin/maci64:<InstallationFolder>/extern/bin/maci64 に設定するには、Append library path to "DYLD_LIBRARY_PATH" in MAC に従ってください。

FMU を実行する前に、オペレーティングシステムコンソールから MATLAB セッションを設定しなければなりません。このセッションを設定してから、サードパーティ製アプリケーションを開始し、ツール結合 FMU をインポートします。各 FMU インスタンスには、新しい MATLAB セッションが必要です。

MATLAB からの専用セッションの開始

FMU をインポートするアプリケーションが FMU の単一インスタンスを実行する場合、MATLAB を使用してセッションを開始できます。

>> shareMATLABForFMUCoSim

shareMATLABForFMUCoSim は、インポートされた FMU のコシミュレーションを実行するための外部ツールからの要求に利用可能な、現在の MATLAB セッション専用です。FMU がこのセッションに接続している場合、Simulink エディターおよび Simulink プロジェクトは読み込まれ、コシミュレーションは自動的に開始します。このセッションを使用して、コシミュレーションの一時停止、再開を行うことができるほか、コシミュレーションの実行中にコマンドウィンドウからパラメーターを調整して信号をプロットできます。コシミュレーションが完了するか、ユーザーによって停止されるか、実行時エラーで中断される場合、MATLAB が閉じられ、Simulink エディターおよび Simulink プロジェクトがアンロードされて、モデルへの変更が破棄されます。エラーが発生すると、この FMU をインポートするシミュレーションツールに表示されます。各セッションは、同時に 1 つの FMU インスタンスに接続できます。

オペレーティングシステムからの専用セッションの開始

FMU をインポートするアプリケーションが複数の FMU インスタンスを起動する場合、オペレーティングシステムコンソールを使用して専用の MATLAB セッションを開始します。MATLAB で matlabroot を実行し、<matlabroot> を検出します。

その後、<matlabroot> を使用します。

Windows では、次の手順を実行します。

<matlabroot>\toolbox\shared\fmu_share\script\fmu-matlab-setup.cmd [NumberOfMATLABSessions]

Linux および macOS の場合:

<matlabroot>/toolbox/shared/fmu_share/script/fmu-matlab-setup [NumberOfMATLABSessions]

入力引数 NumberOfMATLABSessions は、このスクリプトの開始時に起動される MATLAB セッションの数を表す整数です。NumberOfMATLABSessions がない場合、MATLAB セッションは起動されません。その場合、プログラムはコマンドラインインターフェイスモードになり、コマンドを待機します。

使用可能なコマンドを確認するには、次のように help と入力します。

> help
Command list:                                                                                                                                                                                 
quit - Close all shared MATLABs and exit.                                                                                                                                                     
list - List shared MATLABs.                                                                                                                                                                   
start NUMBER_OF_MATLABS - Start NUMBER_OF_MATLABS more MATLABs.                                                                                                                               
stop NUMBER_OF_MATLABS - Stop NUMBER_OF_MATLABS MATLABs.                                                                                                                                      
ignore - Stop asking about the hardware core count when launching MATLABs.                                                                                                                    
clean MATLAB_NUMBER - Clean up the MATLAB workspace for MATLAB #MATLAB_NUMBER. Use 0 for all MATLABs.                                                                                         
help - Print the command list.

FMU ごとに 1 つのセッションを起動し、同時に実行します。1 つの FMU がある場合は、以下を入力します。