再利用可能な参照モデルのインスタンスのパラメーター化

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複数の Model ブロックを使用して同じモデルを参照すると、モデルの各インスタンスで同じ値または異なる値を使用するようブロックパラメーターを設定できます。たとえば、Gain ブロックの [ゲイン] パラメーターを設定できます。異なる値を使用する場合、モデル引数を作成して使用し、ブロックパラメーターの値を設定します。場合によっては、使用するブロックパラメーター (コントローラーの設定点やフィルター係数など) の値をインスタンスごとに個別に設定できないと参照モデルを再利用できないことがあります。

再利用可能なモデルの各インスタンスに異なる値を指定

再利用可能な参照モデルのブロックパラメーターについて、モデルのインスタンスごとに異なる値を指定するには、次を行います。

参照モデルのモデルワークスペースで MATLAB^® 変数または Simulink.Parameter オブジェクトを作成します。
- 保守をしやすくするには MATLAB 変数を使用します。
- 最小値と最大値、データ型などのモデル引数のプロパティをより詳細に制御するには Simulink.Parameter オブジェクトを使用します。
変数またはパラメーターオブジェクトを使用してモデルのブロックパラメーター値を設定します。必要に応じて同じ変数またはオブジェクトを使用して他のブロックパラメーター値を設定します。
変数またはオブジェクトをモデル引数として設定します。
このモデルのシミュレーションを直接実行する場合、変数またはオブジェクトによってモデルワークスペース内に保存された値がブロックパラメーターとして使用されます。このモデルが参照モデルとしてシミュレートされると、モデル引数として構成されたパラメーターはその値を親モデルから取得します。
再利用可能なモデルを参照するそれぞれの Model ブロックで、ブロックパラメーターにインスタンス固有の値を指定します。
中間モデルでは、ブロックパラメーターにインスタンス固有の値を指定するのに加え、階層の次のレベルでパラメーターをオーバーライド可能かどうかを指定できます。

複数の引数を構造体にまとめる

複数のモデル引数を使用するようにモデルを構成する場合、モデルワークスペースの個別の変数の代わりに構造体を使用することを検討します。この手法により、引数の追加、名前の変更、または削除を行うときに保守の作業を減らすことができます。モデルワークスペースの引数を Model ブロックの引数の値と手動で同期する代わりに、変数エディターまたはコマンドプロンプトを使用して構造体を変更します。

Simulink^® Coder™ ライセンスがある場合は、この手法によって出力関数 (step) などの参照モデルの関数の仮パラメーターが使用する ROM を減らすこともできます。

構造体を作成および使用してブロックパラメーター値を設定するには、関連するブロックパラメーター定義を構造体に整理を参照してください。

参照モデルのパラメーター化

この例では、同じブロックパラメーターに違う値を対話的に使用するように参照モデルの複数のインスタンスを設定する方法について説明します。コマンドプロンプトのみを使用して参照モデルをパラメーター化する例については、参照モデルのプログラムによるパラメーター化を参照してください。コード生成を含む例については、再利用可能な参照モデルへのインスタンス固有パラメーター値の指定 (Simulink Coder)を参照してください。

モデル引数を使用するように参照モデルを構成する

参照モデル自体のシミュレーションを実行すると、モデルワークスペースのパラメーターオブジェクトは Simulink.Parameter オブジェクトまたは MATLAB 変数で指定した値を使用します。ブロックパラメーターでもこれらの値を使用します。

Gain ブロックの [ゲイン] パラメーターと Discrete Filter ブロックの [分子] パラメーターをモデル引数として設定するには、以下の手順に従います。

新しい Simulink モデルを開き、3 層の階層モデルを作成します。
モデルに Model ブロックを追加し、[モデル名] を ex_model_arg に設定します。
モデルを ex_model_arg_top として保存します。
ex_model_arg_ref を開きます。このモデルは再利用可能なアルゴリズムを表します。
モデルの [モデル化] タブで [モデルデータエディター] をクリックします。
モデルデータエディターで、[パラメーター] タブを選択します。
[値] 列を使用して、[ゲイン] パラメーターの値を gainArg に設定します。
gainArg の横にあるアクションボタンをクリックし、[作成] を選択します。
[新規データの作成] ダイアログボックスで、[値] を Simulink.Parameter に設定し、[場所] を [モデルワークスペース] に設定します。[作成] をクリックします。
Simulink.Parameter プロパティダイアログボックスで、[値] を 3.17 のような数値に設定します。[OK] をクリックします。
モデルデータエディターを使用して、Discrete Filter ブロックの [分子] パラメーターを設定します。
- coeffArg という名前の Simulink.Parameter オブジェクトを作成します。
- coeffArg をモデルワークスペースに保存します。
- 1.05 の値を coeffArg に代入します。
モデルデータエディターで [追加情報の表示/更新] ボタンをクリックします。
それぞれのオブジェクトについて、[Argument] 列のチェックボックスをオンにします。

多くのパラメーターを使用するモデルの場合は、[コンテンツのフィルター] ボックスを使用すると、特定のパラメーターをすばやく検索できます。
ex_model_arg_ref を保存します。

モデル引数の値を親モデルで設定する

親モデルをシミュレートする場合、再利用可能な参照モデルの各インスタンスでは、親モデルで指定したパラメーターの値が使用されます。この例では、モデルの階層構造の各レベルにおいて、Model ブロック上で調整可能なパラメーターとしてモデル引数を提示する方法を説明します。

ex_model_arg を開きます。このモデルは、再利用可能なアルゴリズムの複数のインスタンスを使用するシステムモデルを表します。
モデルの [モデル化] タブで [モデルデータエディター] をクリックします。
モデルデータエディターで、[パラメーター] タブを選択します。モデルデータエディターに、2 つの Model ブロックに対して指定できるインスタンス固有パラメーターに対応する 4 つの行が表示されます。
モデルデータエディターを使用してパラメーターの値を設定します。たとえば、次の図の値を使用します。
モデルの階層構造の次のレベルにおいて、これらのパラメーター値をオーバーライドするには、[Argument] 列のチェックボックスをオンにします。既定では、チェックボックスはオフになっています。
各 Model ブロックでインスタンス固有パラメーターを設定することもできます。ブロックのダイアログボックスで、[インスタンスパラメーター] タブを選択します。
ex_model_arg_top を開きます。このモデルには、ex_model_arg を参照する Model ブロックが含まれています。
Model の [ブロックパラメーター] ダイアログボックスを開き、[インスタンスパラメーター] タブを選択します。このタブで、モデル ex_model_arg で調整可能なパラメーターとして提示された各インスタンス固有パラメーターを確認できます。ここから、モデルの階層構造の coeffArg および gainArg パラメーターのすべてのインスタンスについてパラメーター値セットを作成できます。

複数のモデル引数を単一の構造体にグループ化

構造体を使用して、引数の追加、名前の変更、または削除を行うときに保守の作業を減らすことができます。構造体を使用しても、モデルの数学的な機能は同じです。

パラメーター値を ex_model_arg_ref および ex_model_arg の構造体で置き換えるには、以下の手順に従います。

コマンドプロンプトで、構造体を作成します。ex_model_arg_ref ワークスペースのそれぞれのパラメーターオブジェクトについてフィールドを 1 つ追加します。
```
structForInst1.gain = 3.17;
structForInst1.coeff = 1.05;
```
構造体を Simulink.Parameter オブジェクトに格納します。
```
structForInst1 = Simulink.Parameter(structForInst1);
```
モデルエクスプローラーを開きます。参照モデル ex_model_arg_ref で、[モデル化] タブで [モデルエクスプローラー] をクリックします。
モデルエクスプローラーを使用して、パラメーターオブジェクトをベースワークスペースから ex_model_arg_ref モデルワークスペースにコピーします。
モデルワークスペースで structForInst1 の名前を structArg に変更します。
[コンテンツ] ペインで、structArg を唯一のモデル引数として設定します。
ex_model_arg_ref モデルで、モデルデータエディターの [パラメーター] タブを使用して、[ゲイン] パラメーターの値を structArg.gain に設定し、[分子] パラメーターの値を structArg.coeff に設定します。
モデルを保存します。
コマンドプロンプトで、ベースワークスペースの既存の構造体を structForInst2 としてコピーします。
```
structForInst2 = copy(structForInst1);
```
Model ブロックでモデル引数の値の設定に使用したのと同じ数値を使用して 2 つの構造体のフィールドの値を設定します。
```
structForInst1.Value.gain = 2.98;
structForInst1.Value.coeff = 0.98;

structForInst2.Value.gain = 3.34;
structForInst2.Value.coeff = 1.11;
```
最上位モデル ex_model_arg で、モデルデータエディターを使用して、次の図のように引数の値を設定します。

バスオブジェクトを構造体のデータ型として使用する

Simulink.Bus オブジェクトを構造体のデータ型として使用できます。このオブジェクトを使用すると、インスタンス固有の構造体の特性 (名前やフィールドの順序など) をモデルワークスペース内の構造体の特性と一致させることができます。

Simulink.Bus オブジェクトを作成するには、コマンドプロンプトで関数 Simulink.Bus.createObject を使用します。オブジェクト内の要素の階層は、構造体フィールドの階層と一致します。オブジェクトの既定の名前は slBus1 です。
```
Simulink.Bus.createObject(structForInst1.Value);
```
バスオブジェクトをコピーして名前を myParamStructType に変更します。
```
myParamStructType = copy(slBus1);
```
ex_model_arg のモデルデータエディターで、[追加情報の表示/更新] ボタンをクリックします。モデルデータエディターに、ベースワークスペース内のパラメーターオブジェクトである structForInst1 と structForInst2 に対応する行が表示されます。
[Data Type] 列を使用して、structForInst1 と structForInst2 のデータ型を Bus: myParamStructType に設定します。
ex_model_arg_ref のモデルデータエディターで、structArg のデータ型を Bus: myParamStructType に設定します。

モデルの引数名または値の変更

参照モデルのコンテキストでモデル引数の名前を変更するには次を行います。

モデルを参照するすべての Model ブロックを見つけ、各ブロックで指定されているインスタンス固有パラメーターの値を保存する。関数 get_param を使用して、各ブロックの InstanceParameters パラメーターをクエリします。これは構造体配列です。この構造体には、Name、Value、Path、Argument の 4 つのフィールドが含まれます。
名前の変更の操作によって Model ブロックの値が破棄されるため、インスタンス固有パラメーターの値を保存しなければなりません。
モデルデータエディターで、参照モデルのモデルワークスペース内の変数またはオブジェクトを右クリックし、[すべての名前の変更] を選択する。名前の変更の操作は、変数またはオブジェクトの名前を変更し、その参照をモデル全体で変更します。詳細については、ワークスペース変数の作成、編集、管理を参照してください。
引数の新しい名前を使用して引数の値を Model ブロックに再度適用する。Model ブロックで引数の値をプログラムにより設定するには、インスタンスパラメーター, Instance parametersインスタンスパラメーターInstance parametersを参照してください。

再利用可能なコンポーネントのユーザーインターフェイスのカスタマイズ

チームの他のメンバーが使用する再利用可能な参照モデルを設計する場合、参照モデル全体にマスクを適用できます。そしてインスタンス固有の値の設定などの、ユーザーによる Model ブロックの操作方法をカスタマイズできます。

この手法を使用すると、プログラムによるインスタンス固有の値の指定も容易に行うことができます。gainMask という名前のマスクパラメーターを作成して使用する場合、myModelBlock という名前のモデルのインスタンスに対してプログラムによって値を 0.98 に設定するために、ユーザーはコマンドプロンプトで次のコマンドを使用できます。

set_param('myModelBlock','gainMask','0.98')

参照モデルにマスクを適用すると、モデルマスクには、直接の子モデルからのインスタンス固有パラメーターのみが表示されます。子孫のモデルからプロモートされたインスタンス固有パラメーターは表示されません。

モデルをマスクしない場合、インスタンス固有の値を設定するには、ブロックの InstanceParameters パラメーターを使用します。詳細については、参照モデルのプログラムによるパラメーター化を参照してください。

モデルのマスクの詳細については、モデルのマスクの紹介を参照してください。

インスタンス固有のデータをルックアップテーブルに設定する

Simulink.LookupTable オブジェクトを使用して ASAP2 または AUTOSAR のコード生成 (STD_AXIS や CURVE など) 用のルックアップテーブルデータを保存および設定する場合、そのオブジェクトをモデルの引数として設定できます。そして、コンポーネントのインスタンスごとに一意のテーブルデータおよびブレークポイントデータを指定できます。

Simulink.Breakpoint オブジェクトをモデルの引数として使用することはできません。

Simulink.LookupTable 引数のインスタンス固有の値を、親モデルの新しい Simulink.LookupTable として、または単純な MATLAB 構造体または配列として指定できます。

[指定] を Explicit value または Even spacing に設定する場合、値は次のいずれかになります。

Model1_LUT2 など、有効な MATLAB 構造体変数の名前
struct(‘Table’, …, ‘BP1’, …, ‘BP2’, …) など、リテラル構造体の式
Params.Model1.LUT2 または MATLAB 関数への呼び出しなど、有効な構造体を返すその他の式

[指定] を Reference に設定する場合、値は次のいずれかになります。

[1 5 7; 2 8 13] など、リテラル数値配列値
Model1_LUT2 など、数値配列変数の名前
Params.Model1.LUT2 または MATLAB 関数への呼び出しなど、有効な数値配列を返すその他の式

Simulink.LookupTable 引数のインスタンス固有値を構造体として指定する場合は、以下のルールが適用されます。

モデル引数定義の各フィールドは構造体で指定しなければならず、フィールドの数とフィールドの名前が一致しなければならない。
テーブルの次元と構造体のブレークポイントデータはモデル引数定義のテーブルの次元と構造体のブレークポイントデータと一致しなければならない。
構造体フィールドのデータ型が double の場合、値は対応するモデル引数フィールドのデータ型にキャストされる。それ以外の場合、値は対応するモデル引数フィールドのデータ型と一致しなければならない。

任意のシミュレーションモードおよびコード生成に対して、単純な数値として値を指定できます。コード生成の場合、モデル引数を Auto 引数のストレージクラスで設定すると、構造体または数値配列変数は生成されたコードで維持されません。ストレージクラスを他の任意の値に設定する場合、その値が生成されるコードで調整可能な引数を初期化するために使用される点において、構造体または数値配列は他のモデル引数に類似します。

以下の例は、Simulink.LookupTable 引数のインスタンス固有の値を新しい Simulink.LookupTable および MATLAB 構造体として指定する方法を示します。

ルックアップテーブルとコマンドプロンプトを使用して参照モデルをパラメーター化する例については、インスタンス固有のデータをプログラムでルックアップテーブルに設定するを参照してください。

参照モデルでのモデルの引数の設定

再利用可能なアルゴリズムを表すモデル例 ex_arg_LUT_ref を開きます。
```
open_system('ex_arg_LUT_ref')
```
モデルエクスプローラーを使用して、モデルワークスペースに Simulink.LookupTable オブジェクトを追加します。[追加 Simulink LookupTable] ボタンを使用できます。このオブジェクトに LUTArg という名前を付けます。
[テーブルの次元数] を 2 に設定します。[テーブル] および [ブレークポイント] の下で、テーブルデータおよびブレークポイントデータの値を指定します。たとえば、次の図の値を使用します。
ex_arg_LUT_ref から直接シミュレーションやコード生成を行う場合、モデルではこれらの値が使用されます。
[構造体の型定義] の下で [名前] を LUTArg_Type に設定します。
[適用] をクリックします。
[コンテンツ] ペインで、LUTArg について、[引数] 列のチェックボックスをオンにします。
参照モデルの n-D Lookup Table ブロックで、[データの仕様] を [ルックアップテーブルオブジェクト] に設定します。[名前] を LUTArg に設定します。
モデルを保存します。

インスタンス固有の引数の値の作成

再利用可能なアルゴリズムを 2 回使用するモデル例 ex_arg_LUT を開きます。
```
open_system('ex_arg_LUT')
```
コマンドプロンプトで、Simulink.LookupTable オブジェクトをベースワークスペースに作成します。または、データディクショナリで Simulink.LookupTable オブジェクトを作成できます。
```
LUTForInst1 = Simulink.LookupTable;
```

オブジェクトのブレークポイントデータとテーブルデータを指定します。

LUTForInst1.Table.Value = [8 7; 6 5];
LUTForInst1.Breakpoints(1).Value = [5 6];
LUTForInst1.Breakpoints(2).Value = [3 4];

構造体型名を指定します。この名前は、参照モデルワークスペース内のオブジェクトによって指定されている名前と一致させます。
```
LUTForInst1.StructTypeInfo.Name = 'LUTArg_Type';
```
構造体を使用して 2 番目の Model ブロックに対してインスタンス固有の引数値を作成します。構造体のブレークポイントデータとテーブルデータを指定します。
```
StructForInst2.Table = [9 8; 7 7];
StructForInst2.BP1 = [3 4];
StructForInst2.BP2 = [5 6];
```
ex_arg_LUT モデルで、モデルインスタンス Model に対し、[インスタンスパラメーター] タブで [LUTArg] の値を LUTForInst1 に設定します。
モデルインスタンス Model1 について、[LUTArg] を StructForInst2 に設定します。

ex_arg_LUT_ref の 1 つのインスタンスはベースワークスペースの Simulink.LookupTable オブジェクトに保存されたテーブルデータとブレークポイントデータを使用し、他のインスタンスは構造体に保存されたテーブルデータとブレークポイントデータを使用します。

参考

Simulink.Breakpoint | Simulink.LookupTable | Simulink.Parameter