Stateflow チャートを使用したヒューマンマシンインターフェイスのロジックの設計

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この例では、スタンドアロンの Stateflow® チャートでグラフィカルユーザーインターフェイスのロジックをモデル化する方法を説明します。スタンドアロンのチャートは、MATLAB® をアクション言語として Classic チャートのセマンティクスを実装します。Simulink® でのコード生成が制限されている関数を含めて、MATLAB のすべての機能を使用してチャートをプログラミングできます。詳細については、MATLAB オブジェクトとして実行する Stateflow チャートの作成を参照してください。

スタンドアロンの Stateflow チャートは、その入力イベントを呼び出して、時相演算子を使用することによって実行できます。イベントドリブンおよびタイマードリブンの実行ワークフローは、ヒューマンマシンインターフェイス (HMI) およびグラフィカルユーザーインターフェイス (UI) の基となるロジックの設計に適しています。

MATLAB App Designer を使用する場合は、インターフェイスウィジェットからのコールバック関数がチャート内のイベントを呼び出します。
Stateflow チャートでは、時相演算子とローカルデータがユーザーインターフェイスのプロパティを制御します。

MATLAB を使用してグラフィカルユーザーインターフェイスを作成する方法の詳細については、App Designer を使用したアプリ開発を参照してください。

App Designer ユーザーインターフェイスの制御

このユーザーインターフェイスには、ランプを制御するオンとオフのスイッチが含まれています。スイッチが [On] の位置にある場合は、[Mode] オプションボタンの位置によって、点灯 (Solid) または点滅 (Blinking) のいずれかのモードでランプが光ります。点滅の速さは、[Blink Rate] スライダーを動かして制御します。

ファイル sf_lamp_logic.sfx は、ユーザーインターフェイスのロジックを実装するスタンドアロンの Stateflow チャートを定義します。チャートには、入力イベント (ON、OFF、BLINKING および SOLID) とローカルデータ (delay および app) が含まれています。チャート内のアクションは、各ステートからどのウィジェットにアクセス可能かを制御します。たとえば、Off ステートのアクションでは、ユーザーインターフェイスのランプウィジェット、[Mode] オプションボタン、[Blink Rate] スライダーがグレー表示になります。

On ステートでは、サブステート Solid と Blinking が 2 つの動作モードを示します。点滅するランプを実装するために、チャートは時相論理演算子afterに依存します。チャートがステート Blinking.Off に入ると、出力遷移上の式 after(delay,sec) は、数秒後にチャートを実行する MATLAB タイマーオブジェクトを作成します。その後チャートはステート Blinking.On に遷移し、Blinking.Off に戻る遷移をトリガーする別のタイマーオブジェクトを作成します。チャートが 2 つのステートの間で遷移を続ける間、ローカルデータ遅延の値を変更して点滅の速さを調整したり、入力イベント SOLID または OFF を呼び出して点滅モードから出る遷移を実行したりできます。

On ステートのヒストリジャンクションは、直近でアクティブだったサブステートに関する情報を保持して、ランプをオンにしたときにユーザーインターフェイスが前の動作モードに戻るようにします。

イベントを使用したスタンドアロンのチャートの実行

MATLAB コマンドウィンドウで入力イベント関数を呼び出すことにより、スタンドアロンのチャートを実行できます。Stateflow エディターには、チャートアニメーションを使用してアクティブステートと遷移を強調表示することにより、これらの各コマンドの効果が表示されます。

1. Stateflow エディターでスタンドアロンのチャートを開きます。

edit sf_lamp_logic.sfx

2.チャートオブジェクト L を作成して delay の値を 0.5 に初期化します。この値は 1 秒あたり 1 回の点滅速度に対応します。

L = sf_lamp_logic('delay',0.5);

3. ランプをオンにします。

ON(L)

4. 点滅モードに切り替えます。

BLINKING(L)

5. delay の値を 0.25 に設定します。この値は 1 秒あたり 2 回の点滅速度に対応します。

L.delay = 0.25;

6. 点灯モードに切り替えます。

SOLID(L)

7. ランプをオフにします。

OFF(L)

8. チャートオブジェクト L を MATLAB ワークスペースから削除します。

delete(L)

スタンドアロンのチャートとユーザーインターフェイスの接続

ユーザーインターフェイスとスタンドアロンの Stateflow チャートの間に双方向接続を確立するには、App Designer ウィンドウを開いて [コードビュー] を選択します。

1. App Designer ウィンドウで、Stateflow チャートオブジェクトへのハンドルを保存するためのプライベートプロパティ lampLogic を作成します。

properties (Access = private)
    lampLogic
end

2.チャートオブジェクトを作成してそのローカルデータ app をユーザーインターフェイスハンドルに設定するコールバック関数 StartupFcn を作成します。チャートオブジェクトハンドルを lampLogic プライベートプロパティに割り当てます。

% Code that executes after component creation
function StartupFcn(app)
    app.lampLogic = sf_lamp_logic('delay',0.5,'app',app);
end

3. ユーザーインターフェイスを閉じたときにチャートオブジェクトを削除するコールバック関数 CloseRequestFcn を作成します。

% Close request function: UIFigure
function UIFigureCloseRequest(app, event)
    delete(app.lampLogic);
    delete(app);
end

4. ユーザーインターフェイスのウィジェットごとに、スタンドアロンのチャートで適切なイベントを呼び出すコールバック関数を追加します。

Switch ウィジェットのコールバック関数 ValueChangedFcn:

function SwitchValueChanged(app,event)
    value = app.Switch.Value;
    switch lower(value)
        case 'off'
            OFF(app.lampLogic);
        case 'on'
            ON(app.lampLogic);
    end
end

Mode Button ウィジェットのコールバック関数 SelectionChangedFcn:

function ModeButtonGroupSelectionChanged(app,event)
    selectedButton = app.ModeButtonGroup.SelectedObject;
    if app.SolidButton == selectedButton
        SOLID(app.lampLogic);
    else
        BLINKING(app.lampLogic);
    end
end

Blink Rate Slider ウィジェットのコールバック関数 ValueChangedFcn:

function BlinkRateSliderValueChanged(app,event)
    app.lampLogic.delay = round(0.5/app.BlinkRateSlider.Value,2);
end

ユーザーインターフェイスを実行すると、チャートキャンバス上およびランプウィジェット上での制御ウィジェットの調整の効果を観察できます。

参考

after

Stateflow ドキュメンテーション

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