Simulink による信号処理

1日目

Simulink とは

学習目標: Simulink とモデルベース デザインの概要を説明します。

• Simulink とは
• Simulink の使用する利点
• Simulink アドオン
• Simulink モデルの概要（作成できるモデルの種類）

モデルの作成とシミュレーション

学習目標: Simulink のユーザー インターフェイスとブロック ライブラリーの説明をします。簡単なモデルを作成し、シミュレーションを実行します。

• Simulink モデルの作成と編集
• システム入力と出力の定義
• モデルのシミュレーションと結果の解析
• Simulink モデル パラメーターの初期化の自動実行
• 信号ビューアーによる信号の可視化

離散動的システムのモデル化

学習目標: 離散動的システムをモデル化し、スコープを使用してフレームベース信号とマルチチャンネル信号を可視化します。

• 基本ブロックによる離散システムのモデル化
• モデルでのフレームの使用
• 時間領域の信号の表示
• マルチチャンネル信号の取り扱い

論理構造のモデル化

学習目標: 論理式のモデル化を学習します。Simulink におけるゼロクロッシングの扱い方と、MATLAB コードによる論理式のモデル化についても説明します。

• 論理式のモデル化
• 条件付き信号経路選択のモデル化
• ゼロクロッシング検出の理解
• MATLAB^® Function ブロックによるモデル化

アルゴリズムからモデルへ

学習目標: 与えられたアルゴリズムの仕様に基づいてモデルを作成します。

• アルゴリズム仕様からのモデル化
• エラー条件下にあるモデルの動作の制御
• モデル化とシミュレーションを使い、アルゴリズムを繰り返し開発
• 指定されたアルゴリズムに対するモデルの検証

2日目

ミックスド シグナル モデル

学習目標: ミックスド シグナル システムをモデル化します。

• ミックスド シグナルモデルとは
• アパーチャ ジッターと非線形性をもつアナログ デジタル コンバーター (ADC) のモデル化
• ケース スタディ: TI ADS62P29 ADC のモデル化

Simulink ソルバー

学習目標: 与えられた Simulink モデルに対し適切なソルバーを選択します。

• Simulink^® ソルバーについて
• 簡単なモデルの解法
• 離散状態および連続状態をもつモデルの解法
• マルチレートモデルの解法
• 固定ステップおよび可変ステップのソルバー
• 連続状態システムのソルバーの選択
• ゼロクロッシングの処理
• 代数ループの処理

サブシステムとライブラリ

学習目標: カスタム ブロックの作成とマスクの適用、及びカスタム ライブラリの作成について説明します。

• サブシステムの作成
• バーチャル サブシステムと Atomic Subsystem について
• モデル コンポーネントとしてのサブシステムの使用
• サブシステムのマスク
• カスタム ブロック ライブラリの作成
• ライブラリ ブロックの取り扱いと変更
• Simulink^® ライブラリ ブラウザーへのカスタム ライブラリの追加

条件付きサブシステム

学習目標: 特定の条件が満たされたときにだけモデルの一部が機能するようなシステムを作成します。

• 条件付き実行サブシステム
• Enabled Subsystem による条件駆動システムのモデル化
• Triggered Subsystem による条件駆動システムのモデル化
• AGC モデルの使用例

スペクトル解析

学習目標: Simulink 環境でスペクトル解析を行い、アルゴリズム内でスペクトル計算値を使用します。

• スペクトル解析を行う理由
• Spectrum Scope ブロックを使用したスペクトル解析
• スペクトル解析パラメーターの選択
• ファン モーター ノイズのパワー スペクトル解析
• スピーチ用のスペクトル識別器
• 離散システムの周波数応答の測定

3日目

フィルター設計と適用

学習目標: モデルにフィルターを組み込みます。フィルターの様々な設計、およびモデル内への実装方法をご紹介します。

• Simulink^® でのフィルター設計
• 固定小数点フィルターのモデル化

マルチレート システム

学習目標: マルチレート システムをモデル化します。データのリサンプリングや、マルチレート フィルター ブロックについて説明します。

• マルチレート システム
• マルチレート信号処理用ブロック
• オーバーサンプリングされたデータのリサンプリング
• エイリアシング (復習)
• アンチイメージング フィルターとアンチエイリアシング フィルターの設計および実装
• マルチレート フィルター ブロックの使用
• ケース スタディ: プロフェッショナル オーディオ信号を CD 形式に変換
• 固定小数点への設計の変換

外部コードの組み込み

学習目標: MATLAB や C コードの Simulink モデルへの読み込み、および組み込みについて説明します。

• カスタム コードと外部コードの注意事項
• MATLAB Function ブロックによる MATLAB^® コードの組み込み
• MATLAB Function ブロックでの coder.ceval による C コードの組み込み

モデルとブロック線図の結合

学習目標: 規模の大きいモデルを複数のモデルに分割して開発を分担する場合に重要な、モデルの結合について学習します。

• モデル参照とサブシステム
• モデル参照のセットアップ
• モデル参照引数のセットアップ
• モデル参照のシミュレーション モード
• 参照モデルでの信号の表示
• モデル参照の依存関係グラフの閲覧

モデル化タスクの自動化

学習目標: MATLAB のコマンドラインから Simulink モデルを制御し、実行します。

• テスト実行の自動化
• パラメーター設定のチェックと変更
• 特定のパラメーター値をもつブロックの検索
• ブロック線図の作成と変更

付録 C: 固定小数点設計

学習目標: Fixed Point Toolを使用した固定小数点モデルへの変換方法について説明します。

• Fixed-Point Designer™ のワークフロー
• 固定小数点アドバイザーの使用
• 固定小数点ツールの使用
• コマンド ライン インターフェイス