MATLAB, Simulink a Model-Based Design

Všetky návody pre súťaž Road2FEI boli vytvorené v prostredí MATLAB. Čo je MALTAB sa dočítate v nasledujúcich odstavcov. Spoločnosť MathWorks vytvorila pre používateľov, ktorí nemajú skúsenosti s MATLABom voľne dostupné online kurzy, kde si môžu vyskúšať prácu v prostredí na zaujímavých príkladoch. Pre jednoduchšiu prácu pri riešení úloh súťaže odporúčame študentom absolvovať nasledujúce online kurzy:

  • Learn to Code with MATLAB – základy programovania v MATLABe pre základné a stredné školy (12+). Kurz trvá približne 1 hodinu.
  • MATLAB Onramp – základné zručnosti a postupy v MATLABe. Kurz trvá približne 2 hodiny.
  • Simulink Onramp – tvorba, úprava a simulovanie modelov v Simulinku. Kurz trvá približne 2 hodiny.
  • Stateflow Onramp – základy tvorby stavových automatom a rozhodovacej logiky. Kurz trvá približne 3 hodiny.

MATLAB

MATLAB je inžiniersky nástroj a interaktívne prostredie pre vedecké a technické výpočty, analýzu dát, vizualizáciu a vývoj algoritmov, využívaný miliónmi inžinierov a vedcov po celom svete. S programom MATLAB môžete skúmať a vizualizovať Vaše nápady a riešiť úlohy naprieč rožnými odbormi. MATLAB poskytuje riešenia v oblastiach, ako je aplikovaná matematika, strojové učenie, spracovanie signálov a komunikácie, spracovanie obrazu a počítačového videnia, finančná analýza a modelovanie, návrh riadiacich systémov, robotika a mnoho ďalších.

Simulink

Simulink je nadstavba MATLABu pre simuláciu a modelovanie dynamických systémov. Poskytuje používateľom možnosť rýchlo a jednoducho vytvárať modely dynamických sústav vo forme blokových schém.

Aplikačné knižnice MATLABu a Simulinku

Otvorená architektúra MATLABu a Simulinku viedla ku vzniku knižníc funkcií a blokov, nazývaných aplikačné knižnice, ktoré rozširujú použitie programu v príslušných vedných a technických odboroch. Ďalšiu skupinu tvorí súbor nástrojov Polyspace, určených pre detekciu run-time chýb, overenia správnosti programového kódu a certifikáuciu.

navod 01

Model-Based Design

Klasický prístup k tvorbe riadiaceho systému je písanie algoritmu v integrovanom vývojovom prostredí (IDE). Tento prístup však môže byť zdĺhavý a časovo náročný, hlavne ak existujú požiadavky, ako je nedostupnosť hardvéru, komplexnosť riadiaceho systému, kontrola rôznych variantov riadenia a ďalšie. Spoločnosť MathWork navrhuje využívať iný prístup k návrhu riadiaceho systému, ktorý označuje ako Model-Based Design. Pri využití prístupu Model-Based Design sa algoritmus najskôr namodeluje v simulačnom prostredí. Model môže obsahovať aj riadený systém, pre ktorý je algoritmus navrhnutý, takže jednotlivé časti môžu byť vzájomne prepojené. Výpočtové prostredie MATLAB a Simulink poskytuje niekoľko nadstavieb na modelovanie riadiacich (napríklad Stateflow) a fyzikálnych systémov (produkty skupiny Simscape). Tento prístup umožňuje vytvorenie testov, ktoré sa dajú v simulácii vykonať. Algoritmus tak možno overiť a zistiť, či sa algoritmus správa tak, ako je potrebné. Týmto prístupom sa dajú rýchlo zachytiť chyby prvotného návrhu. Po namodelovaní a overení algoritmu sa pristupuje k jeho implementácii. Výpočtové prostredie MATLAB a Simulink umožňuje niekoľko spôsobov transformácie modelu alebo riadiaceho systému na zdrojový kód pomocou generovania kódu do rôznych jazykov. MATLAB a Simulink podporujú priamo aj generovanie viaceré zariadenia. Jedno z nich je Arduino.

Licencia MATLABu

Účastníci súťaže road2FEI si môžu požiadať o licenciu MATLABu mailom.