Simulink

Principales fonctionnalités

  • Éditeur graphique pour la création et la gestion de diagrammes fonctionnels hiérarchiques
  • Bibliothèques de blocs prédéfinis pour la modélisation de systèmes en temps continu ou en temps discret
  • Moteur de simulation avec des solveurs ODE à pas fixes ou variables
  • Scopes et affichage de données pour la consultation du résultat de la simulation
  • Outils de gestion de données et de projets pour les données et fichiers des modèles
  • Outils d'analyse de modèles pour l'affinage de l'architecture de modèle et l'augmentation de la vitesse de simulation
  • Bloc MATLAB Function pour l'import d'algorithmes MATLAB dans les modèles
  • Outil Legacy Code Tool pour l'import rapide de code C et C++ existant dans les modèles

Création du modèle

Simulink® propose un ensemble de blocs prédéfinis que vous pouvez combiner pour créer un schéma fonctionnel détaillé de votre système. Les outils destinés à la modélisation hiérarchique, à la gestion des données et à la personnalisation des sous-systèmes vous permettent de représenter avec concision et précision les systèmes les plus complexes.

Sélection des blocs

Le navigateur de bibliothèques Simulink Library Browser contient l'ensemble des blocs servant généralement à la modélisation d'un système, en particulier :

  • Blocs dynamiques continus et discrets, notamment les blocs Integration et Unit Delay
  • Blocs algorithmiques, notamment Sum, Product et Lookup Table
  • Blocs structurels, notamment Mux, Switch et Bus Selector

Vous pouvez créer des fonctions personnalisées en utilisant ces blocs ou en incorporant à votre modèle du code MATLAB®, C, Fortran ou Ada écrit manuellement.

Vous pouvez enregistrer vos blocs personnalisés dans des bibliothèques dédiées au sein du Simulink Library Browser.

Les produits complémentaires Simulink vous permettent d'incorporer des composants destinés aux secteurs de l'aérospatial, des communications, de la régulation PID, de la logique de contrôle, du traitement du signal, du traitement image et vidéo, ainsi qu'à d'autres applications. D’autres produits complémentaires, intégrant des composants électriques, mécaniques et hydrauliques, servent également à la modélisation de systèmes physiques.

Navigateur de bibliothèques Simulink Library Browser
Agrandir Navigateur de bibliothèques Simulink Library Browser

Incorporation des algorithmes MATLAB dans un modèle Simulink 2:04
Utilisez le bloc MATLAB® Function pour incorporer du code MATLAB dans un modèle Simulink®.

Création et édition du modèle

Pour créer un modèle, il vous suffit de glisser-déposer des blocs entre le navigateur de bibliothèques et l'éditeur Simulink. Vous reliez ensuite ces blocs à l'aide de lignes qui représentent des signaux, afin d'établir des relations mathématiques entre les composants du système. Les outils de formatage graphique, tels que les guides intelligents et les fonctions de routage intelligent des signaux, vous aident à contrôler l'apparence du modèle à mesure que vous le créez. Pour définir des relations hiérarchiques, vous n'avez qu'à organiser votre modèle en sous-systèmes, qui renferment un groupe de blocs et de signaux en un seul bloc.

L'éditeur Simulink vous assure un contrôle total des éléments que vous pouvez afficher et utiliser dans le modèle. Vous pouvez par exemple ajouter vos commandes et sous-menus à l'éditeur et aux menus contextuels. Vous avez également la possibilité d'ajouter une interface personnalisée à un sous-système ou à un modèle à l'aide d'un masque, qui dissimule le contenu du sous-système et dote ce dernier de sa propre icône et boîte de dialogue de paramètres.

Introduction à Simulink 3:25
Créez et simulez un modèle.

Création et masquage de sous-systèmes 3:09
Créez des hiérarchies et modulez le comportement des systèmes à l’aide de sous-systèmes.

Navigation dans la hiérarchie du modèle

La barre d'exploration et le navigateur de modèle de Simulink (Model Browser) vous permettent de parcourir votre modèle. La barre d'exploration vous indique le niveau hiérarchique actuellement affiché et vous permet de remonter ou descendre dans le modèle. Le navigateur de modèle affiche une arborescence hiérarchique complète de votre modèle et, tout comme la barre d'exploration, peut servir à parcourir les différents niveaux hiérarchiques.

Navigation dans un modèle hiérarchique 1:46
Découvrez comment la barre d’exploration, les fenêtres à onglets et le navigateur de modèle vous aident à naviguer selon un modèle hiérarchique.

Gestion des signaux et des paramètres

Les modèles Simulink contiennent des signaux et des paramètres. Les signaux sont des données dynamiques représentées par les lignes entre les blocs. Les paramètres sont des coefficients qui définissent la dynamique et le comportement du système.

Simulink vous aide à définir les attributs de signaux et de paramètres suivants :

  • Type de données : simple précision, double précision, signé ou non-signé sur 8, 16 ou 32 bits ; booléens ; énumérations ou données en virgule fixe
  • Dimensions : scalaires, vecteurs, matrices, tableaux multidimensionnels (N-D) ou de taille variable
  • Complexité valeurs réelles ou complexes
  • Plage minimale et maximale, valeur initiale et unités

Si vous décidez de ne pas définir d'attributs, Simulink les détermine automatiquement à l'aide d'algorithmes de propagation et effectue une vérification de la cohérence afin de garantir l'intégrité des données.

Ces attributs de signaux et de paramètres peuvent être spécifiés directement dans le modèle ou dans un dictionnaire de données séparé. Vous disposez ensuite de l'explorateur Model Explorer pour organiser, afficher, modifier et ajouter des données sans avoir à parcourir l'intégralité du modèle.

Onglet Signal Attributes de la boîte de dialogue de configuration d’un bloc.
Agrandir Onglet Signal Attributes de la boîte de dialogue de configuration d’un bloc.
Explorateur de modèle (Simulink Model Explorer)
Agrandir Explorateur de modèle (Simulink Model Explorer)

Simulation du modèle

Vous pouvez simuler le comportement dynamique de votre système et visualiser les résultats pendant l'exécution de la simulation. Pour garantir la vitesse et la précision du processus, Simulink propose des solveurs ODE à pas fixes ou variables, un débogueur graphique et un outil de profilage de modèle.

Choix d'un solveur

Les solveurs sont des algorithmes numériques d'intégration qui calculent la dynamique du système dans le temps, à partir des informations contenues dans le modèle. Simulink est doté de solveurs qui prennent en charge la simulation d'un vaste éventail de systèmes, dont les systèmes en temps continu (analogiques), en temps discret (numériques), hybrides (signaux mixtes), ainsi que les systèmes multicadence de toute taille.

Ces solveurs peuvent simuler aussi bien les systèmes raides que les systèmes comportant des discontinuités. Vous avez la possibilité de spécifier des options de simulation, notamment le type et les propriétés du solveur ainsi que les temps de début et de fin de la simulation, et de préciser si les données de simulation doivent être chargées ou enregistrées. Vous pouvez en outre définir des informations d'optimisation et de diagnostic. Il est possible d'enregistrer différentes combinaisons d'options avec le modèle.

Volet Solver de la boîte de dialogue de configuration des paramètres.
Agrandir Volet Solver de la boîte de dialogue de configuration des paramètres.

Exécution de la simulation

Vous pouvez exécuter votre simulation en mode interactif, dans l'éditeur Simulink, ou bien à l'aide de la ligne de commande MATLAB. Les modes de simulation suivants sont disponibles :

  • Normal (mode par défaut), pour une simulation interprétée de votre modèle
  • Accelerator, qui permet d'améliorer les performances de simulation en créant et exécutant un code compilé, tout en offrant la possibilité de modifier les paramètres du modèle lors de la simulation
  • Rapid Accelerator, pour simuler les modèles plus rapidement qu'en mode Accelerator, en créant un fichier exécutable indépendant de Simulink pouvant tourner sur un second cœur de votre machine

Pour réduire le temps nécessaire à l'exécution de plusieurs simulations, vous pouvez les exécuter en parallèle sur un ordinateur multicœur ou un cluster d'ordinateurs.

Introduction à l'exécution de plusieurs simulations Simulink en parallèle 2:29
Utilisez parfor pour accélérer l'exécution de plusieurs simulations.

Analyse du résultat de la simulation

Après l'exécution d'une simulation, vous pouvez en analyser le résultat dans MATLAB et Simulink. Simulink intègre des outils de débogage qui vous aident à comprendre le comportement de la simulation.

Affichage du résultat de la simulation

Vous pouvez visualiser le comportement de la simulation en consultant les signaux au moyen des affichages et des scopes fournis dans le logiciel Simulink. Il est également possible d'afficher les données de simulation dans l'outil Simulation Data Inspector et ainsi comparer plusieurs signaux issus de l'exécution de différentes simulations.

Vous pouvez également créer des IHM personnalisées ou enregistrer les signaux dans l'espace de travail MATLAB, afin d'afficher et d'analyser les données avec les outils de visualisation et les algorithmes MATLAB.

Visualisation des résultats de simulations 2:35
Visualisez les résultats des simulations avec les scopes et les visionneurs.

Débogage de la simulation

Simulink prend en charge le débogage grâce à l'outil Simulation Stepper, qui vous permet d'avancer ou de reculer pas-à-pas à l’intérieur de votre simulation, d'afficher les données des scopes et d'étudier comment et quand le système change d'état.

Grâce au débogueur Simulink, vous pouvez progresser pas à pas dans une simulation, une méthode à la fois, puis examiner le résultat obtenu avec chaque méthode. Pendant la simulation du modèle, il est possible d'afficher des informations telles que l'état des blocs, les entrées et sorties des blocs ou l'exécution de la méthode du bloc directement dans l'éditeur Simulink.

Rembobinage d'une simulation 1:29
Déplacez-vous vers l’avant et vers l’arrière dans votre simulation pour analyser le comportement de votre système.

Gestion de projets

Simulink fournit des outils permettant de gérer les fichiers, les composants et les grandes quantités de données relatifs à votre projet.

Gestion de fichiers relatifs à un projet

Simulink Projects est un outil interactif pour la gestion de fichiers de projet et la connexion à des logiciels de gestion de versions. Cet outil favorise la collaboration au sein des équipes et permet d'effectuer les actions suivantes :

  • Rechercher tous les fichiers relatifs à un projet
  • Créer des raccourcis pour un accès facile aux opérations courantes, ainsi que pour le lancement et la fermeture rapides de projets
  • Signaler les fichiers modifiés en vue d'une révision par des pairs
  • Partager des projets à l'aide de l'outil externe de gestion de versions Apache Subversion® (SVN)

Simulink Projects fournit des passerelles vers des outils de gestion de sources, de versions, et de configuration logicielle (SCM), de gestion du cycle de vie du produit (PLM) et de gestion du cycle de vie de l'application (ALM). À l'aide de l'outil Simulink Projects Source Control SDK, vous pouvez créer un adaptateur personnalisé pour d'autres outils tiers de gestion de versions.

Collaboration des équipes avec Simulink Projects 1:14
Obtenez une vue d'ensemble de collaboration d'équipe avec Simulink Project

Création de composants de conception

Simulink facilite la modélisation basée sur des composants et la conception modulaire. Vous pouvez segmenter votre modèle en composants de conception afin de modéliser, simuler et vérifier chaque composant indépendamment les uns des autres. Il est également possible d'enregistrer des composants en tant que sous-systèmes dans une bibliothèque ou d'utiliser le référencement de modèle pour enregistrer les composants en tant que modèles individuels. Les membres d'une équipe sont alors en mesure de travailler en parallèle sur ces composants.

Vous pouvez gérer des variantes de conception dans le même modèle à l'aide des blocs Model Variants et Variant Subsystems. Cette fonctionnalité simplifie la création et la gestion des conceptions qui partagent des composants, dans la mesure où un seul modèle peut représenter une famille de conceptions.

Conception modulaire en utilisant le référencement de modèles 2:49
Explorer la valeur des modèles référencés pour la modélisation à base de composants

Utilisation de Variant Subsystems 3:38
Utilisez des variantes de sous-systèmes pour passer d'une conception à l'autre.

Gestion de données à grande échelle

Les bus de signaux fournis dans le logiciel Simulink permettent de gérer un ensemble volumineux de signaux dans votre modèle. Avec ces bus de signaux, vous pouvez aggréger plusieurs signaux dans un seul objet, de sorte à les connecter plus facilement à un autre bloc. Il est également possible de définir un tableau de bus pour gérer un groupe d'objets bus dans un package.

L'explorateur de modèle Model Explorer est un dictionnaire graphique de données qui vous aide à organiser, afficher et modifier les données de vos modèles Simulink, ainsi qu'à en ajouter. Avec Model Explorer, vous pouvez :

  • Personnaliser l'interface pour n'afficher que les données et les propriétés qui vous intéressent
  • Contrôler la portée des données pour définir les composants qui y ont accès

Connexion à un équipement matériel

Vous pouvez connecter votre modèle Simulink à un équipement matériel afin d'effectuer du prototypage rapide, une simulation HIL (hardware-in-the-loop) ou un déploiement sur un système embarqué.

Exécution de simulations sur un équipement matériel

Simulink garantit une prise en charge intégrée du prototypage, du test et de l'exécution de modèles sur du matériel cible à faible coût, tel que Arduino®, LEGO® MINDSTORM® NXT, PandaBoard et BeagleBoard. Vous pouvez concevoir des algorithmes dans Simulink pour les applications de systèmes de contrôle, de robotique, de traitement audio et de vision par ordinateur, et observer leur exécution en temps réel.

Avec Real-Time Windows Target, vous pouvez exécuter des modèles Simulink en temps réel sur un PC Microsoft® Windows® et le connecter à des cartes d'E/S afin de créer et contrôler un système en temps réel. Pour exécuter votre modèle en temps réel sur un ordinateur cible, vous pouvez utiliser xPC Target en vue d'une simulation HIL, d'un prototypage de contrôle rapide et d'autres applications de test en temps réel. Consultez la page xPC Target Turnkey pour en savoir plus sur l'équipement matériel cible disponible.

Introduction à la prise en charge de cibles matérielles avec Simulink 1:55
Simulink fournit un support intégré pour le prototypage, les tests et l'exécution de modèles sur des cibles à faible coût, comme Arduino, LEGO Mindstorms NXT, et Raspberry Pi.

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MATLAB and Simulink resources for Arduino, LEGO, and Raspberry Pi

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Génération de code

Vous pouvez configurer les modèles créés dans Simulink et les préparer pour la génération de code. Si vous utilisez des produits complémentaires de génération de code avec Simulink, vous pouvez générer du code C et C++, HDL ou PLC directement depuis votre modèle.

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