MATLAB & Simulinkby solution 依解決方案 / 控制設計自動化

3D實體模型建構工具
MATLAB & Simulink 在嵌入式控制系統設計領域之相關產品,可廣泛運用在航太、國防、汽車、工業設備、流程控制及其他許多應用上。利用 MATLAB & Simulink 之設計工具,可大幅降低研發成本,縮短產品上市時程並提昇產品品質。

  • 控制理論、系統識別
  • PC-based即時控制/模擬系統
  • 即時控制實驗
控制理論、系統識別
適用於控制理論應用發展與控制法則設計。
 

一、 基本控制理論之實現
使用MATLAB搭配控制相關工具箱實現基本控制理論,例如:古典控制、現代控制、線性及非線性控制與模糊控制理論等。

主程式 : MATLAB

相關工具箱模組

Control System Toolbox

控制系統工具箱提供系統化分析、設計和調整線性控制系統的工具。可以指定一個系統的線性模型,並繪製其時間和頻率回應的圖表,以了解系統是如何動作的。以工作流程為基礎的圖形化使用者介面可協助快速完成每一步分析和設計流程。

Fuzzy Logic Toolbox

模糊邏輯工具箱是利用以模糊邏輯為基礎的系統設計工具,擴充MATLAB的科學運算功能。透過圖形化使用者介面工具可以完成模糊推理系統設計的各個步驟。此工具箱中的函數提供了多種常用的模糊邏輯設計方法,例如模糊群、模糊自我調整神經學習等。

Robust Control Toolbox

強韌控制工具箱提供在實際受控體確保控制器表現具一致性之設計上,一套系統模型分析不確定因素的工具。這個工具箱協助使用者快速確認出最差情境與自動產生控制器,減少參數變動和模型錯誤的敏感度。




二、控制理論之實現與系統模擬
除了實現基本控制理論,另外加上Simulink的模型化基礎設計功能,提供應用於各種領域之動態模擬系統設計的平台,可自動地調整任何種類模型的數值、向量和參數,包括連續,離散,線性,非線性模型。

主程式 : MATLAB、Simulink

相關工具箱模組

Control System Toolbox

控制系統工具箱提供系統化分析、設計和調整線性控制系統的工具。可以指定一個系統的線性模型,並繪製其時間和頻率回應的圖表,以了解系統是如何動作的。以工作流程為基礎的圖形化使用者介面可協助快速完成每一步分析和設計流程。

Fuzzy Logic Toolbox

模糊邏輯工具箱是利用以模糊邏輯為基礎的系統設計工具,擴充MATLAB的科學運算功能。透過圖形化使用者介面工具可以完成模糊推理系統設計的各個步驟。此工具箱中的函數提供了多種常用的模糊邏輯設計方法,例如模糊群、模糊自我調整神經學習等。

Robust Control Toolbox

強韌控制工具箱提供在實際受控體確保控制器表現具一致性之設計上,一套系統模型分析不確定因素的工具。這個工具箱協助使用者快速確認出最差情境與自動產生控制器,減少參數變動和模型錯誤的敏感度。

Stateflow

事件導向系統模擬軟體透過開發有限狀態機和流程圖的設計環境擴展Simulink的功能。此模組使用自然、可讀和易理解的形式來表達複雜邏輯,同時與MATLAB和Simulink緊密結合,為包括控制、優先順序管理、工作模式邏輯的嵌入式系統的設計提供了有效的工作環境。

Simulink Control Design

Simulink 控制模塊組可對控制系統、非線性模型進行分析和設計。此模塊組提供相當多的工具,可自動求得近似的線性模型和頻域分析,還可在Simulink的環境直接調校控制系統的參數,可協助降低開發線性模型上所需的時間和複雜度。

Simulink Design Optimization

Simulink設計最佳化模塊組協助使用者使用數值的最佳化和藉由估計與調整模型參數來改善設計。在Simulink模型中自動調校設計的參數,或是可共同最佳化物理與演算法參數,讓整體系統效能發揮至最大。



三、系統識別
結合了 MATLAB 的強大資料分析、矩陣運算及圖形處理能力,再利用System Identification Toolbox,從量測到的輸入/輸出資料中,利用時域和頻域的方法,建立與估算動態系統的線性模型,和設計出符合單一或多通道資料的模型。另外也利用Neural Network Toolbox,支援目前廣泛使用的類神經網路。

主程式 : MATLAB、Simulink

相關工具箱模組

Stateflow

事件導向系統模擬軟體透過開發有限狀態機和流程圖的設計環境擴展Simulink的功能。此模組使用自然、可讀和易理解的形式來表達複雜邏輯,同時與MATLAB和Simulink緊密結合,為包括控制、優先順序管理、工作模式邏輯的嵌入式系統的設計提供了有效的工作環境。

System Identification Toolbox

系統辨識工具箱能夠從測量所得到的輸入/輸出資料來構建動態系統的數學模型。這種資料驅動的方式可以對不容易使用首要原則的動態系統建立數學模型或描述規範,此工具箱也能簡化利用首要原則建立的複雜模型,例如結構的有限元素模型,或是依據模擬回應簡單的飛行動力學模型。

Neural Network Toolbox

類神經網路工具箱運用設計、實現、視覺化和類神經網路的工具來擴充MATLAB的功能。當進行常規分析是相當困難或幾乎不可能時,如進行模式識別和非線性系統辨識與控制,類神經網路的應用可以解決此類問題。類神經網路工具箱全面支援許多被證實過的網路範例,也提供便於進行設計和管理網路的圖形化使用者介面(GUIs)。

PC-based即時控制/模擬系統
適用即時控制設計、控制法則驗證與馬達控制
 


一、 Windows-based
此一組合使用的即時作業系統為Real-Time Windows Target kernel,執行效能約為~10kHz,實際數字將依PC的不同與模型的複雜程度不同而有所變化。

主程式 : MATLAB、Simulink

相關工具箱模組

Control System Toolbox

控制系統工具箱提供系統化分析、設計和調整線性控制系統的工具。可以指定一個系統的線性模型,並繪製其時間和頻率回應的圖表,以了解系統是如何動作的。以工作流程為基礎的圖形化使用者介面可協助快速完成每一步分析和設計流程。

Stateflow

事件導向系統模擬軟體透過開發有限狀態機和流程圖的設計環境擴展Simulink的功能。此模組使用自然、可讀和易理解的形式來表達複雜邏輯,同時與MATLAB和Simulink緊密結合,為包括控制、優先順序管理、工作模式邏輯的嵌入式系統的設計提供了有效的工作環境。

Simulink Control Design

Simulink 控制模塊組可對控制系統、非線性模型進行分析和設計。此模塊組提供相當多的工具,可自動求得近似的線性模型和頻域分析,還可在Simulink的環境直接調校控制系統的參數,可協助降低開發線性模型上所需的時間和複雜度。

Stateflow Coder

Stateflow C 程式碼產生器可以對Stateflow狀態圖生成整數型,浮點型或者定點型C程式碼。此模塊組支援所有的Stateflow物件和語法,協助使用者開發和測試演算法,演算法最終可作為獨立可執行的應用程式,或作為子函數嵌入其它程式中。

Real-Time Workshop

C程式碼產生器從Simulink和Embedded MATLAB程式碼模型可產生並執行用於開發與測試演算法的C程式碼。產生的程式碼可用於多種即時和非即時應用程式,包括模擬加速、快速原型開發以及硬體迴路測試。

Real-Time Windows Target

Windows環境即時控制工具允許在PC系統上,即時執行以Simulink和Stateflow建立的控制系統或訊號處理演算法模型的快速原型化與硬體迴圈模擬還可以產生成C程式碼,經過編譯及連結後,藉著PC的I/O介面和硬體聯接,可以執行即時的Windows應用。




二、x86-based RTOS/ Fanless PC+ x86-based RTOS
•x86-based RTOS:即時作業系統為xPC Target kernel,執行效能約為~100kHz,實際數字將依PC的不同與模型的複雜程度不同而有所變化。
•Fanless PC+ x86-based RTOS:使用xPC Target kernel為即時作業系統,執行效能約為~100kHz。此一方案的優點為使用fanless 的Micro-Box 2000/2000C 即時控制平台,適合做嵌入式的應用。

主程式 : MATLAB、Simulink

相關工具箱模組

Control System Toolbox

控制系統工具箱提供系統化分析、設計和調整線性控制系統的工具。可以指定一個系統的線性模型,並繪製其時間和頻率回應的圖表,以了解系統是如何動作的。以工作流程為基礎的圖形化使用者介面可協助快速完成每一步分析和設計流程。

Stateflow

事件導向系統模擬軟體透過開發有限狀態機和流程圖的設計環境擴展Simulink的功能。此模組使用自然、可讀和易理解的形式來表達複雜邏輯,同時與MATLAB和Simulink緊密結合,為包括控制、優先順序管理、工作模式邏輯的嵌入式系統的設計提供了有效的工作環境

Simulink Control Design

Simulink 控制模塊組可對控制系統、非線性模型進行分析和設計。此模塊組提供相當多的工具,可自動求得近似的線性模型和頻域分析,還可在Simulink的環境直接調校控制系統的參數,可協助降低開發線性模型上所需的時間和複雜度。

Stateflow Coder

Stateflow C 程式碼產生器可以對Stateflow狀態圖生成整數型,浮點型或者定點型C程式碼。此模塊組支援所有的Stateflow物件和語法,協助使用者開發和測試演算法,演算法最終可作為獨立可執行的應用程式,或作為子函數嵌入其它程式中。

Real-Time Workshop

C程式碼產生器從Simulink和Embedded MATLAB程式碼模型可產生並執行用於開發與測試演算法的C程式碼。產生的程式碼可用於多種即時和非即時應用程式,包括模擬加速、快速原型開發以及硬體迴路測試。

xPC Target

PC環境即時控制模塊組是一種高效能的主-從機構原型環境,它能把Simulnk、Stateflow模型和物理系統連接起來並且在低成本的PC硬體上即時運行。此模塊組提供了系統快速控制原型化和硬體回路模擬完整的解決方案。

xPC Target Embedded Option

xPC嵌入式程式工具延伸xPC Target的功能,能將即時的嵌入式系統轉檔至獨立目標的PC硬體上使用,可應用於生產、控制、訊號處理、資料擷取、調校與測試等領域。

即時控制實驗
適用即時控制設計、實驗室訊號分析監控、控制法則驗證、工廠量測監控與馬達控制。


一、EMECS PC-Based:Real Time Windows
此一組合使用的即時作業系統為Real-Time Windows Target kernel,並以EMECS(智慧型即時自動控制系統)做為受控體,進行即時控制實驗。

主程式 : MATLAB、Simulink

相關工具箱模組

Control System Toolbox

控制系統工具箱提供系統化分析、設計和調整線性控制系統的工具。可以指定一個系統的線性模型,並繪製其時間和頻率回應的圖表,以了解系統是如何動作的。以工作流程為基礎的圖形化使用者介面可協助快速完成每一步分析和設計流程。

Stateflow

事件導向系統模擬軟體透過開發有限狀態機和流程圖的設計環境擴展Simulink的功能。此模組使用自然、可讀和易理解的形式來表達複雜邏輯,同時與MATLAB和Simulink緊密結合,為包括控制、優先順序管理、工作模式邏輯的嵌入式系統的設計提供了有效的工作環境。

Simulink Control Design

Simulink 控制模塊組可對控制系統、非線性模型進行分析和設計。此模塊組提供相當多的工具,可自動求得近似的線性模型和頻域分析,還可在Simulink的環境直接調校控制系統的參數,可協助降低開發線性模型上所需的時間和複雜度。

Stateflow Coder

Stateflow C 程式碼產生器可以對Stateflow狀態圖生成整數型,浮點型或者定點型C程式碼。此模塊組支援所有的Stateflow物件和語法,協助使用者開發和測試演算法,演算法最終可作為獨立可執行的應用程式,或作為子函數嵌入其它程式中。

Real-Time Workshop

C程式碼產生器從Simulink和Embedded MATLAB程式碼模型可產生並執行用於開發與測試演算法的C程式碼。產生的程式碼可用於多種即時和非即時應用程式,包括模擬加速、快速原型開發以及硬體迴路測試。

Real-Time Windows Target

Windows環境即時控制工具允許在PC系統上,即時執行以Simulink和Stateflow建立的控制系統或訊號處理演算法模型的快速原型化與硬體迴圈模擬還可以產生成C程式碼,經過編譯及連結後,藉著PC的I/O介面和硬體聯接,可以執行即時的Windows應用。



二、EMECS PC-Based:x86- based RTOS
本組合使用的即時作業系統為xPC Target kernel,並以EMECS(智慧型即時自動控制系統)做為受控體,進行即時控制實驗。

主程式 : MATLAB、Simulink

相關工具箱模組

Control System Toolbox

控制系統工具箱提供系統化分析、設計和調整線性控制系統的工具。可以指定一個系統的線性模型,並繪製其時間和頻率回應的圖表,以了解系統是如何動作的。以工作流程為基礎的圖形化使用者介面可協助快速完成每一步分析和設計流程。

Stateflow

事件導向系統模擬軟體透過開發有限狀態機和流程圖的設計環境擴展Simulink的功能。此模組使用自然、可讀和易理解的形式來表達複雜邏輯,同時與MATLAB和Simulink緊密結合,為包括控制、優先順序管理、工作模式邏輯的嵌入式系統的設計提供了有效的工作環境。

Simulink Control Design

Simulink 控制模塊組可對控制系統、非線性模型進行分析和設計。此模塊組提供相當多的工具,可自動求得近似的線性模型和頻域分析,還可在Simulink的環境直接調校控制系統的參數,可協助降低開發線性模型上所需的時間和複雜度。

Stateflow Coder

Stateflow C 程式碼產生器可以對Stateflow狀態圖生成整數型,浮點型或者定點型C程式碼。此模塊組支援所有的Stateflow物件和語法,協助使用者開發和測試演算法,演算法最終可作為獨立可執行的應用程式,或作為子函數嵌入其它程式中。

Real-Time Workshop

C程式碼產生器從Simulink和Embedded MATLAB程式碼模型可產生並執行用於開發與測試演算法的C程式碼。產生的程式碼可用於多種即時和非即時應用程式,包括模擬加速、快速原型開發以及硬體迴路測試。

xPC Target

PC環境即時控制模塊組是一種高效能的主-從機構原型環境,它能把Simulnk、Stateflow模型和物理系統連接起來並且在低成本的PC硬體上即時運行。此模塊組提供了系統快速控制原型化和硬體回路模擬完整的解決方案。



三、EMECS DSP-Based:TI C2000 DSP
此一組合使用的即時作業系統為Real-Time Windows Target kernel,並以EMECS(智慧型即時自動控制系統)做為受控體,進行即時控制實驗。

主程式 : MATLAB、Simulink

相關工具箱模組

Control System Toolbox

控制系統工具箱提供系統化分析、設計和調整線性控制系統的工具。可以指定一個系統的線性模型,並繪製其時間和頻率回應的圖表,以了解系統是如何動作的。以工作流程為基礎的圖形化使用者介面可協助快速完成每一步分析和設計流程。

Stateflow

事件導向系統模擬軟體透過開發有限狀態機和流程圖的設計環境擴展Simulink的功能。此模組使用自然、可讀和易理解的形式來表達複雜邏輯,同時與MATLAB和Simulink緊密結合,為包括控制、優先順序管理、工作模式邏輯的嵌入式系統的設計提供了有效的工作環境。

Simulink Control Design

Simulink 控制模塊組可對控制系統、非線性模型進行分析和設計。此模塊組提供相當多的工具,可自動求得近似的線性模型和頻域分析,還可在Simulink的環境直接調校控制系統的參數,可協助降低開發線性模型上所需的時間和複雜度。

Stateflow Coder

Stateflow C 程式碼產生器可以對Stateflow狀態圖生成整數型,浮點型或者定點型C程式碼。此模塊組支援所有的Stateflow物件和語法,協助使用者開發和測試演算法,演算法最終可作為獨立可執行的應用程式,或作為子函數嵌入其它程式中。

Real-Time Workshop

C程式碼產生器從Simulink和Embedded MATLAB程式碼模型可產生並執行用於開發與測試演算法的C程式碼。產生的程式碼可用於多種即時和非即時應用程式,包括模擬加速、快速原型開發以及硬體迴路測試。

Signal Processing Blockset

訊號處理模塊組提供在Simulink環境下豐富的模塊庫,可進行訊號處理系統的設計、實現和驗證。包含一系列訊號處理技術模塊,包括:轉換,緩衝,數位濾波,和線性代數,不用再利用低階的程式來設計和模擬即時系統。

Signal Processing Toolbox

訊號處理工具箱是一個用於類比和數位訊號處理的工業級標準演算法集合,提供豐富的圖形介面做相互的的分析及設計,並利用指令功能做更複雜的演算法開發。

Simulink Fixed Point

Simulink 定點模塊組為 Simulink 產品家族提供了定點設計的功能,它支援使用者利用定點演算法來實現控制系統設計和訊號處理系統設計。此外還可搭配 MathWorks 其他轉碼工具,可產生 C 或 HDL 程式碼,完成設計的實現和驗證工作。

Fixed-Point Toolbox>

定點工具箱為 MATLAB 提供了定點資料類型和演算法,使用者可以使用定點工具箱開發定點演算法並以轉檔而成的C程式碼執行演算法,可加快執行速度。

Embedded IDE Link CC

CCS 連結工具可以建立 MATLAB、Simulink 和 TI Code Composer Studio 嵌入式軟體發展環境,此模塊組讓使用者在支援 CCS 的所有 TI DSP 上,都可以快速原型化設計和執行 PIL (processor-in-the-loop) 模擬,例如 C2000、C55x 和 C6000 系列 DSP。

Target Support Package TC2

TI C2000 系列 DSP 嵌入式系統轉碼工具將MATLAB、Simulink與TI’s eXpressDSP工具以及C2000處理器整合在一起。利用這些產品,可以執行自動程式碼的產生、原型化、以及在C2000處理器上開發嵌入式系統,協助使用者完成控制器設計與數位訊號處理演算法的開發和驗證。

Real-Time Workshop Embedded Coder

嵌入式C程式碼產生器能夠為Simulink和Stateflow模型產生C程式碼。其生成的程式碼和專業人員手寫的程式碼一樣清楚、有效,能夠滿足以結構緊湊,運行快速為首要需求的嵌入式系統、目標快速原型化板、批量生產中使用的微處理器和即時模擬器。嵌入式C程式碼產生器完全支援對原有應用程式,函數及資料的整合。

 

關於MATLAB & Simulink 影像處理解決方案,更多資訊請上 MathWorks 網站:
http://www.mathworks.com/applications/controldesign/