Simulinkにお​けるバイナリ形式da​tファイルの参照方法​に関して

以下のようなヘッダーとデータレコードを持つようなバイナリ形式のdatファイルをsimulinkのMatlabFunctionブロック上で

読み込んで計算に用いる処理を行いたいです。

datファイル仕様サンプル――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

ヘッダ1.1　4バイト（開始日時）

ヘッダ1.2 4バイト（データレコードNの個数）

データレコード1.1　4バイト→日時1日

データレコード1.2　4バイト→降水量200mm/h

データレコード2.1　4バイト→日時2日

データレコード2.2　4バイト→降水量300mm/h

データレコード3.1　4バイト→日時3日

データレコード3.2　4バイト→降水量0mm/h

・

・

・

データレコードN.1　4バイト→日時N日

データレコードN.2　4バイト→降水量XXXmm/h

datファイル仕様サンプル――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――――

上記は例として示しており、ヘッダがファイルの先頭にあり、以降日付と降水量のデータレコードがN個並んでいるようなdatファイルの構造です。

なお、例として文字を用いていますが、中身はすべて整数です。

.mファイルであればfopen()でdatファイルを開いたのちfread()でレコードごとに読み込むことで

各日時における降水量を取得して計算に使うことができるのですが、MatlabFunctionで同様のプログラムを実行すると

ヘッダ等を読み込んだ際のサイズが[:?×1]となってしまい、「スカラー値が必要です。この式はサイズ [:? x 1] をもっています。」

とエラーが出てしまいます。

調べたところ、matファイルやスプレッドシートであれば、From Spreadsheetブロック等を使ってできそうではあるのですが、可能であればバイナリ形式のファイルから

直接読み出してSimulinkのMatlabFunctionで使えるようにしたいです。

MatlabFunctionブロック上で直接読めなくても、何かしらのブロックとMatlabFunctionブロックとをつなげて

実現可能であればご教授頂きたいです。

Answer 1

[Toshinobu Shintai]

一番簡単なのは、MATLAB Function ブロックで"coder.extrinsic"を使う方法です。このコマンドで指定した関数をコード生成から除外するため、fopenなど、Simulinkで対応していない関数を使うことができます。

MATLABのスクリプトで以下のように関数を定義し、

function data = my_func()
%%
file_ID = fopen("data.dat");
data = fread(file_ID);

end

data.datを以下のように作成しました。

MATLAB Functionブロックで以下のように記述すると、

データを取り出すことができます。

[A.T]

回答ありがとうございます。

以下、申し訳ないのですが2点追加で質問よろしいでしょうか。

①coder.extrinsic に関して調べたところ、以下のURLの記載のように変数 y を「初期化」して、配列の大きさを関数実行前に決める必要があります。

記載して頂いた内容の「y=zeros(16,1,’int32’)」の16が関数を呼ばないと不明な場合はこの方法は使えますでしょうか。

（元々のdatファイルの例だと、Nはdatファイルを開かないと分からないため、返値の大きさは関数実行前だと分からない状態です）

MATLAB Function ブロックを使いこなせ！ » MATLAB ユーザーコミュニティー - MATLAB & Simulink (mathworks.com)

②coder.extrinsic を用いる方法はスタンドアロンFMU化した場合においても用いることはできるのでしょうか。

コード生成対象外という記載があるので、.fmuファイルとしたさい使えなくなるのではないかと危惧しております。

[Toshinobu Shintai]

①について

上限サイズが分かれば、以下のリンク先で紹介されています可変サイズ信号を使って定義することはできます。

https://twitter.com/toshi34780378/status/1551341579163803648

https://twitter.com/toshi34780378/status/1551703997505044481

しかし、信号の上限サイズも不明である場合は、Simulinkでは可変サイズの信号を扱うことができません。Simulinkの性質上、メモリ動的割り当てをむやみに使わないように、制限を課しています。

②について

FMUエクスポートの制限事項については、以下のリンク先に記載があります。

https://jp.mathworks.com/help/simulink/ug/export-model-as-tool-coupling-fmu.html

おそらく方式によると思いますが、ツールカップリング方式であればできそうです。

他の環境でも実行できるようにするということであれば、S-Function BuilderなどでC言語でファイル操作を記述する方が、より汎用なモデルになるかと思います。

[A.T]

返信、誠にありがとうございます。

頂いた内容から、S-Function Builderを用いる方法等も検討してみようと思います。