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决定如何可视化仿真数据

在整个建模过程中可视化仿真数据有助于您理解和调整模型行为。Simulink® 提供了几个相互补充的可视化工具,您可以在整个建模过程中使用。一些可视化工具还提供保存仿真数据的能力。了解每种方法,以便选择合适的工具来可视化模型数据。

  • Simulation Data Inspector - 在整个建模过程中查看、分析和比较记录的数据。

  • Scope 模块、Floating Scope 模块和波形查看器 - 使用类似于台式示波器的环境和功能来调试和分析数据。

  • Dashboard 模块 - 构建交互式界面来调整和监视模型。

  • 端口值显示 - 调试时查看瞬时信号值。

  • 自定义 MATLAB® 可视化 - 编写 MATLAB 代码来可视化数据。

Simulation Data Inspector

大多数可视化任务都可以使用 Simulation Data Inspector。Simulation Data Inspector 与您的模型中的数据记录相集成,可以很好地可视化整个模型中的许多信号。在 Simulation Data Inspector 中使用比较来原型化、调试、调整、标定和测试您的模型。Simulation Data Inspector 支持下列各项:

  • 在仿真过程中查看信号

  • 记录、导入和导出数据

  • 可配置的子图布局和可视化设置

  • 使用多个可视化选项查看数据,包括映射和 XY 绘图

  • 通过比较容差值来进行后处理和数据分析

  • 保存绘图和数据以共享或存档结果

要使用 Simulation Data Inspector 可视化仿真数据,请在模型中记录数据。当记录信号和输出时,记录的数据在仿真期间和仿真后会自动在 Simulation Data Inspector 中可用。在模型的 Configuration Parameters 中,选择 Data Import/Export > Record logged workspace data in Simulation Data Inspector 以使记录的状态和 Simscape™ 数据在仿真后在 Simulation Data Inspector 中可用。如果您要在不记录数据的情况下查看信号,请考虑使用 Scope 模块、Floating Scope 模块或 Scope Viewer

Simulation > Data Inspector 或通过点击信号记录标记打开 Simulation Data Inspector。当您通过点击信号上的记录标记打开 Simulation Data Inspector 时,系统会自动绘制信号。

有关详细信息,请参阅 Simulation Data Inspector

Scope 模块和波形查看器

Scope 模块、Floating Scope 模块和 Scope Viewer 以类似台式示波器的方式显示连接的信号。Scope 模块和波形查看器使用相同的界面来可视化和分析连接的信号。该界面类似于其他领域特定的工具,如 Spectrum Analyzer (DSP System Toolbox)Array Plot (DSP System Toolbox) 模块。您可以轻松地在模型中添加和连接 Scope 模块,您无需记录数据即可查看信号数据。

Scope 模块、Floating Scope 模块和波形查看器支持:

  • 在仿真期间查看信号,包括 Rapid Accelerator 仿真。

  • 轻量级调试的简单连接和可访问性。

  • 无数据记录的信号可视化。

  • 可选信号记录。

  • 使用播放控制从可视化界面开始仿真。

  • 示波器测量,包括游标和触发器。如果您有 Simscape 或 DSP System Toolbox™ 许可证时,可进行其他测量。

  • 可配置的绘图和显示。

  • 用于捕获事件的可配置触发器。

使用 Scope 模块、Floating Scope 模块和波形查看器进行原型构建和轻量级调试。例如,在模型开发的早期阶段,您可以将 Scope 模块连接到信号,以快速验证组件行为。通过添加触发器,您可以调整信号中的特定峰值或其他伪影。Scope 模块在您的模型中可能是永久性的,也可能不是永久性的。

当您需要查看整个模型层次结构中的信号数据时,请考虑使用 Simulation Data Inspector,尤其是当您已记录要查看的信号时。

有关详细信息,请参阅Scope 模块和波形查看器概述

Dashboard 模块

Dashboard 库包括可用于调整模型中变量和参数的控制模块,以及可用于查看信号数据的可视化模块。使用 Dashboard 模块查看瞬时信号数据,并为您的模型构建交互式界面。

您可以在仿真期间使用 Dashboard 模块控件来修改模型中的变量值和可调参数。可视化 Dashboard 模块在整个仿真期间会持续更新。当您需要调试使用 Dashboard 模块的模型时,请考虑使用仿真调速或仿真步进来减慢仿真速度,以便您可以查看瞬时信号值。您还可以将 Dashboard 模块提升到一个或多个面板,以便在您设计和调试模型时,始终可以在整个模型层次结构中使用交互式控制板。有关详细信息,请参阅:

Dashboard Scope 模块提供信号随时间变化的简单视图。您可以通过上下文菜单在 Dashboard Scope 模块中缩放、平移和添加游标。要使用更多调试和分析功能,请使用 Scope 模块或将数据记录到 Simulation Data Inspector。

有关使用 Dashboard 模块的详细信息,请参阅使用 Dashboard 模块对模型进行调优和可视化

端口值显示

您可以启用端口值显示来查看给定时间点的信号值。在构建原型和调试模型时,端口值显示可以作为现有可视化的补充。例如,您可以在使用 Scope 模块可视化时序行为的同时,随着仿真步进查看端口值显示上的信号值。您还可以单独使用端口值显示来支持调试,而无需向模型添加任何模块或记录数据。

要显示信号值,请右键点击信号并选择 Show Value Label of Selected Port

通过在端口上显示值来检查信号数据时,请考虑在仿真过程中使用仿真调速或仿真步进。有关详细信息,请参阅Simulation Pacing步进仿真

有关详细信息,请参阅显示端口值以进行调试

自定义 MATLAB 可视化

当您将仿真数据记录到工作区或文件中时,您可以编写 MATLAB 代码和脚本来创建自定义可视化。您可以记录模型中的信号、输出和状态,还可以为连接到波形查看器、Floating Scope 模块和 Scope 模块的信号启用数据记录。有关在模型中记录数据的详细信息,请参阅导出仿真数据

注意

当您使用 MATLAB 代码和脚本对数据进行后处理时,您不需要编写自定义 MATLAB 代码来可视化数据。您可以将处理过的数据导入 Simulation Data Inspector 中,以便与所记录的数据一起可视化。

您编写的可视化代码取决于所记录数据的格式。默认情况下,数据记录使用 Dataset 格式并生成单个仿真输出。记录的数据以 Simulink.SimulationOutput 对象形式返回到工作区,该对象包含的每个 Simulink.SimulationData.Dataset 对象对应于仿真中使用的一种记录类型。每个 Dataset 对象包含若干 Simulink.SimulationData.Signal 对象,这些对象将单个信号的数据存储为一个 timeseries 对象。有关详细信息,请参阅记录的仿真数据的数据格式

记录信号时,您可以使用自定义 MATLAB 代码在仿真期间可视化信号。有关详细信息,请参阅Access Data in a MATLAB Function During Simulation

另请参阅

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