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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。

  • 仿真数据检查器 - 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。

仿真数据检查器

大多数可视化任务都可以使用仿真数据检查器。仿真数据检查器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。在仿真数据检查器中使用比较来原型化、调试、调整、标定和测试您的模型。仿真数据检查器支持下列各项:

  • 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

要使用仿真数据检查器可视化仿真数据,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仿真数据检查器中可用。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™ 数据在仿真后在仿真数据检查器中可用。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仿真数据检查器。当您通过点击信号上的记录标记打开仿真数据检查器时,系统会自动绘制信号。

有关详细信息,请参阅仿真数据检查器

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,请考虑使用仿真数据检查器,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仿真数据检查器。

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仿真数据检查器中,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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