블록 다이어그램

블록 다이어그램은 시스템의 시각적 표현으로, 여기서 블록은 개별 컴포넌트를 나타내고 신호 선은 컴포넌트 간의 관계를 나타냅니다. 블록 다이어그램 내 블록은 함수, 동작 또는 모델을 정의할 수 있습니다. 블록 다이어그램은 시스템의 개요를 제공하므로 컴포넌트를 파악하고 이해하기가 더 쉽습니다.

블록 다이어그램의 응용 사례

블록 다이어그램은 여러 복잡한 엔지니어드 시스템의 모델링에 사용될 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어는 비용이 많이 드는 프로토타입을 생산하기 전에 개념 모델을 설계하고 검증할 수 있습니다. 블록 다이어그램은 다음과 같은 다양한 응용 사례의 기술 시스템을 표현하는 데 사용할 수 있습니다.

• 동적 시스템: 동적 시스템의 가상 모델을 시뮬레이션해 설계 결정을 평가할 수 있습니다.
• 제어 논리: 제어 알고리즘을 개발하고 테스트하며 검증한 후 배포할 수 있습니다.
• 임베디드 소자: 임베디드 하드웨어에 배포할 제어 논리를 설계할 수 있습니다.
• MBSE (모델 기반 시스템 공학): 시스템 아키텍처의 시각적 표현을 생성하여 시스템 컴포넌트의 통합과 그 상호 작용을 구현할 수 있습니다.

블록 다이어그램 생성 방법

블록 다이어그램이 시스템을 정확히 나타내도록 하려면 요구사항을 정의하는 것으로 시작할 수 있습니다. 이 단계에서는 시스템의 목표를 이해하고 입력 및 출력을 파악하는 작업이 수반됩니다. 이 단계를 사전에 수행하면 블록 다이어그램의 범위를 확립할 수 있습니다.

요구사항을 명확하게 파악한 후 블록 다이어그램 배치를 시작할 수 있습니다. 일반적으로 왼쪽에서 오른쪽 방향으로 또는 위에서 아래 방향으로 정보의 흐름을 반영하는 논리 순서를 따라 블록을 배열할 수 있습니다. 각 블록은 시스템 내의 특정 동작이나 컴포넌트를 나타내야 합니다. 복잡한 시스템의 경우, 전체 구조를 단순화하고 가독성을 개선하기 위해 관련 블록을 그룹화하는 것을 고려할 수 있습니다.

블록을 배열한 후에는 해당 블록이 기능을 수행하기 위해 필요한 정보, 데이터 또는 파라미터를 기록합니다. 입력 및 출력을 나타내도록 블록에 들어가거나 나가는 방향 신호 선을 그려 해당 정보가 전송되는 방식을 표시합니다.

블록 다이어그램 생성의 모범 사례는 다음과 같습니다.

• 신호 선을 사용해 다이어그램 내의 블록 간 연결을 정의합니다. 
• 명확성을 위해, 선을 가능하면 교차하지 않는 직선으로 그립니다. 
• 중요한 신호 선의 경우 명확하게 레이블을 지정하여 다이어그램의 흐름과 기능에 대한 이해를 돕습니다.
• 주석을 추가하여 블록 다이어그램의 복잡한 부분에 대한 맥락을 제공합니다.

Simulink의 블록 다이어그램

동적 시스템을 모델링하고 시뮬레이션하는 블록 다이어그램을 Simulink^®에서 생성할 수 있습니다. Simulink 편집기에서 블록 다이어그램을 배열하려면, 각각 물리 컴포넌트나 기능 등 더 큰 시스템의 일부를 나타내는 블록을 끌어서 놓습니다. Simulink 블록에는 신호를 형성하기 위해 여러분이 연결할 수 있는 미리 정의된 입력과 출력이 있습니다. 또한 블록을 서브시스템으로 그룹화하여 대규모 시스템의 하위 컴포넌트를 더 단순하게 시각화할 수도 있습니다.

Simulink의 주요 기능은 시간 경과에 따른 시스템의 동작을 시뮬레이션하는 것입니다. 가장 단순한 형태로, 이는 블록 다이어그램에서 블록을 통과하며 단계를 진행할 때 시간 관리, 블록에 대한 시뮬레이션 순서 결정 및 계산된 출력의 전파 등을 포함됩니다.

각 시간 스텝에서 입력으로부터 출력을 계산하기 위해 정해진 순서에 따라 블록이 시뮬레이션됩니다. 주어진 시간 스텝에 대한 블록 다이어그램 내의 모든 계산이 완료되면, Simulink는 모델 구성 및 수치 솔버 알고리즘에 따라 다음 시간 스텝을 결정하고 시뮬레이션 시계를 진행시킵니다. 그런 다음 각 블록의 출력은 이 새로운 시간 스텝에 대해 계산됩니다. 이 과정은 시뮬레이션 중지 시간에 도달할 때까지 진행되며, 시뮬레이션 과정 전체에서 수집된 모든 데이터는 분석할 수 있습니다.