Simulink을 사용한 시스템 설계 및 시뮬레이션

멀티도메인 환경에서 가상 시스템 구축 및 통합

가상 시스템 통합을 통해 프로토타입 하드웨어에 대한 의존도를 낮추고 모든 엔지니어가 제품 개발 주기의 모든 단계에서 시스템에 가상으로 액세스하게 할 수 있습니다. 사용자는 Simulink®를 사용하여 물리적 하드웨어, 임베디드 소프트웨어, 알고리즘, 그리고 시스템이 동작하는 환경으로 구성된 복잡한 가상 시스템을 모델링, 시뮬레이션 및 분석할 수 있습니다.

Simulink를 사용하여 다음을 수행할 수 있습니다.

  • 직관적인 아키텍처 모델을 사용하여 시스템 아키텍처 기술
  • 도메인 특정 툴과 사전 구축된 블록을 사용하여 여러 도메인을 포괄하는 시스템 모델링
  • 재사용 가능하고 즉시 실행할 수 있는 구성요소를 활용하여 관리하기 쉬운 대규모 모델 개발
  • 다양한 팀 및 툴의 구성요소를 하나의 시스템 수준 시뮬레이션에 쉽고 견고하게 통합
  • 시뮬레이션과 분석을 통해 시스템 거동 이해 및 검증
  • 멀티코어 데스크탑, 컴퓨터 클러스터 또는 클라우드에서 대규모 시뮬레이션 작업을 병렬로 실행
  • 독립형 실행 파일, 웹 앱 및 FMU(Functional Mockup Unit)로 시뮬레이션 배포

“시뮬레이션 환경을 하드웨어 검증 및 확인 기능과 함께 제공하는 다른 툴이 없습니다. 이 모든 것이 이 단일 환경에 담겨 있지요. 그래서 저는 MATLAB 및 Simulink를 사용합니다.”

Dr. Deepak Mishra, Indian Space Research Organization

시스템 아키텍처 기술

시스템 아키텍처는 System Composer™로 지정하고 분석할 수 있습니다. 상세한 Simulink 구현 모델로 전이되는 기술적 시스템 아키텍처 모델을 만들 수 있습니다. 이렇게 연결된 환경을 통해 전체 아키텍처 및 설계 워크플로의 항목을 동기화할 수 있습니다.

이러한 아키텍처 모델을 사용하여 가상 시스템 템플릿을 만들 수 있습니다. 사전 정의된 구조를 통해 시스템 시뮬레이션을 구성하고 가상 시스템을 자동으로 조합할 수 있습니다.


여러 도메인을 포괄하는 시스템 모델링

복잡한 가상 시스템에는 여러 도메인의 구성요소가 포함될 수 있습니다. Simulink를 사용하면 하나의 모델에서 연속시간, 이산시간 및 하이브리드 시뮬레이션 구성요소를 구축할 수 있습니다. 또한 Simulink 모델은 Stateflow®의 상태 머신으로 조합 및 순차 논리를 포함하고 SimEvents®에이전트 및 이벤트 주도 공정을 나타낼 수 있습니다. 물리 시스템의 모델은 Simscape™로 기술할 수 있습니다.

Simulink에서 사전 구축된 블록을 사용하여 산업 특정 응용 사례를 설계할 수 있으므로 직접 만들 필요가 없습니다. 예를 들어 블록을 사용해 Powertrain Blockset™에서 자동차 파워트레인을, Aerospace Blockset™으로 항공기 추진 시스템을 또는 신호 처리 툴로 오디오 및 비디오 시스템을 모델링하고 시뮬레이션할 수 있습니다.


관리하기 쉬운 대규모 모델 개발

Simulink에서는 시스템 구성요소화를 통해 서브시스템모델 참조를 사용하여 크고 복잡한 설계를 만들 수 있습니다. 이러한 기법을 활용하면 대규모 모델을 조합하고 시뮬레이션할 수 있습니다. 사용자 지정 라이브러리를 구축하여 조직 전반에서 부품과 구성요소를 공유하고 재사용할 수 있습니다. 모델 참조를 통해서는 설계를 다른 팀원과 동시에 개발하고 구성요소를 시스템에 통합하기 전에 독립적으로 검증할 수 있습니다. 모델 DevOps 워크플로를 도입하려면 Jenkins™와 같은 CI(지속적 통합) 시스템에서 MATLAB® 단위 테스트 프레임워크를 사용하여 테스트를 실행할 수 있습니다.


여러 소스의 구성요소 통합

여러 소스의 구성요소 통합

Simulink를 사용하여 그 출처가 어디든 설계 구성요소들을 한 곳에 모을 수 있습니다. 50개 이상의 Simulink 전용 애드온 제품과 100개 이상의 모델링 및 시뮬레이션 연결 파트너의 블록 라이브러리 또는 구성요소를 사용할 수 있습니다. Simulink를 사용하여 MATLAB, C/C++, Python 및 기타 언어로 작성된 코드를 설계로 가져올 수 있습니다.

Simulink는 FMI(Functional Mock-Up Interface) 같은 개방형 시뮬레이션 표준을 지원합니다. Simulink에서 FMI Import 블록을 사용하면 외부 FMU를 가져올 수 있습니다. 외부 시뮬레이션 프레임워크는 ROS 또는 DDS와 같은 미들웨어를 통해서 통합할 수 있습니다.

모델 차수 축소 기법을 사용하여 다양한 충실도 수준으로 모델링된 구성요소를 결합해서 모델 전체적으로 구성요소 충실도를 관리하고 맞출 수 있습니다.


시뮬레이션 및 분석

시스템 시뮬레이션을 통해 모델링 시점에 시스템 설계 문제를 감지하고 수정할 수 있습니다. 시뮬레이션 속도 조절을 사용하여 시뮬레이션을 지정된 속도로 실행하면서 시스템의 거동을 명확하게 관찰할 수 있습니다. 시뮬레이션 스텝을 앞뒤로 이동하여 시스템에 대한 이해를 증진하고 예기치 못한 거동의 원인을 파악할 수 있습니다.

Dashboard 블록을 사용하여 파라미터 값을 대화형 방식으로 제어하고 신호가 어떻게 응답하는지를 살펴볼 수 있습니다. 시뮬레이션 데이터 인스펙터를 사용하여 시뮬레이션의 데이터를 기록해서 결과를 확인 및 비교하고, MATLAB에서 추가 분석을 수행할 수 있습니다. 


클러스터와 클라우드에서의 대규모 시뮬레이션 작업 실행

몬테카를로 시뮬레이션, 설계 최적화 또는 자동 테스트 같은 작업을 실행할 수 있도록 Simulink를 구성해서 가상 시스템의 모든 설계 사례를 다룰 수 있습니다. 클러스터 또는 클라우드에서 시뮬레이션 작업을 실행하여 시스템 설계에 대한 이해를 더 빠르게 증진할 수 있습니다. Simulink의 다중 시뮬레이션 패널을 통해 스크립팅 없이 대규모 시뮬레이션 작업을 만들 수 있습니다. 시뮬레이션 관리자를 사용하여 시뮬레이션의 진행률과 결과를 모니터링, 검사, 시각화할 수 있습니다.

Simulink는 시뮬레이션 중에 데이터 스트리밍을 사용하여 메모리에 데이터를 점진적으로 불러오고 기록할 수 있습니다. 시뮬레이션 데이터는 전체 데이터셋을 메모리에 불어올 필요 없이 한 번에 한 청크 단위로 처리됩니다. 그러면 빅데이터를 사용하고 생성하는 대규모 시뮬레이션에서도 시스템 메모리 병목 현상을 제거할 수 있습니다.


시뮬레이션 배포

적절한 수준의 기능을 선택하여 협업자, 공급업체 및 고객과 시뮬레이션을 공유할 수 있습니다. Simulink Compiler™를 사용하면 모델로부터 자동으로 시뮬레이션 앱을 생성하고 이를 독립형 실행 파일 또는 브라우저 기반 액세스를 위한 웹 앱으로 컴파일할 수 있습니다.

모델에서 FMU를 내보내 외부 시뮬레이션 환경에서 사용할 수 있습니다. 또한 모델을 보호 모델로서 공유하면 모델의 웹 뷰, 생성된 코드, 비밀번호 보호를 선택적으로 포함할 수 있습니다.

시뮬레이션 배포


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