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レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ 1111
レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03
オシロスコープとMATLABの連携
レクロイ・ジャパン株式会社プロダクト・マーケティング
辻 嘉樹
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 2
オシロスコープとMATLAB の連携Step1: データ・ファイル
• オシロスコープで測定した波形データをメディアに保存して転送
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レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ 2222
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 3
オシロスコープとMATLAB の連携Step1: データ・ファイル
• データ・フォーマットとしてMATLAB用のものを用意しています。
• 波形データはアスキー形式で .datファイルとして保存します。
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 4
オシロスコープとMATLAB の連携Step1: データ・ファイル
• MATLAB上ではdlmreadコマンドを使って読み取ります。
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 5
オシロスコープとMATLAB の連携Step2: GP-IB/Ethernetでデータ転送
• オシロスコープで測定した波形データをGP-IB/Ethernet等のインターフェイスで転送
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 6
オシロスコープとMATLAB の連携Step2: GP-IB/Ethernetでデータ転送
• ActiveXコントロールであるActiveDSOを利用すると、簡単にオシロスコープトの通信ができます。
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 7
オシロスコープとMATLAB の連携Step2: GP-IB/Ethernetでデータ転送
• ActiveDSO• レクロイ社が無償で提供する
WINDOWSユーティリティ・プログラムで、オシロスコープとの通信を行うActiveXコントロールです。
• MATALB以外にも、MS-EXCEL、MS-WORD等々ActiveX対応のソフトウェアで使用可能です。
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 8
オシロスコープとMATLAB の連携Step3: Application間通信
• オシロスコープで測定した波形データを同一Windows上のMATLABに直接転送
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 9
オシロスコープとMATLAB の連携Step3: Application間通信
• IPアドレスをループバック127.0.0.1に設定する事で同一OS上のオシロスコープのアプリケーションと通信が可能になります。
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 10
オシロスコープとMATLAB の連携Step3: Application間通信
• また、XstreamDSOのアプリケーション・ソフトウェアは、COMベース(ActiveX)で作られているので、これをActiveXサーバーとしてMATLABから直接通信する事が可能です。
� h = actxserver('LeCroy.WaveMasterApplication');� TimePerPoint = h.Acquisition.Horizontal.TimePerPoint.Value
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レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ 6666
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 11
オシロスコープとMATLAB の連携Step4: Application間双方向通信
• オシロスコープで測定した波形データを同一Windows上のMATLABに直接転送
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 12
XDEVでは、MATLAB用に入出力変数を自動割り当て
• XDEVでは、自動的にMATLAB上にオシロスコープのデータを入力する変数WformIn1とWformIn2を、オシロスコープへの出力する変数WformOutを設定します。 MATLABでは、Source1で選択したトレースのデータがWformIn1に、Source2で設定したトレースのデータがWformIn2にそれぞれ入力され、演算結果はWformOutを介して演算トレースに出力されます。
WformOutWformOut
WformIn1WformIn1
WformIn2WformIn2
Source1Source1
Source2Source2
C1
C2
F1
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レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ 7777
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 13
MATLABをカスタム演算に
• MATLAB のプログラムをカスタム演算として選べます
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 14
MATLABをカスタム演算に
• 演算トレースF1にMATLABを組み込んだところ
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 15
MATLABをカスタム演算に
• デフォールトでは、入力波形を反転して半分にします
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 16
MATLABをカスタム演算に
• 演算結果としてF1は、入力波形C2の振幅が半分、極性が逆
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 17
MATLABによるフィルタの設計
• MATLABのフィルタ・デザイン・ツールを使うとフィルタが簡単に設計できる。
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 18
MATLABによるフィルタの設計
• 設計したフィルタの係数は、Workspaceに保存する。
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 19
フィルタをF1に組み込み
• 図に示すコードを記述するだけでフィルタが実現できる。ここでは、さっき保存したフィルタ係数を使うようになっている。
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 20
フィルタをF1に組み込み
• フィルタした波形がF1として表示されます。
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 21
フィルタの設計変更
• フィルタの設計変更をMATLABで行います。
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 22
フィルタの設計変更
• MATLABでの設計変更は、瞬時にF1に反映されます。
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レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03
Simulinkを使った機械振動のシミュレーション
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 24
MATLAB を演算に設定
� Mathトレースの演算としてMATLABMathを選択
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 25
MATLABからSimulinkを呼び出す
� Simulink のボタンを押してSimulinkを呼び出します。
このボタンを押す
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 26
Simulink
� Simulink Library Browser が表示されます
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 27
モデルの作成
� FileメニューからNewのModelを選択して新規のモデルを作成します
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 28
モデルの作成
� モデルの作成画面が現れるのでここにモデルを構築します。
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レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ 15151515
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 29
機械系の振動を例にします。
m
k
c
x, f
物体の質量m(kg)
ダンパの減衰係数c(Ns/m)
バネ定数k(N/m)
外力f(N)
変移量x(m)
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 30
一次自由振動系のモデル
� M*d2x/dt+c*dx/dt+k*x=f をモデル化
k
c
1/m
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 31
シミュレーションの結果
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 32
モデルのサブモデル化
� 入出力の端子をつけてサブモデル化して、保存する。
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MATLABのコード
� 作ったサブモデルを利用してオシロの入力信号でシミュレーションを行う
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 34
MATLABのコードの解説
num=size(WformIn1); 入力信号のポイント数を取得
For i=1:num;Ind(i,1)=i;Ind(i,2)=WformIn1(i); 入力波形を時間データをつけて二次元配列に変換
end[t,x,y]=sim(‘VibSim’,num(:,1),simset,Ind);
二次元配列にした入力信号データ
シミュレーションの設定(デフォルト)シミュレーションの時間(入力波形のデータ数)
注:numは二次元配列なので普通の数字にしているSimulinkでセーブしたモデル名
Wformout=y; シミュレーション結果を出力
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 35
シミュレーションの結果
� 信号を取り込みながらシミュレーションを実行
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 36
インタラクティブな検証
� Simulinkでモデルのパラメータを変更しながら効果を確認
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 37
インタラクティブな検証
� Simulinkでモデルのパラメータを変更しながら効果を確認
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 38
インタラクティブな検証
� Simulinkでモデルのパラメータを変更しながら効果を確認
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レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ レクロイ・ジャパン株式会社 ページ 20202020
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 39
ダンパの減衰係数C
� ダンパの減衰係数Cを変化させてみた波形
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 40
バネ定数K
� バネ定数Kを変化させてみた波形
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 41
質量m
� 質量mを変化させてみた波形
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 42
入力波形
� 入力信号波形を変化させてみた出力波形
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レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 43
レクロイのオシロスコープを使って、サンプル・プログラムをお試しください。
� 必要な環境:� XDEVまたはXMAPオプションの搭載されたデジタル・オシロスコープ
� MATLAB (Vs. 6.5 以降、一部サンプル・プログラムではSignalDesign Toolboxが必要) をWaveMasterにインストール(30日間のトライアル・パッケージが同梱されます。)
� レクロイのWebsite http://www.lecroy.com/matlabに掲載されたサンプル・プログラムと操作手順書
レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社レクロイ・ジャパン株式会社, 2/Dec/03, Page 44
デモをぜひご覧下さい。
� レクロイ・ジャパンのブースで、デモの実演をしております。お立ち寄り下さい。� 各種技術資料を弊社Web siteでご請求下さい。
� http://www.lecroy.com/japan
� レクロイ・ジャパン株式会社
� プロダクト・マーケティング
� 辻 嘉樹