[發明專利]一種Simulink的自動布局方法

有效

• 申請號: 201910383814.0
• 申請日: 2019-05-08
• 公開（公告）號: CN110298062B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 陳浩;趙瑞永;黃曉;郭悅
• 申請（專利權）人: 北京靈思創奇科技有限公司
• 主分類號: G06F30/3308
• 分類號: G06F30/3308;G06F30/392
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種Simulink的自動布局方法，包括以下步驟：S1：獲取模型所有關于布局的信息；S2：整理子系統模塊下面的標簽類型模塊；S3：整理模塊的輸入和輸出數據；S4：從頂層的根模塊開始遍歷處理所有的模塊和子模塊；S5：在處理每個模塊的時候，把模塊的信息轉成Graphviz的輸入，然后調用Graphviz的算法得到自動布局的結果；本發明能刪除標簽類模塊，用連線代替，這樣可以確定模塊之間的執行順序，避免邏輯錯誤；本方法能精簡輸入輸出數據的個數，最小化連線的數量，使模型更加簡潔；本方法通過使用第三方開源的自動布局引擎，自動優化模型的布局，大大提高模型的布局質量。

技術領域

本發明涉及圖形化建模工具MATLAB/Simulink領域，具體是一種Simulink的自動布局方法。

背景技術

MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業數學軟件，主要用于算法開發、數據可視化、數據分析以及數值計算等，在科學研究及工程計算等多個領域得到廣泛的應用。Simulink是MATLAB中的一種圖形化建模工具，被廣泛應用于線性系統、非線性系統、數字控制及數字信號處理的建模和仿真中。Simulink提供了圖形化的設計界面，以模塊為功能單位，通過信號線進行連接，用戶通過模塊的參數設置對話框來設置參數，仿真的結果以數值和圖像等方式展示。

在使用Simulink工具進行建模的時候，隨著模型復雜度的增加，模型的輸入輸出接口的數量也會增加；模型之間的關系也會越來越多越來越復雜，信號線的數量也會越來越多，長度越來越長，形狀越來越復雜。另一方面，Simulink并不提供自動布局功能，所有模塊的大小，位置，信號線的形狀都需要手動設置。這一切都使得模型的質量越來越低，模型本身越來越難以維護，給開發者造成很大的負擔。

Simulink模型文件是一種樹形的層次關系，樹形的每個節點都是模塊，頂層是根模塊。模塊有多種類型，比如子系統，輸入，輸出，標簽等。模塊為子系統類型的可能有若干個子模塊。根模塊就是子系統類型。每個模塊都可能有若干個輸入，若干個輸出。一個模塊的輸出可能對應另一個模塊的輸入。一個子系統模塊下可以添加若干個輸入模塊和若干個輸出模塊，和外界通訊。

在Simulink圖形建模環境下，如果一個模塊的輸入對應另一個模塊的輸出，則用連線連接來表示對應數據的傳輸。連線有單向的箭頭，表示數據傳輸的方向。Simulink圖形建模環境啟動的時候，默認會顯示根模塊的視圖。如果某個子模塊下面還有子模塊，則可以通過雙擊或者右鍵打開的方式來顯示子模塊的視圖。

連線可以確定數據的傳輸方向和模塊的執行順序。如果模塊A的輸出連接模塊B的輸入，則在仿真的過程中模塊A先執行，模塊B后執行。使用連線的缺點是當模塊的數量很多，模塊的輸入和輸出數量很多，輸入和輸出之間的連線會非常雜亂無章。這時候可以選擇用標簽模塊來取代連線。標簽模塊的讀寫類型有兩種類型，寫類型和讀類型。在輸出端和輸入端創建同名的標簽模塊，分別設置為寫和讀類型，就可以把中間的連線刪除，同名的標簽模塊，寫類型只能有一個，讀類型可以有多個。另外標簽模塊的可見性有三種，分別是Local，Scoped和Global。Local標簽模塊是指使用相同名字的標簽模塊都在同一個子系統模塊里，類似于編程語言里的局部變量。Scoped標簽模塊是使用相同名字的標簽模塊都在同一個子系統模塊或者一個原子系統里。Global標簽模塊是指使用相同名字的標簽模塊可以在模型里的任何位置。

標簽模塊的缺點是難以確保模塊的執行順序。如果模塊A的輸出連接模塊B的輸入，輸入和輸出都通過標簽連接，則有可能模塊B先執行，模塊A后執行，造成仿真結果不可信。如果想確保模塊的執行順序，必須手動設置每個模塊的執行順序，非常繁瑣。

另外，由于建模水平的限制，很多人通常用一根線表示一個標量(比如一個浮點數)。當傳輸一個3乘3的矩陣的時候，就需要連9根線，非常麻煩，這個時候完全可以用一根線來表示一個3乘3的矩陣，優化連線的數量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種Simulink的自動布局方法，以解決上述背景技術中提出的問題。