リアルタイムデータ表示コンポーネント雛形完成 – Interactive Simulation用ツール –

InteractiveSimulation Library

2020.10.18 2020.09.13

この記事に引き続き、Modelicaでinteractive simulationのお題。今回で大きな一区切りが着いた。

例によって記事を通して言いたい事は冒頭、導入のすぐ後で述べる。

　OpenModelicaのみの操作でリアルタイムにシミュレーション中の値を表示するコンポーネントが完成した。本コンポーネントとこの記事で紹介したコンポーネントを組み合わせることで、テレビゲームの様にoutputを見ながらinuptの値を操作するinteractive simulationを行うことが出来る。

尚、実行環境としてはWindows10にAnaconda3をインストールしたPC＋OpenModelicaを使うことを想定している。他OSでもコードの大部分は変わらない筈だが、未対応・未試験。必要な改修/追記箇所は、Modelicaからコマンドを実行する部分だと思う。いづれは対応させようと考えている。

作成したコンポーネントの外観は下図の通り。

この記事のリアルタイムデータ出力ツールと見た目は変わらない。インターフェイスとしてvariableを受け取るportが１つ有るのみ。そして、複数のvariableを出力させるのに対応するために、portは単一のrealではなく、real vectorにしている。

pythonインタプリタがインストールされているパス、受け取るvariableの数、variableの値を一時的に書き出すcsvファイルの名前、csvファイルのパス、各variableの名前、値をアップデートする時間間隔をparametersから設定する。

尚、csvファイルのパス、csvファイルの名前は、特に必要なければデフォルトのままで良い。pythonインタプリタのパスだが、こちらも、最もメジャーなAnaconda3をデフォルト設定でインストールしていれば変更なく使える筈だ。

そして、下図が機能確認用のexampleモデル。この記事で紹介した DeviceDrivers library のコンポーネントを組み合わせ、リアルタイムに variable をモニターしながら input の値をキーボード操作で変化させる例としている。

動作確認の様子（静止画）。simulation をスタートすれば pyConsole のウィンドウが自動で立ち上がり、そのままシームレスにシミュレーションが行われる。前回と違い、ユーザーが OpenModelica と別に python スクリプトを実行する手間を無くしている。（simulation 終了後は、pyConsole のウィンドウを手動で閉じる必要が有るがクリック１つで済むものなので手間ではない筈。）

尚、pyConsole立ち上げ時にコマンドウィンドウも現れて目障りだが、pyConsoleが自動で手前に現れ、pyConsoleを閉じると自動で消えることから利用上の実害は生じない。

静止画だけ見ても面白く無いし、何が行われているかも掴み難いので、動作させた様子を収めた動画をご覧頂きたい（画質が悪いのはお許しを。。。）。

意図通り動作している。2行目の time[s] が刻々と現実の時間と同じ速さで変化し, 3から6行目の u, 2*u, sin(u), cos(u) の値が、キーボードからの入力操作に応じて変化している。シミュレーション終了後は、pyConsole ウィンドウを閉じると OpenModelica のシミュレーション実行が完全に終了となり、plot表示モードへと移行する。

＊表示の1列目は pyConsole 実行開始からの経過時刻を表示しているもので、シミュレーションとは無関係のもの。