Розробка автономних web-сервисів для імітаційного моделювання динамічних систем в реальному часі на базі моделей MATLAB Simulink

Abstract

У статті розглянута задача розробки автономного web-сервісу на базі Simulink моделей. Запропоновано технологію, яка полягає в розробці комплексу з двох пов'язаних окремих додатків: консольного застосування на мові Сі на базі коду, який генерує Simulink Coder і додатки на мові Python, яке реалізує функціонал web-сервіс. Принциповим недоліком вже запропонованих рішень по розробці web-сервісів і web-додатків на базі Simulink моделей є те, що Simulink модель виконується за допомогою Matlab. Через це виникають нерозв'язні проблеми, а саме: надмірність і ресурсовитратність, ненадійність виконання моделі Simulink в реальному часі, складність взаємодії з моделлю під час виконання, фактична однопоточність Matlab. Останнє означає, що в один момент часу в пакеті може виконуватися тільки одна модель Simulink. Головною відмінністю запропонованої технології є те, що розроблений web-сервіс, на відміну від раніше запропонованих рішень, є автономним, тобто не вимагає для своєї роботи Matlab. Це дозволяє досягти суттєвої економії ресурсів і підвищує надійність роботи в цілому. Переваги пропонованої технології: швидка розробка; перенесення, тобто можливість працювати як в операційних системах загального призначення, реального часу і в операційних системах для одноплатних комп'ютерів; низькі вимоги до ресурсів; стандартний програмний інтерфейс віддаленого доступу. Сфера застосування технології: розробка «цифрових двійників» для налагодження компонентів систем автоматизації, швидка розробка регуляторів складної структури (за умови, що вона ефективно може бути представлена у вигляді окремих блоків), дистанційне навчання. Подальший напрямок досліджень планується в області удосконалення запропонованого підходу в області створення цифрових двійників для складних технологічних об'єктів, розробки регуляторів з некласичними підходами в області відновлення змінних стану для об'єктів з істотними перехресними зв'язками, а також в галузі дистанційного навчання в рамках LMS платформи.