gckontrol

GCKontrol - 国产系统设计与仿真软件

面向控制系统和线性/非线性系统的图形化建模仿真工具,覆盖模型搭建、状态逻辑、代码生成、FMU导出、自动化脚本、调试与结果可视化等工作。

产品定位

GCKontrol用于系统设计与仿真,提供控制系统建模元素,支持控制系统建模仿真、线性及非线性系统建模仿真,并可生成C代码。软件还支持FMU导出、实时仿真、自动化测试和验证。

软件采用常见的软件布局风格,便于用户进行操作和数据处理。

产品界面

适用于控制系统建模、模型驱动设计、嵌入式代码生成、联合仿真和自动化验证等研发流程。

产品功能

1. 图形化信号流建模

GCKontrol提供多元化模型库,库中包含信号流元素。用户将模型库中的元素拖拽至工程界面并连线,即可确立模块间的数学关系,从而实现系统模型的构建。支持的模型库包括标准数学函数库、时间函数库、插值表库、四元数库、信号通路库、数字逻辑库、状态图和子系统等。

2. 状态图建模

状态图建模是一种图形化编程方法,用于描述复杂系统的执行逻辑、决策逻辑、计算逻辑和故障管理等。GCKontrol支持用状态图元素创建复杂的状态图系统或子系统,功能包括编程、运算、数据管理、层次浏览和调试;带状态图子系统的工程支持自动生成代码、导出FMU、封装为虚拟子系统或库。

图形化信号流建模

状态图建模

3. 用户自定义算法:C-Code模块

支持将已有的C/C++代码加入仿真模型,多个C-Code模块可导入相同或不同的C/C++代码文件,支持第三方库加载及环境变量引用,用于扩展C-Code模块功能并满足不同建模需求。

4. 用户自定义算法:M-Code模块

支持将已有的Matlab M语言脚本加入仿真模型,支持通用Matlab函数库;多个M-Code模块可导入相同或不同的M代码文件,也支持M脚本对其他M脚本的调用。

5. 模型架构和模型库:虚拟子系统

用户在建模时可控制子系统的调度周期、设置子系统的中断函数,使子系统在外部控制信号使能或触发时,子系统内部任务才可执行,从而实现对不同子系统或子任务的灵活配置与调度。虚拟子系统也用于提升模型的可读性、维护性和复用性。

6. 模型架构和模型库:自定义库封装和管理

自定义库封装可以把虚拟子系统保存到库,实现子系统模型的封装。库里的子系统可被不同工程复用,或被同一个工程共享使用,也可以采用Git对模型库进行版本管理。

7. C代码生成,用于嵌入式系统

在嵌入式代码开发中,可基于模型进行系统设计,将设计需求拆分为功能模型和算法单元模型;再基于模型生成嵌入式代码,在模型级别测试后进行代码集成,并部署到嵌入式平台做系统级测试。GCKontrol可完成代码生成和代码集成功能。

8. 跨平台FMU导出

基于FMI标准封装的模型文件为FMU。FMU可用于系统集成、联合仿真和专业模型复用。GCKontrol支持将工程作为独立模块,生成符合FMI 1.0或2.0标准的FMU,支持导出Co-Simulation 2.0 FMU,导出内容包含源代码、输入输出配置、模型参数和内部变量,可在Windows/Linux系统跨平台运行。

C代码生成

9. 自动化建模仿真:Python API

GCKontrol提供Python API接口函数,用户可编写Python脚本,对接口进行组合和运用以完成多种任务,减少频繁手动点击工程界面的批量操作。

10. 模型数据调试与仿真结果可视化

在模型调试阶段,GCKontrol支持显示信号的数据维度、数据类型、数据值等,支持仿真中实时观测数据传递,仿真结束后回看仿真过程数据。仿真结果可通过2D面板进行显示,用于查看不同层次子系统、元素和模块的输出,并进行分析判断和对比评估。

仿真结果可视化

应用方向

控制系统建模与验证

适合控制系统设计、线性/非线性系统仿真,以及需要以图形化模型表达数学关系和执行逻辑的工程场景。

嵌入式软件开发

适合以模型驱动方式生成C代码,并将多个模型代码集成部署到嵌入式平台进行系统级测试。

联合仿真与模型复用

适合通过FMU对接跨专业、跨系统模型,减少定制接口开发,让模型在不同仿真环境中复用。

批量仿真和自动化测试

适合需要脚本化批量操作、自动化建模、参数化仿真和验证流程的研发团队。

产品优势

学习成本低

保留Simulink操作习惯,用户可快速搭建模型,适用于控制系统设计领域的MBD(Model Based Design)平台迁移或适配需求。

代码生成可控

GCKontrol构建的模型能自动生成C代码,可配置为浮点/定点计算,满足实时性,可用于嵌入式系统,且代码生成过程可调可控。

仿真速度快

在纯虚拟仿真场景中,GCKontrol采用生成代码的运行机制,有助于改善模型解算效率。

模型代码开放

用GCKontrol开发的所有模型、实例工程都是白盒,允许用户自定义修改。

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