Analyse, Modellierung und Programmierung des Geige-spielens an ...

10. Entwicklung echtzeitfähiger Simulink-Oberflächen
Hauptbestandteil dieses Modell sind die fünf Untersysteme realisiert in den Blöcken
namens Vorberechnungen, Anfahrt, Abfahrt, Streichen und Ueberfuehren. In ihnen spielen
sich die wesentlichen Vorgänge zur Trajektoriengenerierung ab. Wie die Namen schon
vermuten lassen, werden dabei die einzelnen Vorgänge getrennt voneinander generiert.
10.4.2.2. Vorberechnungen
Der Block Vorberechnungen hat folgende Aufgaben: Er liest aus den Arbeitsbereich
Matlabs alle benötigten Daten wie Violinenkoordinaten, Transformationsmatrizen, Spielgeschwindigkeiten,
usw. aus und übergibt sie an eine modifizierte Variante des bereits
bekannten Programmfragments namens Trajektorie_II. Weiterhin werden auch die vom
Liedgenerator vorher zu berechnenden Matrizen TAbspiel und TMatrix ausgelesen 3 , welche
das zu spielen Stück definieren. Es ist also Sorge zu tragen, dass sich all diese Informationen
vor Beginn der Berechnungen im Arbeitsbereich (Workspace) von Matlab
befinden. Die Eingangsvariable a des Blockes dient als Zähler des Systems, mit welchem
die auszulesende Spalte der Matrix TMatrix definiert wird. Der Ausgang Ende_Matrix
wird beim Erreichen der letzten Spalte von TMatrix auf den Wert Eins gesetzt und stoppt
in Folge dessen die Simulation. Die Ausgangsvariable Aktion bestimmt das als nächstes
auszuführenden Teilsystem. Das Untersystem Vorberechnungen ist in Abbildung 10.12
dargestellt.
10.4.2.3. An- und Abfahrt
Die beiden Untersysteme An- und Abfahrt sind sich vom strukturellen Aufbau sehr ähnlich
und werden aus diesem Grund hier zusammen betrachtet. Für die textuelle Programmierung
wurden hierbei Programmfragmente aus Trajektorie_II entnommen und
geeignet modifiziert, um sie für eine Echtzeitberechnung nutzbar zu machen. Die Werte
der Rotation werden anhand der übergegebenen Werte T_aktuell und T_Lage_soll
vollständig in Echtzeit berechnet, während für den translatorischen Bewegungsablauf Daten
aus einer in Vorberechnungen ermittelten Kurve entnommen werden. Die Variable r
dient dabei als zählendes Glied, welches auf den Wert der Variable Punktanzahl gegrenzt
wurde. Die Trajektoriendaten werden in der Form von Umweltkoordinaten direkt auf den
Ausgang gegeben. Wurde die Berechnungen abgeschlossen, so wird mit dem Ausgang Ende
dies signalisiert und der Block Vorberechnungen wird in Folge dessen die Vorarbeiten
für die nächste Aktion laut TMatrix übernehmen und diese starten bzw. das Programm
beenden. Das Untersystem Anfahrt ist in Abbildung 10.13 dargestellt.
10.4.2.4. Streichen
Das Untersystem Streichen funktioniert ähnlich wie das der An- und Abfahrten, wobei
hier noch nicht einmal eine Rotationsregelung von Nöten sein wird. Die benötigte Orientierung
wird als konstante an das System übergeben. Die lineare Translation wird mit
3 Eine Verbindung der beiden Matrizen zu einer einheitlichen konnte aus zeitlichen Beweggründen nicht
mehr realisiert werden, wäre aber durchaus sinnvoll.
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