„Simulink: instrument de modelare a sistemelor dinamice”
Simulink automatizează etapa de modelare cea mai consumatoare de timp: compune și rezolvă sisteme complexe de ecuații algebrice și diferențiale care descriu o diagramă funcțională dată (model), oferind un control convenabil și vizual asupra comportamentului unui dispozitiv virtual creat de utilizator - este suficient pentru a specifica (dacă este necesar) tipul de analiză și a rula Simulink în modul de simulare al sistemului sau al modelului de dispozitiv creat.
Valoarea pachetului Simulink constă în biblioteca extinsă de componente (blocuri) deschisă pentru studiu și modificare. Include surse de semnal cu aproape orice dependență de timp, scalare, convertoare liniare și neliniare cu diferite forme de caracteristici de transfer, un cuantificator, integratori și diferențiatori etc. În plus, pachetul Simulink include biblioteci specializate separate, dintre care cele mai utile sunt un pachet pentru modelarea sistemelor de transmisie de mesaje discrete (Communications Blockset) și un pachet pentru modelarea sistemelor digitale de procesare a semnalului (DSP Blockset).
Instrumentele software pentru modelarea sistemelor dinamice sunt cunoscute de mult timp, de exemplu, programele Tutsim și LabVIEW pentru automatizare industrială. Cu toate acestea, pentru utilizarea eficientă a unor astfel de instrumente, sunt necesare soluții de mare viteză. Integrarea sistemului MATLAB cu pachetul Simulink deschide noi posibilități de utilizare a celor mai avansate metode matematice pentru rezolvarea problemelor de modelare dinamică și situațională a sistemelor și dispozitivelor complexe.
Instrumentele de animație grafică Simulink vă permit să construiți laboratoare fizice virtuale cu o reprezentare vizuală a rezultatelor simulării. Capacitățile Simulink acoperă sarcinile de modelare matematică a sistemelor dinamice complexe din fizică, inginerie electrică și radio, biologie și alte domenii ale științei și tehnologiei. Așa se explică popularitatea acestui pachet atât în universități, cât și în laboratoarele științifice.
Un avantaj important al pachetului Simulink este capacitatea de a specifica expresii matematice arbitrare în blocuri, ceea ce vă permite să rezolvați probleme tipice folosind exemple de pachete Simulink sau pur și simplu prin stabilirea de noi expresii care descriu funcționarea sistemelor și dispozitivelor simulate de utilizator. O proprietate importantă a pachetului este capacitatea de a specifica funcții de sistem (funcții S) cu includerea lor în bibliotecile Simulink. De remarcată, de asemenea, posibilitatea modelării dispozitivelor și sistemelor în timp real.
Ca instrument software, Simulink este un reprezentant tipic al limbajelor de programare orientate vizual. În toate etapele de lucru, în special la pregătirea modelelor de sistem, utilizatorul practic nu se ocupă de programarea convențională. Programul în coduri este generat automat în procesul de introducere a blocurilor de componente selectate, conexiunile acestora și setarea parametrilor componentelor.
Un avantaj important al Simulink este integrarea nu numai cu sistemul MATLAB, ci și cu o serie de alte pachete de extensie, care oferă posibilități practic nelimitate de utilizare a Simulink pentru a rezolva aproape orice problemă de simulare și modelare a evenimentelor.
Crearea modelului
Pentru a crea un model în mediu SIMULINK trebuie să urmați o serie de pași:
4.1. Creați un fișier model nou folosind comanda Fișier/Nou/Model, sau folosind butonul de pe bara de instrumente (în continuare, folosind simbolul „/”, sunt indicate elementele din meniul programului care trebuie selectate secvenţial pentru a efectua acţiunea specificată). Fereastra modelului nou creată este prezentată în Fig. 4.1.
Fig 4.1. Fereastra de model goală
4.2. Aranjați blocurile în fereastra modelului. Pentru a face acest lucru, trebuie să deschideți secțiunea corespunzătoare a bibliotecii (De exemplu, Surse - Surse). În plus, îndreptând cursorul spre blocul dorit și apăsând butonul stâng al mouse-ului - „trageți” blocul în fereastra creată. Butonul mouse-ului trebuie ținut apăsat . Figura 4.2 prezintă o fereastră model care conține blocuri.
Fig 4.2. Fereastra model care conține blocuri
Pentru a șterge un bloc, selectați blocul (indicați spre imaginea acestuia cu cursorul și apăsați butonul stâng al mouse-ului), apoi apăsați butonul Șterge pe tastatură.
Pentru a redimensiona un bloc, trebuie să selectați blocul, să plasați cursorul într-unul dintre colțurile blocului și, prin apăsarea butonului stâng al mouse-ului, să modificați dimensiunea blocului (cursorul se va transforma într-o săgeată cu două fețe).
4.3. În plus, dacă este necesar, trebuie să modificați parametrii blocului setați de program „în mod implicit”. Pentru a face acest lucru, faceți dublu clic pe butonul stâng al mouse-ului, îndreptând cursorul spre imaginea blocului. Se va deschide o fereastră pentru editarea parametrilor acestui bloc. Când specificați parametrii numerici, rețineți că separatorul zecimal trebuie să fie un punct, nu o virgulă. După efectuarea modificărilor, închideți fereastra cu butonul O.K. Ca exemplu, Fig.4.3 prezintă un bloc care modelează funcția de transfer și o fereastră pentru editarea parametrilor acestui bloc.
Figura 4.3. Funcția de transfer al modelării blocurilor și fereastra de editare a parametrilor blocurilor
4.4. După instalarea tuturor blocurilor din bibliotecile necesare pe diagramă, trebuie să conectați elementele circuitului. Pentru a conecta blocurile, trebuie să îndreptați cursorul spre „ieșirea” blocului, apoi apăsați și, fără a elibera butonul stâng al mouse-ului, trageți o linie la intrarea altui bloc. Apoi eliberați cheia. În cazul unei conexiuni corecte, imaginea săgeții de la intrarea blocului își schimbă culoarea. Pentru a crea un punct de ramificație în linia de legătură, mutați cursorul la nodul propus și, apăsând dreapta butonul mouse-ului, trageți o linie. Pentru a șterge o linie, selectați linia (în același mod ca pentru un bloc) și apoi apăsați tasta Șterge pe tastatură. Schema modelului, în care se realizează conexiunile dintre blocuri, este prezentată în Fig. 4.4.
Fig 4.4. Diagrama modelului
4.5. După ce ați întocmit schema de calcul, trebuie să o salvați ca fișier pe disc selectând elementul de meniu Fișier/Salvare ca...în fereastra schematică și specificând folderul și numele fișierului. Vă rugăm să rețineți că numele fișierului nu trebuie să depășească 32 de caractere, trebuie să înceapă cu o literă și nu poate conține caractere chirilice și caractere speciale. Aceeași cerință se aplică și căii fișierului (acelor foldere în care fișierul este salvat). Când editați schema mai târziu, puteți utiliza elementul de meniu Completați/Salvați. La repornirea programului SIMULINK schema este încărcată folosind meniul Fișier/Deschidere...în fereastra browserului bibliotecii sau din fereastra principală MATLAB.
5. Fereastra model
Fereastra modelului conține următoarele elemente (vezi Fig. 4.4):
Titlu, cu numele ferestrei. Fereastra nou creată primește un nume Fără titlu cu numărul corespunzător.
Meniu cu comenzi Fişier, Editați | ×, vedere etc.
Bara de instrumente.
Fereastra pentru crearea schemei modelului.
O bară de stare care conține informații despre starea curentă a modelului.
Fişier (Fişier)- Lucrul cu fișiere model.
Editați | ×- Schimbarea modelului și căutarea blocurilor.
vedere- Gestionarea afișajului elementelor de interfață.
Simulare- Setarea setărilor pentru modelare și gestionarea procesului de calcul.
Format (formatare)- Modificarea aspectului blocurilor și a modelului în ansamblu.
Instrumente- Utilizarea instrumentelor speciale pentru lucrul cu modelul (depanator, analiză liniară etc.)
Ajutor (Referinţă)- Afișează ferestre de ajutor.
Pentru a lucra cu modelul, puteți utiliza și butoanele de pe bara de instrumente (Fig.5.1).
Figura 5.1. Bara de instrumente a ferestrei modelului
Butoanele din bara de instrumente au următoarele funcții:
În partea de jos a ferestrei modelului este o bară de stare care afișează scurte comentarii la butoanele din bara de instrumente și elementele de meniu când cursorul mouse-ului se află peste elementul de interfață corespunzător. Același câmp de text este folosit și pentru a indica starea Simulink: Gata(gata) sau Alergare(Performanţă). Bara de stare afișează și:
scară de afișare a diagramei bloc (în procente, valoarea inițială este 100%),
indicator al gradului de finalizare a sesiunii de simulare (apare după pornirea modelului),
valoarea curentă a timpului modelului (afișată și numai după lansarea modelului),
algoritm utilizat pentru calcularea stărilor modelului (metoda soluției).
6.1. Adăugarea etichetelor de text
Pentru a crește vizibilitatea modelului, este convenabil să folosiți etichete de text. Pentru a crea o inscripție, trebuie să specificați locația inscripției cu mouse-ul și să faceți dublu clic pe butonul stâng al mouse-ului. După aceea, va apărea un cadru dreptunghiular cu un cursor de intrare. În mod similar, puteți schimba legendele în blocurile model.În fig. 6.1 arată inscripția textului și modificarea inscripției în blocul funcțional de transfer. Trebuie avut în vedere că versiunea luată în considerare a programului ( Simulink 4) nu este adaptată utilizării fonturilor chirilice, iar utilizarea acestora poate avea o varietate de consecințe: - afișarea inscripțiilor într-o formă ilizibilă, decuparea inscripțiilor, mesajele de eroare și, de asemenea, incapacitatea de a deschide modelul după salvarea acestuia. Prin urmare, utilizarea inscripțiilor în limba rusă pentru versiunea actuală Simulink extrem de nedorit.
Figura 6.1. Inscripția textului și modificarea inscripției în Funcție de transfer
6.2. Selectarea obiectelor
Pentru a efectua orice acțiune cu un element de model (bloc, linie de legătură, inscripție), acest element trebuie mai întâi selectat.
Selectarea obiectelor se face cel mai ușor cu mouse-ul. Pentru a face acest lucru, plasați cursorul mouse-ului pe obiectul dorit și faceți clic pe butonul stâng al mouse-ului. Obiectul va fi selectat. Acest lucru va fi indicat prin marcaje la colțurile obiectului (vezi Fig. 6.1). De asemenea, puteți selecta mai multe obiecte. Pentru a face acest lucru, plasați cursorul mouse-ului lângă un grup de obiecte, apăsați butonul stâng al mouse-ului și, fără a-l elibera, începeți să mișcați mouse-ul. Va apărea un cadru punctat, a cărui dimensiune se va schimba atunci când mișcați mouse-ul. Toate obiectele închise de cadru devin selectate. De asemenea, puteți selecta toate obiectele folosind comanda Editați/Selectați toate. Odată ce un obiect a fost selectat, acesta poate fi copiat sau mutat în memoria tampon de transfer, preluat din buffer sau șters folosind metodele de lucru standard din Windows-programe.
6.3. Copierea și mutarea obiectelor în tamponul de transfer
Pentru a copia un obiect în clipboard, trebuie mai întâi să îl selectați și apoi să executați comanda Editați/Copiați
Pentru a tăia un obiect în buffer, trebuie mai întâi să-l selectați și apoi să executați comanda Editați/Tăiați sau utilizați instrumentul din bara de instrumente. Când efectuați aceste operațiuni, rețineți că obiectele sunt plasate în propriul buffer MATLABși nu sunt disponibile din alte aplicații. Utilizarea comenzilor Editați/Copiați modelul în Clipboard vă permite să plasați imagine grafică modele de tamponat Windowsși, în consecință, îl pune la dispoziție pentru alte programe.
Copierea se poate face și în acest mod: apăsați lege butonul mouse-ului și, fără a-l elibera, mutați obiectul. Aceasta va crea o copie a obiectului, pe care o puteți muta în locația dorită.
6.4. Lipirea obiectelor din buffer-ul tampon
Pentru a lipi un obiect din clipboard, trebuie mai întâi să specificați punctul de inserare făcând clic pe butonul stâng al mouse-ului în punctul de inserare dorit și apoi să executați comanda Editați/Lipiți sau utilizați instrumentul din bara de instrumente.
6.5. Ștergerea obiectelor
Pentru a șterge un obiect, trebuie mai întâi să îl selectați și apoi să executați comanda Editați/Ștergeți sau folosiți cheia Șterge pe tastatură. Vă rugăm să rețineți că comanda clarșterge blocul fără a-l plasa în clipboard. Cu toate acestea, această operațiune poate fi anulată cu comanda de meniu Fișier/Anulați.
6.6. Blocuri de legătură
Pentru a conecta blocuri, trebuie mai întâi să plasați cursorul mouse-ului pe portul de ieșire al unuia dintre blocuri. Cursorul se va transforma apoi într-o cruce mare de linii subțiri (Fig. 6.2). Ținând apăsat butonul stâng al mouse-ului, trebuie să mutați cursorul la portul de intrare al blocului dorit. Cursorul mouse-ului va lua forma unei încrucișări de linii subțiri duble (Fig. 6.3). După crearea liniei, eliberați butonul stâng al mouse-ului. Dovada că conexiunea a fost creată va fi o săgeată îndrăzneață la portul de intrare al blocului. O linie este selectată în același mod în care este selectat un bloc - cu un singur clic al butonului stâng al mouse-ului. Marcajele negre situate la nodurile liniei de legătură vor indica faptul că linia este selectată.
Fig 6.2. Începeți să creați o conexiune
Crearea unei bucle de linie de conexiune se face în același mod ca mutarea unui bloc. Linia de conexiune este evidențiată, apoi partea dorită a liniei este mutată. Figura 6.4 explică acest proces.
Fig 6.4. Crearea unei bucle într-un portbagaj
Conexiunile sunt șterse în același mod ca orice alte obiecte (vezi secțiunea 6.5).
6.7. Redimensionarea blocurilor
Pentru a modifica dimensiunea unui bloc, acesta este selectat, după care cursorul mouse-ului trebuie plasat pe unul dintre marcatorii din colțurile blocului. După ce ați transformat cursorul într-o săgeată cu două fețe, trebuie să apăsați butonul stâng al mouse-ului și să întindeți (sau să micșorați) imaginile bloc. Pe fig. 6.5 arată acest proces. Mărimea etichetelor blocului nu se modifică.
Orez. 6.5. Modificarea dimensiunii blocului
6.8. Blocuri în mișcare
Orice bloc de model poate fi mutat selectându-l și mutându-l în timp ce țineți apăsat butonul stâng al mouse-ului. Dacă liniile de conectare sunt conectate la intrările și ieșirile blocului, acestea nu se întrerup, ci doar se scurtează sau cresc în lungime. De asemenea, puteți introduce un bloc într-o conexiune care are o intrare și o ieșire. Pentru a face acest lucru, trebuie să fie plasat în locația dorită a liniei de conectare.
6.9. Folosind comenzile Anulare și Refacere
În procesul de stăpânire a programului, utilizatorul poate efectua acțiuni care îi par ireversibile (de exemplu, ștergerea accidentală a unei părți a modelului, copierea etc.). În acest caz, ar trebui să utilizați comanda Anula- anulați ultima operațiune. Comanda poate fi apelată folosind butonul din bara de instrumente a ferestrei modelului sau din meniu Editați | ×. Pentru a restabili o operațiune anulată, utilizați comanda a reface(instrument).
6.10. Formatarea obiectelor
În meniu Format(precum și în meniul contextual numit prin apăsarea butonului dreapta al mouse-ului pe obiect) există un set de comenzi de formatare bloc. Comenzile de formatare sunt împărțite în mai multe grupuri:
1. Modificarea afișajului etichetelor:
I.V. Chernykh. „Simulink: instrument de modelare a sistemelor dinamice”
9. Biblioteca de blocuri Simulink
bloc abs poate fi folosit și pentru a calcula modulul unui semnal de tip complex. Pe fig. 9.6.2 prezintă un exemplu de calcul al modulului unui semnal complex de forma:
Modulul acestui semnal (așa cum era de așteptat) este egal cu 1 pentru orice moment în timp.
Orez. 9.6.2. Exemplu de utilizare bloc abs pentru a calcula modulul semnalului complex
Atunci când efectuați operații cu matrice, trebuie să respectați regulile de implementare a acestora. De exemplu, la înmulțirea a două matrice, este necesar ca numărul de rânduri din prima matrice să fie egal cu numărul de coloane din a doua matrice. Blocați exemple de utilizare produs la efectuarea operaţiilor matriceale sunt prezentate în fig. 9.6.5. Exemplul arată operațiile de formare inversă a matricei, împărțirea matricei și înmulțirea matricei.
Orez. 9.6.5. Blocați exemple de utilizare produs la efectuarea operaţiilor matriceale
Pentru operațiunile de câștig matrice (matrice înmulțind un semnal de intrare cu un factor dat), semnalul de intrare și câștigul trebuie să fie valori scalare, vectoriale sau matrice de tip complex sau real. singur sau dubla.
Blocați exemple de utilizare matrice Câştig la efectuarea operaţiilor matriceale sunt prezentate în fig. 9.6.8.
Orez. 9.6.8. Blocați exemple de utilizare matrice Câştig
bloc Constrângere algebrică poate fi folosit și pentru a rezolva ecuații matriceale neliniare. Pe fig. 9.6.24 prezintă un exemplu de rezolvare a unei ecuații matriceale neliniare de forma:
.
Obiectiv:
Familiarizați-vă cu sistemul de modelare matematică MATLAB/Simulink.
Informații scurte despre pachet
Sistemul de modelare structurală Simulink este conceput pentru implementarea computerizată a modelelor matematice ale sistemelor și dispozitivelor dinamice reprezentate printr-o diagramă bloc funcțională sau un sistem de ecuații. În acest caz, sunt posibile diverse opțiuni de simulare: în domeniul timpului, în domeniul frecvenței, cu controlul evenimentelor etc.
Pentru a construi o diagramă bloc funcțională a dispozitivelor simulate, Simulink are o bibliotecă extinsă de componente bloc și un editor convenabil de diagramă bloc. Se bazează pe o interfață grafică cu utilizatorul și este, în esență, un instrument tipic de programare orientat spre vizual. Folosind biblioteca de componente ale blocurilor de decizie, utilizatorul transferă blocurile necesare din bibliotecă în fereastra de lucru a pachetului Simulink folosind mouse-ul și conectează intrările și ieșirile blocurilor cu linii de conectare. Astfel, se creează o diagramă bloc a unui sistem sau dispozitiv, adică un model de calculator.
Procedura de lucru cu un pachet Simulink este următoarea:
Deschideți pictograma MATLAB de pe desktop.
În fereastra de comandă care se deschide, pe bara de instrumente, faceți clic pe butonul Simulink.
Se deschide Simulink. Pe lângă fereastra de lucru cu numele comun Untitled („Fără titlu”), se deschide o fereastră de bibliotecă Simulink cu secțiuni:
Surse - surse;
Chiuvete – receptori;
Discret – discret;
Liniar – liniar;
Neliniar – neliniară
Conexiuni - comunicatii;
Dezvoltat în comun cu ass. Radcenko V.P.
Comandă de lucru:
Ca exemplu, luați în considerare un exemplu demonstrativ. Pentru asta:
Apăsăm butonul demonstrații în meniu Ajutor .
În fereastra din stânga, selectați elementul Simulink .
Faceți dublu clic pentru a selecta un articol Simplu modele (în versiunea 6.1 și o versiune ulterioară articol General ).
Selectați modelul în fereastra din dreapta Primăvară - masa sistem simulare .
Îl lansăm cu comanda Alerga sau dublu clic.
Figura 1.1 - Fereastra demonstrativă „Simularea sistemului de primăvară-masă”
Acest model implementează un sistem mecanic oscilator cu un grad de libertate. Analogul fizic al modelului este o mișcare care este variabilă în direcție, fixată printr-un arc de atașamentul „săritor” (stânga) al masei pe o suprafață netedă cu frecare. La terminație se aplică o forță externă. Modelul implementează o ecuație diferențială care descrie mișcarea cubului. În MATLAB, în funcțiile de transfer, în loc de p– se scrie operatorul Laplace s.
Luați în considerare blocurile (de la stânga la dreapta):
Intrare -generator, X 1 – legătură de ordinul întâi, sumator, amplificator, – integrator, Mux - mixer (vă permite să scoateți mai mult de un semnal către domeniul de aplicare ), Domeniul de aplicare( Real poziţie ) - osciloscop, animaţie funcţie - bloc de animație.
Simularea este pornită cu butonul .
Pe ecran este o imagine animată prezentată în Fig. 1.2:
Figura 1.2 - Mișcarea sarcinii pe arc
Faceți dublu clic pe domeniul de aplicare după pornirea simulării se deschide o fereastră domeniul de aplicare (Fig. 1.3), care afișează grafice care caracterizează fluctuațiile masei corecte în timp și o forță externă alternativă.
Opriți simularea cu pictograma și închideți ferestrele demo.
Figura 1.3 - Grafice care caracterizează funcționarea sistemului
Progres:
Pe ecran – Deschideți fereastra bibliotecii și fereastra de lucru Simulink.
În fereastra Bibliotecă, faceți dublu clic pentru a extinde fiecare dintre secțiuni. În secțiunea bibliotecă Acru Cu es (Surse) selectați generatorul Semnal Generator , trageți-l în fereastra de lucru și închideți fereastra Acru Cu es .
În capitolul Chiuvete ( Receptoare) alegeți un osciloscop domeniul de aplicare , trageți-l în fereastra de lucru și închideți fereastra Chiuvete .
În capitolul Liniar (Blocuri de linii) sau Matematică (pentru versiunea 6.1 și superioară) selectați amplificatorul bloc – Câştig cu câștig reglabil (KU) și sumator - sumă , precum și integratorul – integrator (în versiunea 6.1 și superioară, acest bloc este situat în secțiunea Continuu ). Toate blocurile sunt trase secvenţial în fereastra de lucru şi închid fereastra Liniar (Matematică ).
În capitolul Conexiuni (Link-uri) sau Semnale & Sisteme (pentru versiunea 6.1 și superioară) selectați mixerul – Mux și trageți-l în fereastra de lucru.
În fereastra de lucru, trecem la conectarea blocurilor. Diagrama modelului ar trebui să arate astfel:
Figura 1.4 - Schema modelului de lucru în laborator
Copierea blocului se realizează prin glisare cu tasta Ctrl apăsată. Rotirea blocului se realizează selectând blocul și apăsând combinația de taste Ctrl + F.
Să trecem la configurarea sistemului . Fereastra de setări bloc este deschisă făcând dublu clic. În bloc Semnal Generator Luați în considerare semnalele disponibile pentru noi. Alege Pătrat – frecventa in Hz – 0,02. Să vedem cum reacționează sistemul la o perturbație asemănătoare unui salt. Sistemul nu este oscilant.
Să scădem CA de-a lungul conturului interior ( Câştig). Câștig KU = 0,1, adică Să reducem forța de amortizare de 10 ori. Modelare. Avem un sistem oscilator. Acum trebuie să te schimbi frecvența proprie care determină KU Gain 1 mai mic. Să o mărim de 10 ori. Vedem că frecvența a crescut și amplitudinea oscilației a scăzut.
V Generator de semnal Să creștem amplitudinea de 5 ori. In interior Câştig in loc de 0,1 vom face 0,3 - vom creste coeficientul de amortizare.
Am văzut că frecvența de oscilație este controlată de amplificator pe bucla exterioară, iar amortizarea oscilațiilor este controlată pe bucla interioară.
Consultați demonstrațiile urmărire A viguros minge , Simplu pendul simulare , Toaletă castron înroșirea animaţie și descrieți unul dintre ele conform instrucțiunilor profesorului:
Scopul sistemului;
Compoziția modelului;
Caracteristicile mișcării sistemului.
1. Informații generale 52. Rulați Simulink 5
3. Simulink 6 Library Section Browser
4. Crearea modelului 8
5. Fereastra model 10
6. Tehnici de bază pentru pregătirea și editarea unui model 11
6.1. Adăugarea etichetelor de text 11
6.2. Selectarea obiectelor 12
6.3. Copierea și mutarea obiectelor în memoria tampon de transfer 12
6.4. Inserarea obiectelor din buffer 12
6.5. Ștergerea obiectelor 12
6.6. Blocuri de legătură 13
6.7. Redimensionarea blocurilor 14
6.8. Mutați blocurile 14
6.9. Utilizarea comenzilor Anulare și Refacere 14
6.10. Formatarea obiectelor 14
7. Setarea parametrilor calculului și execuția acestuia 15
7.1. Setarea parametrilor de calcul al modelului 15
7.1.1. Timp de simulare 15
7.1.2. Opțiuni de rezolvare 15
7.1.3. Opțiuni de ieșire 16
7.2. Setarea opțiunilor de schimb cu spațiul de lucru 16
7.3. Setarea parametrilor de diagnosticare a modelului 18
7.4. Efectuarea unui calcul 19
8. Lucrari de finisare 19
9. Biblioteca de blocuri Simulink 19
9.1. Surse - surse de semnal 19
9.1.1. Sursă de semnal constantă Constanta 19
9.1.2. Sursa Sine Wave 20
9.1.3. Sursă rampă Rampă 21
9.1.4. Pasul 22 Generator de semnal pas
9.1.5. Generator de semnal 23
9.1.6. Număr aleatoriu uniform 23 Sursă aleatorie uniformă
9.1.7. Sursă de semnal aleatorie distribuită în mod normal Număr aleatoriu 24
9.1.8. Generator de impulsuri 24
9.1.9. Chirp Generator 25 Generator de frecvență variabilă
9.1.10. Generator de zgomot alb 25 cu bandă limitată
9.1.11. Sursa ceas 26
9.1.12. Ceas digital 27
9.1.13. Bloc pentru citirea datelor dintr-un fișier din fișierul 27
9.1.14. Blocați citirea datelor din spațiul de lucru din spațiul de lucru 28
9.1.15. Bloc de semnal la sol Masa 29
9.1.16. Secvența de repetare bloc 29
9.1.17. Inport 30 bloc
9.2. Chiuvete - receptoare de semnal 31
9.2.1. Scopul osciloscopului 31
9.2.2. Osciloscop lunetă plutitoare 36
9.2.3. Graficul XU 37
9.2.4. Afișaj digital Afișaj 38
9.2.5. Opriți blocul de simulare 39
9.2.6. Bloc pentru stocarea datelor în fișierul To File 40
9.2.7. Bloc pentru salvarea datelor în spațiul de lucru În spațiul de lucru 40
9.2.8. Receptor de capăt Terminator 41
9.2.9. Blocul Outport 41
9.3. Continuu - blocuri analogice 43
9.3.1. Blocul de calcul al derivatelor 43
9.3.2. Integrator de bloc de integrare 44
9.3.3. Blocare memorie 48
9.3.4. Întârziere de transport Bloc de întârziere fixă 49
9.3.5. Întârziere controlată a semnalului Întârziere variabilă a transportului 50
9.3.6 Bloc funcţional de transfer Transfer Fcn 51
9.3.7. Blocul funcțional de transfer cu poli zero 53
9.3.8. Bloc de model obiect dinamic State-Space 54
9.4. Discrete - blocuri discrete 55
9.4.1. Întârziere unitate Întârziere unitate 55
9.4.2. Bloc de extrapolare Zero-Ord Hold 56
9.4.3. Bloc extrapolator de ordinul întâi Reținere de primă ordine 57
9.4.4. Bloc de integrare în timp discret 57
9.4.5. Funcție de transfer discret Transfer discret Fсn 59
9.4.6. Bloc de funcții de transfer discret cu poli zero 60
9.4.7. Bloc de filtrare discret 61
9.4.8. Bloc de model de obiect dinamic spațiu-state discret 62
9.5. Neliniar - blocuri neliniare 63
9.5.1. Bloc limitator de saturație 63
9.5.2. Zona Moartă Blocul 64
9.5.3. Caseta de relee Releul 65
9.5.4. Limitator de rată 66
9.5.5. Level Quantizer Quantizer 67
9.5.6. Bloc de frecare uscată și vâscoasă Coulomb și frecare vâscoasă 68
9.5.7. Blocul de joc 69
9.5.8. Blocul comutatorului 70
9.5.9. Bloc de comutare multiport 71
9.5.10. Bloc comutator manual 72
9.6. Matematică - blocuri de operații matematice 73
9.6.1. Unitate de calcul modul Abs 73
9.6.2. Blocul de calcul al sumei 74
9.6.3. Bloc de multiplicare Produsul 75
9.6.4. Bloc pentru determinarea semnului semnalului Semnul 76
9.6.5. Câștig amplificatoare și câștig matrice 77
9.6.6. Câștig cursor 79
9.6.7. Dot Product Bloc de multiplicare cu 80 de puncte
9.6.8. Bloc pentru calcularea funcțiilor matematice Funcția matematică 80
9.6.9. Bloc pentru calcularea funcțiilor trigonometrice Funcția trigonometrică 82
9.6.10. Bloc pentru calcularea părții reale și (sau) imaginare a unui număr complex Complex la Real-Imag 82
9.6.11. Bloc pentru calcularea modulului și (sau) argumentului unui număr complex Complex la Magnitudine-Unghi 83
9.6.12. Bloc pentru calcularea unui număr complex din părțile sale reale și imaginare Real-Imagin la Complexul 84
9.6.13. Bloc pentru calcularea unui număr complex prin modulul său și argumentul Magnitudine-Unghi la Complexul 85
9.6.14. Bloc pentru determinarea valorii minime sau maxime MinMax 85
9.6.15. Bloc de rotunjire a valorii numerice Funcția de rotunjire 86
9.6.16. Blocul de calcul al operatorului relațional 87
9.6.17. Blocul de operații logice 88
9.6.18. Blocul operator logic Birwise 89
9.6.19. Gombinatorical Logic90 bloc logic combinatoriu
9.6.20. Blocul de constrângeri algebrice 91
9.7. Signal&Systems - blocuri de conversie a semnalului și blocuri auxiliare 92
9.7.1. Multiplexor (mixer) Mux 92
9.7.2. Demultiplexor (separator) Demux 93
9.7.3. Blocul Bus Creator 95
9.7.4. Bloc selector autobuz Selector autobuz 96
9.7.5. Blocul selector 97
9.7.6. Bloc pentru atribuirea de noi valori elementelor matricei Assignment 98
9.7.7. Combinator de semnale Merge 99
9.7.8. Bloc de combinare a semnalului Matrix Concatenation 100
9.7.9. Unitatea de transmisie a semnalului Treceți la 101
9.7.10. Din blocul de recepție a semnalului 102
9.7.11. Bloc de semne de vizibilitate semnal Mergeți la Vizibilitatea etichetei 102
9.7.12. Bloc pentru crearea unei zone de memorie partajată Memorie de depozit de date 103
9.7.13. Bloc pentru scrierea datelor în zona de memorie comună Data Store 103
9.7.14. Bloc pentru citirea datelor din zona de memorie partajată Data Store 103
9.7.15. Bloc de conversie tip semnal Conversie tip de date 104
9.7.16. Reformează blocul de conversie a dimensiunii semnalului 105
9.7.17. Lățimea 105 Bloc de dimensiuni ale semnalului
9.7.18. Bloc pentru determinarea momentului depășirii valorii prag Hit Crossing 106
9.7.19. Bloc pentru setarea valorii inițiale a semnalului IC 107
9.7.20. Specificația semnalului 107 Bloc de testare a semnalului
9.7.21. Sonda 108 Senzor de proprietăți ale semnalului
9.7.22. Bloc care specifică numărul de iterații ale generatorului de funcții-apel 109
9.7.23. Bloc de informații Model Info 110
9.8. Funcție și tabele - blocuri de funcții și tabele 111
9.8.1. Blocul de setare a funcției Fcn 111
9.8.2. Blocul de definire a funcției MATLAB Fcn 112
9.8.3. Bloc de specificare a polinomului de putere Polinomul 113
9.8.4. Blocul de tabel de căutare unidimensional 113
9.8.5. Tabel de căutare (2D) Blocul 114
9.8.6. Blocul Tabel de căutare (n-D) 115
9.8.7. Bloc de masă cu buclă directă (n-D) 116
9.8.8. Blocul 117 de căutare a indexului de căutare prealabilă
9.8.9. Blocul funcțional de tabel de interpolare (n-D) folosind PreLook-Up 118
9.9. Subsistem - subsisteme 119
9.9.1. Subsistemul virtual și monolitic și subsistemul atomic 121
9.9.2. Subsistem activat subsistem controlat de nivel 121
9.9.3. Subsistemul declanșat 123
9.9.4. Subsistem activat și declanșat controlat de nivel și margine 124
9.9.5. Subsistem controlat de funcție S Subsistem de apel de funcție 125
9.9.6. Dacă 125 bloc de instrucțiuni condiționate
9.9.7. Carcasa comutatorului Blocul comutatorului 126
9.9.8. Subsistemul de acțiune controlată condiționat 127
9.9.9. Gestionat pentru subsistemul Iterator 127
9.9.10. Gestionat în timp ce subsistemul Iterator 129
9.9.11. Subsistemul configurabil 130
9.10. Subsisteme de mascare 131
9.10.1. Informații generale 131
9.10.2. Crearea unei ferestre de opțiuni 132
9.10.3. Crearea unei pictograme de subsistem 136
9.10.3.1. Comenzi de ieșire text 137
9.10.3.2. Comenzi de trasare 138
9.10.3.3. Comenzi de afișare a funcției de transfer 139
9.10.3.4. Comenzi pentru afișarea unei imagini dintr-un fișier grafic 139
9.10.3.5. Utilizarea editorului de pictograme iconedit 140
9.10.3.6. Crearea pictogramelor actualizate automat 141
9.10.4. Ajutor pentru crearea subsistemului mascat 142
9.10.5. Crearea casetelor de dialog actualizate dinamic 144
9.10.6. Managementul portului mascat 146
10. DEE 150 editor de ecuații diferențiale
11 Utilizarea Simulink LTI-Viewer pentru a analiza sisteme dinamice 153
11.1. Lucrul cu Simulink LTI-Viewer 153
11.2. Reglarea cu Simulink LTI-Viewer 156
11.3. Export model 159
12. Comenzi de bază MATLAB pentru controlul unui model Simulink 160
12.1. add_block 160
12.2. adăugați linia 161
12.3. add_param 161
12.4. bdclose 161
12.5. bdroot 162
12.6. close_system 162
12.7. delete_block 162
12.8. delete_line 163
12.9. delete_param 163
12.10. gcb 163
12.11. gcs 163
12.12. Găsește sistemul 164
12.13. get_param 166
12.14. sistem_nou 167
12.15. sistem_deschis 167
12.16. înlocuiți_blocul 167
12.17. salvare_sistem 168
12.18. set_param 168
12.19. simulink 169
13. Modele Simulink Debugger 169
13.1. GUI Simulink Models 169 Debugger
13.1.1. Bara de instrumente 170
13.1.2. Lista puncte de pauză/afișare 171
13.1.3. Pauza pe panoul de condiții 171
13.1.4. Fereastra principală de depanare 173
14. Creșterea vitezei și a preciziei calculelor 177
14.1. Creșterea vitezei de calcul 178
14.2. Creșterea preciziei de calcul 179
15 Instrumente de performanță Simulink 179 Prezentare generală
15.1. Simulink Accelerator 180
15.2. Simulink Model Profiling 180
15.3. Acoperire model Simulink 181
15.4. Diferențierea modelului Simulink 182
16 Funcții Simulink 183
16.1. Bloc de funcții S 184
16.2. Descrierea matematică a funcției S 184
16.3. Etapele modelării 185
16.4. Metode de apel invers cu funcția S 185
16.5. Concepte de bază ale funcției S 186
16.6. Crearea de funcții S în MATLAB 187
16.7. Exemple de funcții S MATLAB 193
16.7.1. Cea mai simplă funcție S 193
16.7.2. Sistem continuu model 195
16.7.3. Model de sistem discret 198
16.7.4. Sistem hibrid model 202
16.7.5. Model de sistem discret cu pas de calcul variabil????
16.7.6. Model continuu al unui motor de curent continuu excitat independent 206
16.7.6.1. Descrierea matematică a DPT HB 206
16.7.6.2. Exemplu de funcție S pentru DPT HB 208
16.8. Crearea S-Functions în C cu S-Function Builder 212
16.9. Modernizarea S-Functions create cu S-Function Builder 221
16.10. Crearea de funcții S în Fortran 239
Anexa 1. Sistemul de meniuri Simulink 244 Library Browser
Anexa 2 Sistemul de meniuri pentru ferestre Model 245
1. Informații generale
Program Simulink este un atașament la pachet MATLAB. La modelare folosind Simulink este implementat principiul programării vizuale, conform căruia, utilizatorul creează un model de dispozitiv pe ecran din biblioteca de blocuri standard și efectuează calcule. În același timp, spre deosebire de metodele clasice de modelare, utilizatorul nu trebuie să studieze temeinic limbajul de programare și metodele numerice ale matematicii, ci mai degrabă cunoștințe generale necesare atunci când lucrează la un computer și, bineînțeles, cunoașterea domeniului în care el lucrări.
Simulink este un instrument destul de independent. MATLAB iar când lucrezi cu el nu trebuie să te cunoști pe tine însuți ^ MATLABși alte aplicații. Pe de altă parte, accesul la funcții MATLAB iar celelalte unelte ale lui rămân deschise și pot fi folosite în Simulink. Unele dintre pachetele incluse au instrumente încorporate Simulink(De exemplu, Vizualizator LTI aplicatii Caseta de instrumente pentru sistemul de control - pachet pentru dezvoltarea sistemelor de control). Există, de asemenea, biblioteci de blocuri suplimentare pentru diferite aplicații (de exemplu, Set de blocuri pentru sistemul de alimentare– modelarea dispozitivelor electrice, Bloc de procesare a semnalului digital- un set de blocuri pentru dezvoltarea dispozitivelor digitale etc.).
Când lucrezi cu Simulink utilizatorul are capacitatea de a actualiza blocuri de bibliotecă, de a crea propriile lor și, de asemenea, de a compila biblioteci de blocuri noi.
La modelare, utilizatorul poate alege metoda de rezolvare a ecuațiilor diferențiale, precum și metoda de modificare a timpului modelului (cu pas fix sau variabil). În timpul simulării, este posibilă monitorizarea proceselor care au loc în sistem. Pentru aceasta se folosesc dispozitive speciale de monitorizare, care fac parte din bibliotecă. Simulink. Rezultatele simulării pot fi prezentate sub formă de grafice sau tabele.
Avantaj Simulink constă și în faptul că vă permite să completați bibliotecile de blocuri folosind subrutine scrise atât în limbaj matlab, cât şi în limbi C++, Fortranși Ada.
^ 2. Rularea Simulink
Pentru a rula programul, trebuie mai întâi să rulați pachetul MATLAB. fereastra principală a pachetului MATLAB prezentată în fig. 2.1. De asemenea, afișează un sfat cu instrumente care apare în fereastră atunci când treceți mouse-ul peste comanda rapidă. Simulinkîn bara de instrumente.
Fig 2.1. Fereastra principală a programului MATLAB
După deschiderea ferestrei principale a programului MATLAB trebuie să rulați programul Simulink. Acest lucru se poate face într-unul din trei moduri:
Ultima opțiune este convenabilă de utilizat pentru a rula un model deja terminat și depanat, atunci când trebuie doar să efectuați calcule și nu trebuie să adăugați noi blocuri la model. Utilizarea primei și celei de-a doua metode duce la deschiderea ferestrei de browser a secțiunii bibliotecii Simulink(Fig. 2.2).
Fig 2.2. Fereastra Browser Partition Library Simulink
