5.2 SimuLink блоктарының (модульдерінің) бейнелеуі

SimuLink – визуалды үлгілеудің құрылғысы. Оның библиотекасы визуалды объектілер жиынтығы болады.

SimuLink библиотекасының құрамына кіретін әр блоктың ең кемінде бір күйіне келтіру параметрі болады. Параметрдің мәнін орнатып (немесе ұсынылған тізімнен, менюден таңдап) пайдаланушы қолданған блоктың функциясын жөндеуіне болады. Параметрлерді күйіне келтіру терезесін ашу үшін оның суретіне мышкамен екі рет басу керек. Параметрлерін өзгерту үшін алдынан блокты үлгінің блок-диаграмма терезесіне көшіріп алу керек. 

Барлық блоктардың параметрін күйге келтіру терезелерінің құрамдары ұқсас және блоктың қысқаша сипаттамасынан, енгізу (немесе таңдау) өрісінен және 4 батырмалардан тұрады:

- Apply — қолдану;

- Revert — параметрдің алдынғы мәнін қайтару;

- Help —html форматтағы қөмек файлды шақыру;

- Close — күйге келтіру терезесін жабу.

         Параметрлердің өзгертілген мәндері Apply батырмасы басылғаннан кейін қабылданады. Үлгіні жұмысқа жаңа параметрлермен қосу үшін параметрлер терезесін жаппауға болады.

Пайдаланушы жұмысын ыңғайландыру үшін библиотека бірнеше бөлікке бөлінген. SimuLink библиотекасының негізгі бөліктерін қарастырайық.

 

5.2.1 Sources (Сигналдар көздері) бөлігі.

Бұл бөліктің блоктары үлгінің жұмысын басқаратын сигналдарды жасауға негізделген. Сигналдар көзі болатын блоктардың жалғыз ғана шығуы бар және кіру порттары жоқ. Басқа блоктар сияқты бұл бөліктің де блоктарының параметрлері пайдаланушымен күйге келтіріледі. Тек қана Clockблогынын жұмысы компьютердің аппараттық таймерінде негізделген.

Сонымен, кірудегі шамалар немесе сигналдар көздері болып келесі блоктар қолданылады:

а) Constant - тұрақты мәнді (скаляр, вектор немесе матрицаны) құрастырады;

б) Signal Generator - еркін түрі бар үздіксіз сигналды жасайды.

    Блоктың  параметрлері:

- Wave form  - периодты процестің бір түрін таңдауға мүмкіндік береді: sine – синусоидалды толқындар, square – төртбұрышты толқындар, sawtooth – 

үшбұрышты толқындар, random – кездейсоқ тербелістер;

- Amplitude – тербелістердің амплитудаларының мәндерін анықтайды;

- Frequency – тербеліс жиілігін анықтайды;

- Units – жиілікті өлшеу бірлігін таңдайды: Hertz (Герц) немесе Rad/Sec

  (секунда сайын радиандар);

в) Step - берілген параметрлері бар бірлік басқару сигналды жасауын қамтиды. Сигнал үлгінің кез-келген жерінде қолданылады. Блоктың 3 күйге келтірілетін параметрі бар:

- Step time (Уақыт қадамы) — сигнал ұзындығын анықтайды, параметрдің бастапқы мәні 1-ге тең; 

- Initial value (Бастапқы мәні) — уақыттың бастапқы моментінде сигнал амплитудасының мәнін анықтайды, басында 0-ге тең болады;

- Final value (Соңғы мәні) — үлгілеу қадамы аяқталғандағы сигнал амплитудасының мәнін анықтайды, басында 1-ге тең болады;

г) Ramp - сызықты өсетін (кемитін) сигналды жасайды.

Блоктың келесі параметрлері бар:

- Slope – түзу сызықтың  уақыт осіне қатысты еңкейуі;

- Start time - өсетін сигналдың әрекетінің басталу уақыты;

- Initial output – әрекеті басталған кездегі сигнал мәні;

д) Sine Wave - гармоникалық тербелістердің генераторы.

Блоктың келесідей параметрлері бар:

- Amplitude – синусоида түріндегі сигналдың амплитудасын анықтайды;

- Frequency (rad/sec) – тербелістердің жиілігін береді;

- Phase (rad) – бастапқы фазаны радиандар бірлігінде орнатады;

- Sample time – синусоидалық сигнал мәндеріне сәйкес уақыт дискретасын

 анықтайды.

Бұл блоктың Signal Generator блогынан айырмашылығы келесіде: 1) осы блокта кез келген бастапқы фазаны орнатуға болады; 2) бұл блокта герц бірлігінде жиілік орнатылмайды;

е) Discrete Pulse Generator - дискртетті импульсті сигналдар генераторы.

Блок төртбұрышты импульсті тізбегін тудырады. Күйге келтірілетін параметрлер келесі:

- Amplitude – сигнал амплитудасы (төртбұрыш импульстің биіктігі);

- Period – бүтін сандармен (уақыт дискреттерінде) есептелінетін сигнал периоды;  

- Pulse width  - импульс ені (уақыт дискреттерінде);

- Phase delay – t = 0 тең уақытына сәйкес сигнал кідіру мәні (уақыт дискреттерінде);

- Sample time - үлгі уақытының өзгеру қадамы.

Параметр мәндерінің таңдауын Sample time шамадан бастаған жөн. Қадамның шамасын константамен немесе есептелінетін өрнекпен беруге болады. Есептелінген мән бүтін болмаса, бүтін санға дөңгелектенеді. Сол сияқты амплитуда мәні де есептелуі мүмкін, бірақ бұл кезде шама дөңгелектенбейді;

ж) Pulse Generator блогы Discrete Pulse Generator блогының функцияларын орындайды, тек төртбұрышты импульстердің параметрлері басқа жолмен беріледі:

- Period – импульстердің периоды;

- Duty cycle (% of period) – төртбұрышты импульстің ұзындығы (периодтың %);

- Amplitude – импульс амплитудасы (биіктігі);

- Start time – импульстердің біреуінің бастапқы уақыт моменті;

з) Chirp Signal — өзгеріс жиілігі бар  гармоникалық тербелістер генераторы.

Chirp Signal бірлік амплитудасы және айнымалы жиілігі бар синусоидтық сигналды тудырады, тербеліс жиіліктері уақыт бойынша сызықты заңмен өзгереді. Сондықтан блоктың келесі параметрлері бар:

- Initial frequency (Hz) – t = 0 болғандағы жиіліктің бастапқы мәні (герц бірлігінде);

- Target time (secs) – басқа (нөлден үлкен) уақыт моменті (секундамен өлшенеді);

- Frequency at target time  (Hz) – осы екінші уақыт моментіндегі жиіліктің мәні;

и) Clock - үздіксіз уақыттан тәуелді сигналдың көзі;

к)  Digital clock - дискретті уақыттан тәуелді сигналды жасайды.

Бұл блоктың жалғыз ғана параметрі бар:

- Sample time – үлгі уақытының өзгеру қадамы.

Қадам Discrete Pulse Generator блогындағыдай беріледі. Егер де қадам шамасы өрнекпен берілген болса, алынған мән үлгілеу интервалының бәрін де қолданылады. Digital Clock блогының ерекшелігі келесіде болады: ол қадам шамасын анықтаумен бірге, үлгілеу уақыты біткен шартты тексеру үшін үлгі уақытының жаңа шамасын есептейді. Үлгі уақытының кезекті шамасы алдыңғы уақыт пен қадам шамасының қосындысы ретінде есептелінеді;

л)  Random Number - амплитудасы нормал заңмен тараған кездейсоқ шама болатын дискретті сигналдарды құрастырады.

Блоктың төрт күйге келтірілетін параметрі бар:

- Mean және Variance - нормал заңның параметрлері болып табылады (орта мәні мен дисперсия);

- Initial seed - кездейсоқ шамалар тізбегін тудыру процесінің бастапқы мәнін көрсетеді. Егер де бұл параметр мәні тұрақты болса, генератор кездейсоқ шамалардың қайта-қайта бір тізбегін тудырады;

- Sample time  - басқа блоктардағыдай қолданылады;

м)  Uniform Random Number - амплитудалары берілген интервалда біртекті заңмен тараған кездейсоқ шама болатын дискретті сигналдарды тудырады.

Блоктың параметрлері:

- Initial seed және Sample time  параметрлері Random Number блогындағыдай;

- Minimum және Maximum - кездейсоқ шамалардың таратылу диапазонын

  белгілейді;

н)  Band-Limited White Noise - процесті жиілігі шектелген “ақ шу” ретінде тудырады. 

Блок параметрлері:

- Noise power - “ақ шудың” қуаттылығының мәні;

- Sample time – уақыт дискретін анықтайды (процестің жиілігінің жоғарғы мәнін анықтайды);

- Seed – кездейсоқ шаманың генераторы базасының бастапқы мәнін анықтайды;

о) Repeating Sequence блогының екі параметрі бар:

- Time values – шығу айнымалының мәндері берілген уақыт мәндерінің

векторы;

- Output values – бірінші векторда көрсетілген уақыт моментерінде қабылданатын шығу айнымалының сәйкес мәндерінің векторы.

  Бұл блок Time values векторының соңғы мәнімен оның бірінші элементі арасындағы айырмашылығына тең периоды бар тербелістерді тудыруды қамтиды.

п) Ground блогы S-үлгінің басқа блоктарына бір жағдай себебінен қосылмай қалған кірудегі порттарды бекітіп қоюға пайдалынады. Бұл блоктарды қолдану мақсаты - MATLAB интерпретатордың S-үлгіде қосылмаған портттары бар екені туралы ескертулерін жою үшін. 

Келесі екі блоктың басқалардан өзгешелігі бұрын SimuLink немесе MatLab-тың басқа құрылғы көмегімен табылған мәндерді қолдануда;

р) From File - МАТ-файлда сақталынған мәндерді үлгіге еңгізуге мүмкіндік береді.

From File блогы күйге келтіру параметр ретінде МАТ-файл атын қолданады. Осы файлдан керекті мәліметтер оқылады. Егер де тек файл аты көрсетілсе, файл ашық папкілерде ізделінеді. Қажет болса, файлға қол жеткізудің толық жолын көрсетуге болады. Күйге келтіру терезесі жабылғаннан кейін файл аты блок суретінде көрсетіледі (Sinks бөлікте То File блогы бар, мұнда үлгілеу нәтижелері МАТ-файлға жазылады).

МАТ-файлдағы мәндер құбылмалы жатық жол сандары бар (бұл сан тіркелген айнымалы санымен анықталады) көпөлшемді массив болады. Бірінші жолдың элементтері үлгілеу уақыттың тізбектелген мәндері болады, ал басқа жолдардағы элементтер – айнымалылардың сәйкес мәндері болады;

с) From Workspace - MatLab жұмыс ортасынан үлгіге мәндерді енгізуді қамтамасыздандырады.  

Блоктың жалғыз құрамды күйге келтіру параметрі бар. Бұл параметр қолданатын мәліметтердің реттелген тізімі болады, квадратты жақшада көрсетіледі. Тізімнің ең кемінде екі элементі болуы керек, оның біріншісі tout аты бар үлгі уақытының мәндерінің векторы. Тізімнің басқа элементтері жұмыс ортадан енгізілетін мәндерінің векторлары. Әр вектордың ұзындығы  tout вектордың ұзындығына тең болуы керек. Әдетте, тізім элементтер ретінде То Workspace (Sinks бөліктегі) блогы көмегімен MatLab жұмыс ортасына орнатылған шамалар қолданылады.