
- •Исследование систем автоматического регулирования в среде matlab с использованием системы визуального моделирования simulink
- •Назначение пакета Simulink
- •Выполнение работы
- •Задание 1. Изучение демонстрационного примера Запуск Simulink
- •Работа с демонстрационным примером
- •Задание 2. Знакомство с библиотекой Simulink Приемы работы с библиотекой
- •Источники сигналов и воздействий
- •Регистрирующие элементы
- •Линейные компоненты
- •Дискретные компоненты
- •Нелинейные компоненты
- •Математические компоненты
- •Подключающие компоненты
- •Компоненты функций и таблиц
- •Внешние библиотеки и готовые решения
- •Создание модели из блоков
- •Исследование созданной модели
- •Настройка осциллографа Scope
- •Задание 3. Исследование системы регулирования скорости вращения вала электродвигателя Задание на выполнение исследования
- •Ввод модели
- •Исследование переходных процессов в системе
- •Задание 4. Исследование системы с пид-регулятором
- •Описание пакета Simulink Особенности интерфейса Simulink
- •Решатель систем дифференциальных уравнений
- •Основная палитра компонентов
- •Основы работы с Simulink Постановка задачи
- •Создание модели устройства (системы)
- •Запуск модели
- •Некоторые приемы редактирования модели
- •Требования к отчету
- •Библиографический список
Запуск модели
Следующий этап моделирования - запуск модели. Можно выполнить его сразу, но, скорее всего, полученный результат окажется неудачным. Та же картина наблюдается на практике, когда к малоизвестному исследуемому устройству впервые подключается осциллограф. Нужна некоторая предварительная настройка модели и осциллографа, в частности, выбор просматриваемого интервала времени, установка масштаба регистрируемой величины и т. д. По умолчанию интервал времени задан равным 1 с, что далеко не всегда годится для конкретной модели.
Для настройки запуска модели надо исполнить команду Parameters в меню Simulation пакета Simulink. В появившемся окне на вкладке Solver надо уточнить временной интервал моделирования, например, сделав его равным 0,2 с. Вы можете также выбрать метод изменения независимой переменной и метод решения дифференциальных уравнений при моделировании, а также погрешности вычислений. Как правило, однако, вполне удовлетворительны установки этих параметров по умолчанию.
Теперь можно запустить модель. Для этого надо нажать кнопку пуска (треугольник) на панели инструментов или исполнить команду Start в меню Simulation. По завершении процесса моделирования активизация объекта-осциллографа выводит окно, в котором виден результат моделирования. Это окно при использовании блока Scope очень напоминает экран реального осциллографа.
Если на экране осциллографа наблюдается что-то непонятное, значит, он не настроен. Можно задать автоматическую настройку, нажав кнопку панели инструментов блока осциллографа с изображением бинокля. При этом автоматически выбираются масштабы просмотра по вертикали и горизонтали. Для «ручной» настройки осциллографа можно активизировать кнопку Properties (Свойства) на панели инструментов его окна. Панель инструментов окна осциллографа имеет еще ряд кнопок вполне очевидного назначения - для изменения масштаба изображения, его печати и т. д. Пользователь может легко разобраться с их действием.
Чем сложнее модель, тем больше усилий придется затратить на то, чтобы добиться ее правильной «работы». Моделирование сложных моделей на обычном персональном компьютере может занимать многие часы и даже дни, так что для этого лучше использовать MATLAB, установленный на более мощном компьютере.
Можно сохранить созданную модель для последующего применения, показа или модернизации. Для этого используется команда Save или Save As в меню File окна редактора моделей. Процесс записи ничем не отличается от обычного. Модель записывается в виде файла с расширением .mdl
Некоторые приемы редактирования модели
Иногда бывает нужно убрать поясняющую надпись. Это легко сделать, активизировав надпись (кстати, как и любой другой объект) и используя команду Clear в позиции главного меню Edit. Очень удобно (особенно при стирании линий) пользоваться кнопкой панели инструментов с изображением ножниц (Cut), которая помещает выделенный объект в буфер обмена Windows 95/98 и при этом удаляет его со своего места.
Выделение объектов удобнее всего осуществляется мышью. Достаточно установить ее указатель на нужном объекте и один раз щелкнуть левой кнопкой мыши. Объект будет выделен. Двойной щелчок обычно вызывает окно коррекции параметров объекта (блока). Мышью также можно выделить несколько объектов. Для этого надо установить указатель вблизи от них, нажать левую кнопку мыши и, удерживая ее, начать перемещать мышь. Появится расширяющийся прямоугольник из пунктирных линий. Все попавшие в него объекты будут выделены, и их можно будет перемещать в окне редактирования или стирать. Выделить разом все объекты можно, используя команду Select All в меню Edit.
Для стирания выделенного объекта можно использовать и команду Delete в контекстно-зависимом меню, появляющемся при нажатии правой кнопки мыши. Контекстно-зависимое меню очень удобно тем, что для любого объекта оно выводит перечень команд и операций, которые доступны для заданного контекста (состояния).
Новые соединения легко выполняются с помощью мыши. Вообще говоря, приемы ввода новых блоков и их соединений друг с другом выполняются очень просто и естественно, так что нет смысла останавливаться на этом подробно. Составьте две-три блок-схемы наподобие приведенных выше в качестве примеров, и вы убедитесь в том, что блок-схема из десятка элементов может быть составлена за считанные минуты. При этом приемы редактирования очень напоминают работу с популярными графическими редакторами. Что, однако, стоит отметить, так это возможность задания наклонных линий соединений при нажатой клавише Shift.
Simulink имеет расширенные возможности редактирования блок-схем. Так, в окне редактирования можно не только перемещать блоки с помощью мыши, но и менять их размеры. Для этого блок выделяется, после чего указатель мыши надо установить на кружки по углам блока. Как только указатель превратится в двунаправленную диагональную стрелку, можно будет при нажатой левой кнопке растягивать блоки по диагонали, увеличивая или уменьшая их размеры. Кроме того, блоки можно помещать в буфер обмена (Clipboard) операционной системы Windows 95/98 и использовать буфер для переноса блоков из одного места в другое.
В меню Format (и в контекстно-зависимом меню) можно найти ряд команд форматирования блоков: замена шрифта пояснительных надписей и их стиля (Font); смена расположения надписей (Flip name); скрытие и восстановления надписей (Show Name/Hide Name); поворот блоков вокруг вертикальной оси (Flip Block); поворот на 90° (Rotate Block); включение и отключение тени (Show Drop Shadow/Hide Drop Shadow). Там же есть очевидные опции по изменению цвета линий блока, закраске блоков и настройке цвета общего фона. Большую помощь в редактировании оказывает команда Undo - отмена последней операции. Она поддерживает свыше ста операций, включая операции добавления и стирания линий. Эту команду можно реализовать с помощью кнопки в панели инструментов или из меню Edit.