ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Знайомство з програмним середовищем simulink. Побудова простих віртуальних лабораторних стендів для дослідження систем автоматичного керування

Мета роботи - знайомство з призначенням, графічним інтерфейсом, принципами побудови моделей і важливими блоками (віртуальними моделями реальних пристроїв і їх елементів) програми SIMULINK, а також придбання навичок створення простих моделей.

Завдання роботи:

1. Ознайомитися з призначенням програмного комплексу SIMULINK, з основними видами блоків; з принципами побудови моделей і їх роботи в середовищі SIMULINK;

2. Придбати навички:

- побудови та дослідження простих моделей;

- захисту лабораторної роботи (чіткої постановки мети роботи, подання отриманих результатів; проведення аналізу та обґрунтування висновків).

Короткі теоретичні відомості операційне середовище matlab

Дослідження (синтез і аналіз) систем автоматичного керування (САК) шляхом їх моделювання у системі MATLAB можливо двома принципово різними способами.

При першому способі моделювання виробляють шляхом введення відповідних команд в робочу область самого пакета MATLAB. При цьому використовується тулбокс, який називається Control System Toolbox. Цей тулбокс являє собою бібліотеку алгоритмів, що містяться в функціональних файлах і реалізують найбільш загальні методи розрахунку й аналізу САУ. Команди, що вводяться в робочу зону MATLAB виконуються послідовно - (імітація потоку даних).

При другому способі моделювання виробляють шляхом використання моделей типових елементів пакету Simulink. Simulink дозволяє представити досліджувану систему у вигляді з'єднаних між собою блоків (структурної схеми), а потім дослідити її поведінку в статики і динаміки. Студенту потрібно освоїти правила побудови віртуального дослідного стенду з необхідною інфраструктурою (джерела сигналів, вимірювальні прилади і засоби спостереження за процесами та характеристиками процесів) і складання моделі пристрою із готових функціональних блоків, з яких, як з конструктора, складається саме модель.

Процес моделювання засобами Simulink складається з декількох етапів.

Першим з них є етап складання математичної моделі системи. Розрахунок будь-який САУ зазвичай починається з її складання функціональної схеми, під якою розуміється умовне графічне зображення, яке відображає функції, що виконуються окремими елементами системи і зв'язку між цими елементами. Потім проводиться опис фізичних процесів, що відбуваються в кожному з цих елементів.

Другим етапом є компонування моделі, що склається у виборі з бібліотек Simulink необхідних блоків, їх розміщенні у спеціальному вікні та з'єднання між собою. Щоб здійснювати це, потрібно спочатку запустити Simulink

Третім етапом є моделювання.

Р обота з системою інженерних розрахунків Matlab починається її запуском натискання на піктограму робочого столу Windows.

В результаті на моніторі відкривається робочий стіл системи, як це вказано на рис. 1.

Рисунок 1 - Робочий стіл Matlab

Він містить елементи графічного інтерфейсу користувача, які призначені для роботи з файлами, змінними та додатками, пов'язаними з Matlab. Робочий стіл системи складається з трьох елементів: Command Window, в якому розташована командний рядок, вікна запуску додатків Launch Pad і вікна передісторії викликів Command History. Крім того, є клавіші для перемикання вікна запуску Launch Pad на вікно робочої області Workspace і вікна передісторії Command History на вікно поточного каталогу Current Directory, який дозволяє відкривати, дивитись і виконувати пошук інформації у файлах системи Matlab, що мають необхідне розширення. На інструментальній панелі системи Matlab є інформаційне вікно Current Directory, за допомогою якого завжди забезпечується доступ до списку раніше викликаних поточних каталогів. Це дозволяє швидко переходити від одного каталогу до іншого, отримуючи доступ до потрібних файлів. Вид інструментальної панелі залежить від версії системи Matlab.