Заключение
В процессе выполнения курсовой работы по информатике были решены следующие задачи:
Разработана математическая модель движителя подводной лодки;
Представили математическую модель движителя в форме Коши;
Выписали систему дифференциальных уравнений в форме пространства состояний;
Сформировали структурную схему движителя в Simulink
Создали структурную схему ориентации в пространстве модели подлодки;
В среде VR-Builder создали виртуальную модель подводной лодки;
Выполнили подключение модуля VR Sink к Simulink модели подводной лодки;
Создали S-функцию визуализатора параметров движителя;
Сформировали структурную схему системы моделирования плавания виртуальной модели подлодки;
Провели численные эксперименты моделирования подлодки.
Список использованой литературы
Matlab. Режим доступа: http://www.mathworks.com/products/matlab/
Лабораторные работы: http://matlab.exponenta.ru/matlab/default.php
Основы информатики. Савельев А.Я. Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001. — 328 с.
Приложение 1
Код для S-function
function [sys, x0, str, ts] = mysfun(t, x, u, flag)
case 0
[sys, x0, str, ts] = mdlInitializeSizes;
case 2
sys=mdlUpdate(t, x, u);
case 3
sys=mdlOutputs(t,x,u);
case 9
sys=mdlTerminate(t,x,u);
otherwise
error(['Unhandled flag = ',num2str(flag)]);
end
function [sys, x0, str, ts] = mdlInitializeSizes
sizes = simsizes;
sizes.NumInputs = 4;
sizes.NumSampleTimes = 1;
sys = simsizes(sizes);
x0 = [];
str = [];
ts = [-1 0];
Fig=figure('Position',[644 -11 551 685],...
'Color', 'k',...
'MenuBar', 'none',...
'Name', 'GUI_Simulink',...
'NumberTitle', 'off');
InitControl = 1;
uicontrol('Style', 'slider',...
'Position',[50 485 451 18],...
'Min', 0, 'Max', 220, 'Value', InitControl,...
'Callback', @sldCallback);
set_param([gcs '/Control'],'Value',num2str(InitControl));
axes('Tag', 'ax1',...
'Units', 'pixels',...
'Position',[50 334 451 101],...
'NextPlot','add',...
'Xlim', [0 50],...
'Ylim', [-500 1500],...
'Color','k',...
'Xcolor', 'g',...
'YColor', 'g',...
'Box', 'on',...
'XGrid', 'on',...
'YGrid', 'on');
axes('Tag', 'ax2',...
'Units', 'pixels',...
'Position',[50 534 451 101],...
'NextPlot','add',...
'Xlim', [0 50],...
'Ylim', [-5 250],...
'Color','k',...
'Xcolor', 'g',...
'YColor', 'g',...
'Box', 'on',...
'XGrid', 'on',...
'YGrid', 'on');
axes('Tag', 'ax3',...
'Units', 'pixels',...
'Position',[50 184 451 101],...
'NextPlot','add',...
'Xlim', [0 50],...
'Ylim', [-5 30],...
'Color','k',...
'Xcolor', 'g',...
'YColor', 'g',...
'Box', 'on',...
'XGrid', 'on',...
'YGrid', 'on');
axes('Tag', 'ax4',...
'Units', 'pixels',...
'Position',[50 34 451 101],...
'NextPlot','add',...
'Xlim', [0 50],...
'Ylim', [0 250],...
'Color','k',...
'Xcolor', 'g',...
'YColor', 'g',...
'Box', 'on',...
'XGrid', 'on',...
'YGrid', 'on');
uicontrol('Style', 'text',...
'String', 'Signal',...
'Position', [200 445 151 26],...
'FontSize', 10,...
'FontWeight', 'bold',...
'BackgroundColor', 'k',...
'ForegroundColor', 'm')
uicontrol('Style', 'text',...
'String', 'Control',...
'Position', [200 644 151 23],...
'FontSize', 10,...
'FontWeight', 'bold',...
'BackgroundColor', 'k',...
'ForegroundColor', 'y')
uicontrol('Style', 'text',...
'String', 'angular velocity',...
'Position', [199 285 151 22],...
'FontSize', 10,...
'FontWeight', 'bold',...
'BackgroundColor', 'k',...
'ForegroundColor', 'r')
uicontrol('Style', 'text',...
'String', 'angle of rotation',...
'Position', [199 135 151 22],...
'FontSize', 10,...
'FontWeight', 'bold',...
'BackgroundColor', 'k',...
'ForegroundColor', 'b')
set_param(gcbh, 'UserData', Fig);
function sys=mdlUpdate(t, x, u)
Fig = get_param(gcbh,'UserData');
Handles = guihandles(Fig);
PassedSampleNum = int32(t*10);
if mod(PassedSampleNum, 500) == 0
set(Handles.ax1, 'XLim', [t t+50])
set(Handles.ax2, 'XLim', [t t+50])
set(Handles.ax3, 'XLim', [t t+50])
set(Handles.ax4, 'XLim', [t t+50])
end
axes(Handles.ax1)
LastPoint = get(Handles.ax1, 'UserData');
if ~isempty(LastPoint)
plot([LastPoint(1) t],[LastPoint(2) u(2)],...
'Color', 'm', 'LineWidth', 2)
set(Handles.ax1, 'UserData', [t, u(2)])
else
set(Handles.ax1, 'UserData', [t, u(1)*u(2)])
plot(t, u(1)*u(2), 'Color', 'm', 'LineWidth', 2 )
end
axes(Handles.ax2)
LastPoint = get(Handles.ax2, 'UserData');
if ~isempty(LastPoint)
plot([LastPoint(1) t],[LastPoint(2) u(1)],...
'Color', 'y', 'LineWidth', 2)
set(Handles.ax2, 'UserData', [t, u(1)])
else
set(Handles.ax2, 'UserData', [t, u(1)])
plot(t, u(1), 'Color', 'y', 'LineWidth', 2 )
end
axes(Handles.ax3)
LastPoint = get(Handles.ax3, 'UserData');
if ~isempty(LastPoint)
plot([LastPoint(1) t],[LastPoint(2) u(3)],...
'Color', 'r', 'LineWidth', 2)
set(Handles.ax3, 'UserData', [t, u(3)])
else
set(Handles.ax3, 'UserData', [t, u(1)])
plot(t, u(3), 'Color', 'r', 'LineWidth', 1 )
end
axes(Handles.ax4)
LastPoint = get(Handles.ax4, 'UserData');
if ~isempty(LastPoint)
plot([LastPoint(1) t],[LastPoint(2) u(4)],...
'Color', 'b', 'LineWidth', 2)
set(Handles.ax4, 'UserData', [t, u(4)])
else
set(Handles.ax4, 'UserData', [t, u(1)])
plot(t, u(4), 'Color', 'b', 'LineWidth', 1 )
end
sys = [];
function sys=mdlOutputs(t,x,u)
sys=[];
function sys=mdlTerminate(t,x,u)
button = questdlg('Delete the GUI_Simulink window?','GUI_Simulink',...
'No','Yes','No');
if isequal(button, 'Yes')
Fig = get_param(gcbh,'UserData');
delete(Fig)
end
sys = [];
function sldCallback(src,evt)
s = get(src, 'Value');
set_param([gcs '/Control'], 'Value', num2str(s));