1.6 Программная система matlab
ППП MATLAB3 ориентирован на операционную среду Windows, поэтому все возможности этой системы, связанные с многозадачностью и развитым пользовательским интерфейсом4, применимы и к ППП MATLAB. Для задач, рассматриваемых в настоящем пособии, в MATLAB существует функциональная компонента, носящая имя "SIMULINK".
В SIMULINK может использоваться тот же принцип блочно-структурного моделирования ДС, что и в ППП MIK и MVTU, но в отличие от МIК принята графическая форма ввода исходных данных.
Эта возможность обеспечивается наличием графического и текстового редакторов, а также библиотеки графических представлений функциональных блоков и диалоговых средств обучения пользователя.
Графическое представление математической модели ДС средствами MATLAB компилируются автоматически в программу на языке ППП MATLAB. Преобразование программного аналога модели ДС в форму Коши, с целью решения полученных уравнений численными методами интегрирования, как и в системах MIK, осуществляется автоматически.
Именно эта особенность обеспечивает одно из преимуществ ППП MIK, MVTU, MATLAB с учетом наличия в модели ДС различных по назначению и свойствам функциональных блоков (линейных и нелинейных, в виде передаточных функций или в виде блоков, выполняющих преобразования в области времени, непрерывных и дискретных, детерминированных и случайных и т. п.).
Рассмотрим основные особенности ППП MATLAB на примере решения уравнения (10.1).
Пользователь, после входа в ППП MATLAB, запускает команду:
<simulink> ———> ENTER
и на экране монитора ПЭВМ появляется подэкран с изображением групп функциональных блоков. Последующие этапы работы заключаются в следующем:
1. В опции <Fail> выбирается режим работы. Если схема моделирования создается впервые, то выбирают режим
<New> ———> Enter
и далее пользователю предлагается окно, в котором он должен средствами Windows и MATLAB сформировать схему программного аналога модели исследуемого объекта или ДС.
2. Если схема моделирования уже существует в памяти ПЭВМ, то по имени файла модели она вызывается на экран монитора. Для этого пользователь командами
<Fail>———>Enter,
<Open>——>Enter
выводит на экран монитора окно со списком имеющихся в памяти ПЭВМ m-файлов, содержащих программные аналоги моделей исследуемых объектов на средствах ППП MATLAB, а затем выбирает нужный ему файл.
3. Схема модели исследуемого объекта формируется структурно из функциональных блоков, сгруппированных в следующие библиотеки:
задающих блоков;
принимающих блоков;
дискретных блоков;
нелинейных блоков;
линейных блоков;
соединительных блоков;
дополнительных блоков.
4. К любой точке структурной схемы может быть присоединен принимающий блок, позволяющий наблюдать качественный вид процесса y (t), или график процесса y (t), или график статического (фазового) процесса y = f (x). Массивы ординат любой координаты объекта могут размещаться в матрицу или в файл для последующей математической обработки.
5. Схема решения уравнения (1.19) при U (t) = 1 (t) в среде ППП MATLAB приводится на рисунке 1.3.
Р
исунок 1.3.
- Схема решения дифференциального
уравнения (1.1)
при U1(t) = 1(t) в среде ППП MATLAB