- •Применение пакета Simulink 5 вычислительной системы matlab (версия 6.5) для моделирования элементов и систем автоматического управления
- •153000 Г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21 Введение
- •1. Общая характеристика пакета Simulink
- •Запуск пакета Simulink
- •1.2. Библиотека модулей (блоков)
- •1.2.1. Раздел Sources – источники сигналов
- •Блок Band–Limited White Noise
- •Блок Chirp Signal
- •Блок Constant
- •Блок Digital Clock
- •Блок From Workspace
- •Блок From File
- •Блок Ground
- •Блок Inport
- •Блок Pulse Generator
- •Блок Ramp
- •Блок Random Number
- •Блок Repeating Sequence
- •Блок Signal Generator
- •Блок Signal Builder
- •Блок Sine Wave
- •Блок Step
- •Блок Umform Random Number
- •1.2.2. Раздел Sinks – блоки визуализации сигналов
- •Блок Display
- •Блок Scope
- •Блок xy Graph
- •Блок То File
- •Блок То Workspace
- •Блок Terminator
- •Блок Outport
- •1.2.3. Раздел Continuous – блоки непрерывных моделей
- •Блок Derivative
- •Блок Integrator
- •Блоки Transport Delay и Variable Transport Delay
- •Блок Transfer Fcn
- •Блок Zero–Pole
- •Блок State-Space
- •1.2.4. Раздел Discrete – блоки дискретных моделей
- •Блок First-Order Hold
- •Блок Memory
- •Блок Unit Delay
- •Блок Zero-Order Hold
- •1.2.5. Раздел Discontinuities – блоки нелинейных моделей
- •1.2.6. Раздел Math Operations – блоки математических операций
- •1.2.7. Раздел Signal Routing – блоки распределения сигналов
- •1.3. Построение структурных схем динамических систем
- •1.3.1. Выделение объектов
- •1.3.2. Операции с блоками Копирование блоков из одного окна в другое
- •Перестановка блоков в модели
- •Изменение размеров блока
- •Изменение и перемещение имени блока
- •Создание соединительных линий
- •Создание линии между блоками
- •Распространение меток линии
- •Создание и манипулирование комментарием
- •1.3.3. Установка параметров моделирования
- •1.3.4. Создание подсистем
- •Создание подсистемы путем добавления блока Subsystem
- •Создание подсистемы, путем группировки существующих блоков
- •1.3.5. Запись и печать s–модели
- •2. Примеры моделирования
- •2.1. Примеры использования различных блоков
- •2.2. Моделирование датчика натяжения нити
- •2.3. Анализ линейных систем с помощью инструментального средства ltiview
- •Список литературы
Блок Signal Generator
В параметры настройки этого блока входят:
Wave form – позволяет выбрать одну из следующих форм периодического процесса: sine – синусоидальные волны; square – прямоугольные волны; sawtooth – треугольные волны; random – случайные колебания;
Amplitude –амплитуда генерируемых колебаний;
Frequency – частота колебаний;
Units – выбор одной из единиц измерения частоты: Hertz (герцы) или rad/Sec (радианы в секунду);
Interpret vector parameters as 1-D – интерпретировать вектор как массив скаляров.
На рис. 1.19 показана простейшая S–модель, состоящая из блока Signal Generator и блока отображения XY Graph, а на рис. 1.20 представлено содержимое блока отображения после проведения моделирования при таких параметрах настройки: вид колебаний – sine; амплитуда – 4,0; частота – 1 Гц.
|
|
Рис. 1.19. S–модель с блоком Signal Generator |
Рис. 1.20. Сигнал с блока Signal Generator |
Блок Signal Builder
Формирует кусочно-линейные сигналы, форма которых устанавливается с помощью специального интерфейса пользователя (рис. 1.21). После открытия окна интерфейса на вкладке Group 1 отображается импульсный сигнал (Pulse), который можно удалить командой Edit/Delete предварительно выделив его. Создание (добавление) нового сигнала выполняется командой Signal/New, при этом пользователь имеет возможность выбрать какой-либо стандартный сигнал (Step, Pulse, Square и т. д.) либо создать свой сигнал (Custom). В последнем случае требуется ввести векторы времени и значений сигнала. Для изменения формы сигнала требуется выделить объект (точку или отрезок) двойным щелчком мыши и ввести новые координаты правой и (или) левой точек (графы Т и Y). Выделенные объекты можно также перемещать с помощью мыши. Для перемещения всего графика требуется держать клавишу Shift нажатой. Создание новой точки на графике достигается с помощью двойного щелчка левой клавишей мыши при нажатой клавише Shift. Изменение временного диапазона сигнала выполняется с помощью команды Axes/Change time range. Пользователь имеет возможность создать несколько наборов (групп) сигналов. Для этого необходимо с помощью команды Group/Copy создать копию уже существующего набора сигнала (при этом в окне блока появится новая вкладка Group2) и выполнить редактирование нового набора сигналов.
|
Рис.1.21. Интерфейс пользователя блока Signal Builder |
Форма сигнала за пределами заданного временного диапазона задается с помощью команды File\Simulation Options. С помощью этой же команды может быть установлен шаг модельного времени (такт дискретности).
Блок Sine Wave
Формирует синусоидальный сигнал с заданными частотой, амплитудой, фазой и смещением. В блоке используется два способа формирования выходного сигнала:
– Time-based – по текущему времени;
– Sample-based – по величине такта дискретности и количеству шагов моделирования.
Вид окна параметров определяется выбранным способом формирования синусоидального сигнала. При формировании импульсов по текущему времени (Time-based) устанавливаются следующие параметры:
Amplitude –амплитуда синусоидального сигнала;
Bias – значение постоянной составляющей сигнала;
Frequency (rads/sec) –частота колебаний в радианах в секунду;
Phase (rads) – начальная фаза в радианах;
Sample time – такт дискретности (с);
Interpret vector parameters as 1-D – интерпретировать вектор как массив скаляров.
При формировании синусоидального сигнала по величине такта дискретности и количеству шагов моделирования (Sample-based) параметры Frequency и Phase определяются количеством тактов дискретности.
На рис. 1.22 представлен результат применения блока при следующих значениях параметров: Amplitude – 4,5, Bias – 1, Frequency – 2 радиана в секунду и Phase – /2 радиана.
Отличия этого блока от генератора синусоидальных колебаний в блоке Signal Generator состоят в следующем: 1) в рассматриваемом блоке можно устанавливать произвольную начальную фазу; 2) в нем нельзя задать частоту в Герцах.
|
|
Рис. 1.22. Сигнал с блока Sine Wave |
Рис. 1.23. Сигнал с блока Step |
