Министерство образования и науки Украины
Национальный аэрокорсмический университет им. Н.Е. Жуковского “ХАИ”
Кафедра Проектирования радиоэлектронных систем Летательных Аппаратов
СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
“КАНАЛ С ПОМЕХАМИ И ИСПРАВЛЕНИЕ ОШИБОК
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОРРЕКТИРУЮЩИХ КОДОВ”
Моделирование в MATLAB SIMULINK
Шульгин В.И.
Харьков 2014
Введение
Каждый, кто занимается проектированием радиотехнических устройств и обработкой сигналов, знает, как важно построить математическую модель проектируемого устройства, реализовать её в виде программы и затем провести на этой модели испытания в условиях, приближающихся к натурным. Очень удобным средством решения таких задач является приложение пакета МАТЛАБ - Simulink .
Использование Simulink во многих случаях исключает утомительные и трудоёмкие этапы составления и отладки программ, позволяя сосредоточить основные усилия непосредственно на решении “своих” предметно-ориентированных задач. Инженеру или студенту нужно освоить правила использования готовых функциональных блоков, из которых, как из конструктора, составляется модель проектируемого устройства, а также “испытательный стенд”, то есть вся необходимая инфраструктура, включающая источники сигналов, измерительные приборы и средства наблюдения за процессами и характеристиками процессов.
Simulink — это интерактивная графическая программа, которая позволяет моделировать динамические системы на уровне структурных и функциональных схем. Построение модели в Simulink сводится к перемещению с помощью мыши необходимых блоков из библиотек Simulink в окно создаваемой модели и соединению этих блоков между собой. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области в которой он работает. Это делает работу с Simulink одинаково привлекательной как для начинающих пользователей, так и для опытных специалистов.
Моделирование с помощью Simulink состоит из следующих шагов:
- Выбор или создание блоков модели
- Организация связей между блоками модели
- Установка параметров отдельных блоков
- Организация вывода результатов моделирования
- Запуск модели и получение результата
Общие сведения
Этот раздел задания на выполнение лабораторной работы посвящен краткому описанию принципов работы с программой Simulink и будет полезен лишь для тех, кто совершенно не владеет навиками работы с ней. Приведенной здесь информации, конечно, недостаточно, чобы строить серьезные модели, и проводить исследования с их использованием. Но для выполнения заданий по данной лабораторной работе этого достаточно.
1.1 Принципы моделирования в Simulink
В Simulink входит большая библиотека блоков, позволяющая легко создавать модели. Группируя блоки в подсистемы, можно создавать иерархические модели. Число блоков и связей в модели не ограничено. Simulink обладает открытой архитектурой и позволяет создавать собственные блоки и библиотеки; связывать блоки с разработанными ранее программами, содержащими уже проверенные модели. Результаты моделирования отображаются в процессе работы.
После того как все блоки модели размещены и установлены связи между ними, модель может быть запущена.
1.2. Запуск Simulink
Для запуска программы необходимо предварительно запустить пакет MATLAB. Основное окно пакета MATLAB показано на Рис. 1.1.
Рис 1.1 Основное окно программы MATLAB
После открытия основного окна программы MATLAB нужно запустить программу Simulink.
Это можно сделать одним из трех способов:
Нажать кнопку
- Simulink
на панели инструментов командного
окна MATLAB
или
В командной строке главного окна MATLAB напечатать Simulink и нажать клавишу Enter на клавиатуре или
Выполнить команду Open… в меню File и открыть файл модели (mdl - файл).
Последний вариант используеся для запуска уже готовой и модели.
При первом и втором способе запуска, когда модели еще нет и ее нужно создать, открывается окно обозревателя разделов библиотеки Simulink
1.3. Обозреватель (браузер) разделов библиотеки Simulink
Рис 1.2. Окно обозревателя разделов библиотеки Simulink
Окно обозревателя библиотеки блоков содержит следующие элементы:
Заголовок.
Меню, с командами File, Edit, View, Help.
Панель инструментов, с ярлыками наиболее часто используемых команд.
Окно комментария.
Список разделов библиотеки, реализованный в виде дерева.
Окно содержимого раздела библиотеки (список блоков)
1.4. Открытие окна для новой модели
Первым шагом при построении новой модели является открытие для нее нового окна. Для этого в меню File выберите New > Model.
Рис 1.3. Создание новой модели
Откроется пустое окно для новой модели:
Рис 1.4. Окно для новой модели
1.4. Перемещение блоков в окно новой модели
Следующим шагом по созданию новой модели является перемещение нужных блоков из Браузера библиотеки Simulink в окно модели. Например, нам нужно сформировать модель гармонического сигнала и отобразить его на экране виртуального осциллографа.
Для этого:
Выберите в Браузере библиотеки Simulink раздел Signal Processing Blockset (DSP)
Выберите в дереве раздела строку DSP Sources
Выберите в правом окне Браузера блок Sine Wave (Генератор синусоидального сигнала), и перетяните его мышкой в окно модели.
Выберите в дереве раздела строку DSP Sinks
Выберите в правом окне Браузера блок Vector Scope (или просто Scope - Осциллограф), и перетяните его мышкой в окно модели.
Рис 1.5. Перемещение блоков в окно модели