
- •Лабораторная работа № 2
- •Применение программы MatLab 6.5/ Simulink для исследования систем автоматического управления
- •2.1. Компоненты библиотеки Simulink, необходимые для исследования систем автоматического управления
- •1. Sources – источники сигналов
- •2. Sinks – приемники сигналов
- •3. Continuous - блоки непрерывных моделей
- •4. Math Operations – блоки математических операций
- •2.2. Инструмент для анализа линейных стационарных систем Simulink lti-Viewer
- •Лабораторное задание
- •Порядок выполнения работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
2. Sinks – приемники сигналов
В данную группу входят 2 компонента:
осциллограф (Scope);
концевой приемник (Terminator).
Осциллограф Scope
Пиктограмма осциллографа Scope приведена на рис.2.10.
Рис.2.10. Пиктограмма осциллографа Scope.
Назначение: строит графики исследуемых сигналов в функции времени. Позволяет наблюдать за изменениями сигналов в процессе моделирования.
Для того чтобы открыть окно просмотра сигналов, необходимо выполнить двойной щелчок левой клавишей мыши на пиктограмме блока. Это можно сделать на любом этапе (как до начала моделирования, так и после него, а также во время моделирования). На рисунке 2.11 показано окно осциллографа, отображающее синусоидальный сигнал
Рис.2.11. Окно осциллографа.
Настройка окна осциллографа выполняется с помощью панелей инструментов, приведенной на рис.2.12.
Рис.2.12. Панель инструментов блока Scope.
Панель инструментов содержит 11 кнопок:
print – печать содержимого окна осциллографа;
parameters – доступ к окну настройки параметров;
zoom – увеличение масштаба по обеим осям;
zoom x-axis – увеличение масштаба по горизонтальной оси;
zoom y-axis – увеличение масштаба по вертикальной оси;
autoscale – автоматическая установка масштабов по обеим осям;
save current axes settings – сохранение текущих настроек окна;
restore saved axes settings – установка ранее сохраненных настроек окна;
floating scope – перевод осциллографа в “свободный” режим;
lock/unlock axes selection – закрепить/разорвать связь между текущей координатной системой окна и отображаемым сигналом. Инструмент доступен, если включен режим floating scope;
signal selection – выбор сигналов для отображения. Инструмент доступен, если включен режим floating scope.
Изменение масштабов отображаемых графиков можно выполнять несколькими способами.
Нажать соответствующую кнопку (Zoom, Zoom X-axis, Zoom Y-axis) и щелкнуть один раз левой клавишей мыши в нужном месте графика. Произойдет 2,5 кратное увеличение масштаба.
Нажать соответствующую кнопку (Zoom, Zoom X-axis, Zoom Y-axis) и, нажав левую клавишу мыши, с помощью динамической рамки или отрезка указать область графика для увеличенного изображения. Рисунок 2.13 поясняет этот процесс.
Рис.2.13 - Окно осциллографа с динамической рамкой.
Щелкнуть правой клавишей мыши в окне графиков и выбрать команду Axes Properties… в контекстном меню. Откроется окно свойств графика, в котором с помощью параметров Y-min и Y-max можно указать предельные значения вертикальной оси. В этом же окне можно указать заголовок графика (Title), заменив выражение %<SignalLabel> в строке ввода. Окно свойств показано на рисунке 2.14.
Рис.2.14. Окно свойств осциллографа.
Окно задания параметров блока Scope (рис.2.15) имеет две вкладки:
general – общие параметры;
data history – параметры сохранения сигналов в рабочей области MatLAB.
Рис.2.15. Окно задания параметров осциллографа.
Параметры блока:
На вкладке General задаются следующие параметры:
number of axes – число входов (систем координат) осциллографа. при изменении этого параметра на изображении блока появляются дополнительные входные порты;
time range – величина заданного интервала, для которого отображаются графики. Если вывод расчета модели превышает заданное параметром time range, то вывод графика производится порциями, при этом интервал отображения каждой порции графика равен заданному значению time range;
tick labels – вывод \ скрытие осей и меток осей. Значения параметра выбираются из списка:
all – подписи для всех осей;
none – отсутствие всех осей и подписей к ним;
bottom axis only – подписи горизонтальной оси только для нижнего графика;
sampling – установка параметров вывода графиков в окне. Задает режим вывода расчетных точек на экран. Значения параметра выбираются из списка:
decimation – прореживание. Параметр определяет кратность вывода расчетных точек в окне осциллографа;
sample time – шаг модельного времени. Значение параметра определяет интервал квантования при отображении сигнала;
floating scope – изменяющийся режим. Перевод осциллографа в особый, изменяющийся режим.
На вкладке Data history задаются следующие параметры:
limit data points to last – максимальное количество отображаемых расчетных точек графика. При превышении этого числа начальная часть графика обрезается. В том случае, если флажок параметра limit data points to last не установлен, то simulink автоматически увеличит значение параметра для отображения всех расчетных точек.
save data to workspace – сохранять значения сигналов в рабочей области matlab.
variable name – имя переменной для сохранения в рабочей области matlab.
format – формат данных для сохранения в рабочей области mаtlab. Может принимать следующие значения:
array – массив;
structure –массив записей;
structure with time – структура с дополнительным полем «время».
Концевой приемник Terminator
Пиктограмма концевого приемника приведена на рис.2.16.
Рис.2.16. Пиктограмма концевого приемника.
Назначение: блок используется для подачи сигнала с неиспользуемого выхода другого блока. Окно задания параметров приведено на рис.2.17.
Рис. 2.17. Окно задания параметров.
Параметры: нет.
В том случае, если выход блока оказывается не подключенным ко входу другого блока, Simulink выдает предупреждающее сообщение в командном окне MATLAB. Для исключения этого необходимо использовать блок Terminator. На рис. 2.18 показан пример использования концевого приемника. Извлекаемый, с помощью блока Demux, из матрицы второй элемент не никак не используется, поэтому он подается на вход блока Terminator.
Рис.2.18. Схема с использованием концевого приемника.