Лабораторная работа №8 часть 2. Создание и исследование модели в среде Matlab Simulink.
Цель: знакомство с средой Matlab Simulink (Scilab), исследование возможностей Scilab.
Моделирование систем в программной среде Scilab & Xcos
Интерактивная среда Xcos позволяет использовать библиотеку блоков для моделирования электросиловых, механических и гидравлических систем, а также применять модельно-ориентированный подход при разработке систем управления, средств цифровой связи и устройств реального времени. Дополнительные пакеты расширения Xcos позволяют решать весь спектр задач от разработки концепции модели до тестирования, проверки, генерации кода и аппаратной реализации.
Xcos интегрирован в среду Scilab, что позволяет использовать встроенные математические алгоритмы и мощные средства обработки данных. Инженеры и ученые со всего мира используют среду Scilab & Xcos для модельно-ориентированного проектирования (имитационного моделирования), разработки систем управления, систем связи, анализа и сбора данных, а также для иных вычислительных задач.
Создание модели работы дешифратора.
В качестве примера создания модели в среде Xcos рассмотрим построение блок-диаграммы для решения задачи моделирования работы дешифратора на четыре выхода.
Дешифратор преобразует входной двоичный код в такой выходной код, в котором только на одном из всех выходов имеется единица. Сигнал на входы дешифратора поступает от двух источников: Источник 1, Источник 2.
Результат, полученный с выхода дешифратора необходимо зарегистрировать (визуально отобразить).
В таблице 1 представлена таблица истинности работы дешифратора. Где: C – управляющий сигнал, X0 и X1 – входные сигналы, Y0 – Y3 – выходные сигналы.
Выбор блоков
Библиотека Xcos насчитывает достаточно большое количество блоков. В настоящей статье мы познакомимся с блоками, которые понадобятся нам для реализации этой задачи. Функции остальных блоков будут рассмотрены в следующих статьях данного цикла.
Для решения задачи моделирования работы дешифратора выберем следующие блоки библиотеки Xcos:
- LOGIC (раздел библиотеки «Целое число») – блок обеспечивает преобразование входных булевых величин в выходную в соответствии с заданной таблицей истинности, которая задается пользователем явно или при помощи функций (в нашем случае мы использовали функции zeros( ) и eye( )) в поле «Таблица истинности (матрица значений на выходе)» окна настроек параметров блока;
- MUX (раздел библиотеки «Общеупотребительные блоки») – данный блок выполняет объединение входных величин в единый выходной вектор. Порядок элементов в векторе выхода определяется порядком входов (сверху вниз). Количество входов данного блока (оно же размер выходного вектора) задается в поле number of input ports or vector of size окна настроек параметров блока;
- CONST_m (раздел библиотеки «Общеупотребительные блоки») – формирует постоянную величину. Значение константы вводится в окне настроек параметров данного блока в поле «Постоянное значение». Так же в этом поле может устанавливаться тип данных выходных значений данного блока;
- CLOCK_c (раздел библиотеки «Обработка событий») – является источником сигналов активации для блоков, имеющих управляющий вход. Если блок имеет управляющий вход, то он срабатывает каждый раз, когда на него поступает сигнал активации. Поведение блока, не имеющего управляющего входа, определяется его внутренними параметрами;
- CONVERT (раздел библиотеки «Общеупотребительные блоки») – используется для преобразования типа данных;
- AFFICH_m (раздел библиотеки «Регистрирующие устройства») – данный блок при моделировании играет роль обзорного окна. Он имеет один вход данных и один управляющий вход и предназначен для отображения на экране численных значений входных величин, фигурирующих в блок-диаграмме. Для блока можно настроить следующие параметры (рис. 1а):
- Input Size – размерность матрицы входных значений;
- Font number – номер шрифта;
- Font size – размер шрифта;
- Color – цвет шрифта;
- Number of rational part digits – количество знаков после запятой;
- Block inherits (1) or not (0) – обрыв управляющей связи с блоком.
Блок AFFICH_m может использоваться для вывода как скалярных, так и векторных величин. Если отображаемая величина является вектором, то размер блока необходимо будет увеличить – растянуть при помощи мыши. Для этого следует выделить блок, подвести курсор мыши к одному из его углов, нажать левую клавишу мыши и, не отпуская ее, растянуть изображение блока до нужных размеров.