Создание новой модели

Новая модель создается

1. При первом открытии Simulink.

2. Из меню FileОкна библиотек выбрать пунктNew подпунктModel.

2. Создание простой модели

Цель: создание типовой модели, просмотр синусоидального сигнала на осциллографе.

Типовая модель интегрирует синусоидальную волну и отображает результат совместно с самой волной (рис.1).

рис. 1

Напечатайте Simulinkв командной строке MatLab или нажмите на панели инструментов кнопку – на экране появится пока ещё пустое окно моделиuntitledи библиотека блоковSimulink(рис.2).

рис. 2

Подведя указатель мыши к заголовку окна untitledи нажав левую кнопку мыши, Вы можете передвинуть окно новой модели (untitled) на правую часть экрана монитора, таким образом, вы сможете одновременно просматривать его содержимое и содержимое библиотек блоков.

В типовой модели используются блоки из следующих библиотек:

• Source library – источники (Sine Wave – блок синусоиды)

• Sinks library – приемники (Scope – блок осциллограф)

• Linear library – линейные элементы (integrator – интегрирующее звено)

• Connections library – библиотека подключений ( Mux – блок)

Откройте библиотеку Source (источники) чтобы выбрать синусоиду (SineWave). Для открытия библиотеки просто необходимо два раза щелкнуть мышью на значке этой библиотеки.

Simulink отобразит на экране окно, которое содержит в себе все блоки данной библиотеки.

Например, в библиотеке источников (Sources) все блоки – это источники сигнала (рис.3).

рис. 3

Вы можете добавлять блоки к вашей модели путем копирования их из библиотеки или из другой ранее созданной модели. Для данного упражнения вам необходимо скопировать блок синусоиды (Sine Wave). Чтобы это сделать, наведите на него курсор, а затем нажмите и удерживайте в таком положении кнопку мыши.

Теперь просто перетащите блок в окно модели. По мере того, как вы его передвигаете, контур блока и его название передвигаются вместе с ним:

рис. 4

Когда указатель в окне модели окажется в том месте, куда вы хотите поместить блок, отпустите кнопку мыши. Таким образом, копия блока синусоиды (Sine Wave) находится теперь в окне модели.

рис. 5

Точно также скопируйте остальные блоки типовой схемы – примера в окно модели. Вы можете также передвигать эти блоки с одного места на другое в переделах окна модели, действуя также как и при копировании блока. На небольшое расстояние блок можно передвинуть, выделив его и нажав нужную направляющую клавишу (со стрелкой).

После того, как все блоки будут скопированы в окно модели, сама модель должна выглядеть примерно так:

рис. 6

Если вы внимательно рассмотрите значки блоков, то увидите угловую скобку с правой стороны блока синусоиды (Sine Wave) и три таких скобки на левой стороне Mux – блока. Символ > , направленный наружу из блока это выходнойпорт. Если символ > направлен к блоку, то этовходнойпорт.Сигнал переходит из выходного порта одного блока во входной порт другого через соединительную линию. Когда блоки соединены, символы портов исчезают:

рис. 7

Вы могли заметить, что Mux–блок имеет три входных порта, тогда как входных сигналов только два. Чтобы изменить количество портов ввода, откройте диалоговое окно Mux – блока путем двойного щелчка на блоке при помощи мыши. Измените Number of inputs(число входов) значение параметра на 2, затем щелкните на кнопкеClose( закрыть). Simulink сразу же отрегулирует количество входных портов:

рис. 8

Теперь настало время соединить блоки. Соединяйте блок синусоиды (Sine Wave) с верхним входным портом блока Mux: расположите указатель мыши на выходном порте с правой стороны блока синусоиды (Sine Wave). Обратите внимание, чтобы форма курсора изменилась на крестик:

рис. 9

Нажмите кнопку мыши и, удерживая ее, подведите курсор к верхнему входному порту блока Mux. Заметьте , что линия становится пунктирной, пока кнопка мыши нажата, и что когда курсор приблизится к блоку Mux, его форма изменится на двойной крестик.

рис. 10

Теперь отпустите кнопку мыши. Блоки соединены. Вы так же можете соединить линию с блоком, отпустив кнопку мыши в тот момент, когда указатель находится внутри значка блока. Если вы поступите таким образом, то линия соединится с входным портом, ближайшим к курсору:

рис. 11

Если вы снова посмотрите на типовую модель на рисунке 1, вы заметите, что одна из линий соединяет линию к входному порту другого блока. Эта, так называемая отходящая линия,соединяет выход синусоиды с интегрирующим звеном и пропускает тот же самый сигнал, который проходит из блока синусоиды в Mux-блок.

Рисование отходящей линии немного отличается от рисования, которое вы только что сделали. Чтобы соединиться с существующей линией, проделайте следующие операции:

1. Сначала поместите указатель на линию между синусоидой (Sine Wave) и Mux-блоком.

рис. 12

2. Нажмите и удерживайте так клавишу Ctrl(Control) на клавиатуре. При этом нажмите левую кнопку мыши, затем перетащите ее указатель к входному порту интегрирующего звена (integrator) или на само это звено. (Рис. 13).

рис.13

3. Отпустите кнопку мыши и кнопку Ctrl. Simulink нарисует линию между начальной точкой и входным портом интегрирующего звена (см. рис.14). Этого же эффекта можно было добиться и другим способом – после шага 1, описанного выше, можно нажать правую кнопку мыши и перетаскивать её указатель ко входному порту интегрирующего звена до тех пор, пока указатель не примет форму двойного крестика, как на рис. 13.

рис. 14

4. Теперь необходимо соединить выходной порт интегрирующего звена (Integrator) с нижним входным портомMux-блока. Проделайте эту операцию также, как это было описано выше для блока синусоиды (SineWave) иMux-блока.

5. Точно таким же образом соедините выходной порт Mux-блока с входным портом осциллографа (Scope).

На этом создание связей между блоками заканчивается. Когда вы все это сделаете, ваша модель должна выглядеть примерно так (рис.15):

рис. 15

Теперь откройте блок осциллографа, чтобы просмотреть выходной сигнал созданной вами выходной модели. Окно осциллографа лучше расположить так, чтобы оно не перекрывалось (и, в свою очередь, само не находилось над) какими-либо другими окнами – так удобнее следить за процессом моделирования.

Осталось установить параметры моделирования (процесса) путём выбора пункта Parameters (параметры) из меню Simulation (моделирование). В появившемся диалоговом окне убедитесь, что Stop time (время остановки) установлено на 10 секунд (величина по умолчанию) – рис.17. Закройте диалоговое окно Simulationparameters(описание остальных параметров моделирования данного окна можно посмотреть в файле «УТС_приложение.doc») с помощью кнопкиClose (закрыть). Simulink применит введенные параметры и закроет диалоговое окно.

рис. 16

Выберите команду Start(Пуск) из менюSimulation(моделирование) и посмотрите на кривые со входа осциллографа. (Рис.18) Моделирование останавливается, когда истечет время, указанное в диалоговом окне Simulationparameters(параметры моделирования), либо когда вы выберете командуStop(стоп) из менюSimulation(моделирование).

рис. 17

Параметры собранной модели можно изменять. Например, зададим другую амплитуду синусоидального сигнала, вырабатываемого блоком SineWaveв нашей собранной модели. Для этого щёлкнем 2 раза мышкой по этому блоку. В появившемся диалоговом окне (см. рис. 17)

рис. 18

зададим новое значение амплитуды Amplitude: 2 (можно к тому же изменить и частотуFrequency, и фазуPhase). После этого жмём кнопкуCloseи снова запускаем моделирование командойStart(Пуск) из менюSimulation. Результат смотрим в окнеScope.

Параметры модели можно задавать и в виде вектора. Покажем это на примере интегрирующего звена в нашей модели. Щёлкните 2 раза на значке интегратора, появится диалоговое окно его параметров:

Параметр начального условия (Initialcondition) следует задать так, как показано на рис. выше, т.е. вектором [0 1 2 3]. Если теперь запустить процесс и посмотреть на результат в окнеScope (см. рис.19), то там можно

рис. 19

будет увидеть уже 5 кривых, одна из которых (желтого цвета) является заданным входным синусоидальным сигналом, а остальные 4 кривых – выходные сигналы в соответствии с 4-мя различными заданными нами начальными условиями на интеграторе. В этой простой модели объектом исследования является интегратор (Integrator), задатчиком входного сигнала – генератор синусоиды (SineWave), а выходной координатой – сигнал с интегратора.

Чтобы сохранить данную модель, выберите команду Save(сохранить) из менюFile(файл) и введите имя файла и его расположение (рис.20).

рис.20

Этот файл содержит описание модели. Чтобы завершить работу и Simulink и MatLab, выберите ExitMatlab (выход) из менюFile(файл). Вы также можете напечататьquit(выход) в командном окне MatLab (CommandWindow). Если же вы хотите выйти из программы Simulink, но остаться в MatLab, то просто закройте все окна Simulink. Появится следующее диалоговое окно (рис.21)

рис. 21

Если вам надо сохранить в памяти созданную модель–нажмите Yes, и на экране появится диалоговое окно как на рис.20. Если же сохранения не требуется, нажмитеNo.