57

СПРАВКА

МЕТОДИКА моделированиявсредеSIMULINK Matlab

1.ОрганизациявзаимодействиясмодельюSimulink

1.1. Об именах файлов, переменных в Matlab

Важно помнить и знать, что:

-среда Matlab чувствительна к регистру, как переменных, так и имен файлов;

-при именовании файлов не допускается использование кириллицы; помимо этого также нежелательно ее использование в пути расположения файлов;

-существует правило: каждомуфайлусоответствует уникальное имя, т.к. среда обращается к программам (скриптам), функциям, моделям, используя только их уникальные имена.

1.2. Характеристикарабочегопространства Workspace и свойства переменных

При создании модели в среде Simulink и облегчения процесса управления параметрами отдельных блоков целесообразно организовать ввод данных параметров средствами Workspace среды MatLAB.

Workspace – это рабочее пространство системы, в котором сохраняются значения всех переменных, вычисленные в процессе работы пользователя с системой. Переменныехарактеризуются:

-именем(уникальнымидентификатором);

-типом данных;

-полями (числовыми значениями)этих данных.

1.3.Заданиепараметров блоков и создание модели

Для создание нового файла модели на панели инструментов системы MatLab использоватькоманду: File/New/Model.

По этой команде появляется окно Simulink c названием untitled (по умолчанию). В этом окне и «набирается» модель из отдельных блоков и их соединений. При сохранении файла ему дается нужное имя вместо исходного имени untitled.

Указанные выше свойства переменных можно использовать в Simulink при создании и настройке блоков, применяя эффективный способ задания их параметров, - в виде переменных (имеющих определенное имя в пределах исследуемой модели) вместо задания в виде конкретных численных значений.

На рисунке ниже в качестве примера приведен вариант такого задания параметров блока GiroskopT, используемого в одной частной моделируемой системе AirCraft.mdl.

58

Такимобразомзадаются параметрывсех интересующих блоковмодели.

1.4.СозданиеM-файла и исполнение файла

Послезадания параметровблоковсоздается M-файл(желательноскрипт(программу) – Script M-Files), в котором производится инициализация использованных переменных. Ниже представлен листинг файла для приведенного выше блока

…

f_giro=150; T_giro=1/(2*pi*f_giro); e_giro=0.3; k_giro=180/(25*pi);

…

При запуске данного скрипта на исполнение все описанные переменные попадут в Workspace среды MatLAB, из которого они доступны любому глобальному (по умолчанию) процессу среды. Примером такого процесса может служить исследуемая модель Air-

Craft.mdl, упомянутая выше.

При запуске модели, произойдет считываниеиспользуемых переменных и их подстановкав сгенерированный транслятором код модели. После чего данный код, если он не содержит разного рода ошибок, будет передан на компиляцию и исполнение.

1.5. Созданиесвязаннойцепочки«скрипт-модель»

В среде SIMULINK рациональным является способ организации процесса моделирования путем создания связанной пары (цепочки) файлов «скрипт-модель», включающей файл модели с расширением .mdl и соответствующий М-файл (скрипт) с расширеСникремипт. mв. Matlab ,помимоданных,можетсодержатьразногородакоманды.Это свойство можно использовать для исключения «ручного»запуска модели на исполнение, обеспечив одновременно связь между назваными файлами.

Связь междуфайлами обеспечивается путем задания в скрипте команды вызова модели и ее исполнения.

Одной из таких команд может быть команда запуска модели на исполнение sim(.). В

нашем примере – это запуск на моделирование исследуемой модели AirCraft.mdl:

…

sim('AirCraft');

…

Данная команда произведет вызов транслятора, компилятора для модели и передаст код на исполнение. При этом сама модель может быть не открыта. Если необходимо открыть

59

модель, то в скрипте (перед командой sim) пишется ее имя, без указания расширения и с соблюдением регистра:

…

AirCraft

…

Создание цепочки «скрипт-модель» облегчает процесс отладки и настройки параметров звеньев схемы, т.к. исключается процесс поиска нужного звена в модели, а сводится он к поискулишь переменной, приписанной к этомузвену. Найти переменную в текстовом файле легче.

1.5.1.Имена файлов в цепочке

При создании такой цепочки файлов существует соблазн дать им одинаковые имена. Целью такого стремления является исключение возможной путаницы о принадлежности файлов друг к другу. Однако это недопустимо ввиду несовместимости одинаковых имен различных файлов.

Для разрешения такого противоречия рекомендуется давать имена файлам этой пары, которые различаются хотя бы в одном символе.

В вышеуказанном примере модели системы AirCraft.mdl соответствующему скрипту (содержащему параметры блоков модели и возможные команды) можно дать, например, одно из следующих имен: «AirCraft_data.m» или «AirCraft_1.m».

1.5.2.Последовательностьдействийпри созданиицепочки«скрипт-модель»

Из изложенного выше следует следующий алгоритмдействий при создании цепочки

«скрипт-модель»:

•Создание файла модели в Simulink.

•Набор структурной схемы модели с определением параметров звеньев в виде переменных, имеющих уникальное имя в пределах данного файла модели.

•Создание M-файла скрипта, в котором происходит инициализация использованных переменных (присвоением им значений).

•Запуск скрипта, для передачи переменных в Workspace.

•Запуск модели на исполнение (параметры звеньев, которые описаны как переменные будут считаны из Workspace).

• Перед завершением работы с моделью сохранение файлов с расширениями

.mdl и .m. Пользователь может использовать их для копирования и установки на другие носители.

• Полезным в последующем является также сохранение рабочего пространства

Workspace из командного окна Command Window по команде Save Workspase As.

Сохраненный таким образом файл имеет расширение .mat (по умолчанию имя файла будет иметь название matlab.mat).

2.Повторноеобращение к файлам и моделирование

Можно выделить два варианта подхода к моделированию в Simulink при повторном обращении к модели в зависимости от того, чем располагает пользователь.

1 вариант.

Пользователь располагает сохраненными или скопированными файлами с расширениями .m и .mdl.

Вэтом случае этом вызов файла скрипта и его запуск на исполнение автоматически обеспечит выполнение моделирования.

Результаты моделирования и изменений сохранить в соответствующих файлах. 2 вариант.

Враспоряжении пользователя имеются сохраненные или скопированные файлы с расширениями .mdl и .mat. Соответствующий файл с расширением .m отсутствует.

Вэтом случае должен быть следующий алгоритм действий:

•Если необходимы изменения в модели (блоки,параметры блоков), внести их.

•Запустить модель на исполнение.

• Перед завершением сохранить как модель .mdl, так и рабочее пространство

Workspace .mat из окна Command Window по команде Save Workspase As.