Исследование модели

Запустив моделирование, можно получить для модели переходный процесс, который будет представлен графиком на экране осциллографа. ОднакоSimulinkимеет более мощные возможности для исследования модели. Для доступа к ним необходимо раскрыть менюTools и выбрать пунктLinear Analysis…(рис. 23).

После выбора этого пункта на экране появятся два дополнительных окна Model_Inputs_and_Outputs иLTI Viewer. Первое окно используется для задания точек входа и выхода в структуре модели. Эти точки необходимыSimulinkдля расчета модели.

Чтобы задать точку входа-выхода, необходимо ее щелкнуть в окне Model_Inputs_and_Outputs и перетащить в соответствующее место модели, поместив на линию связи входа или выхода звена, которое назначается входным или выходным соответственно. Пример задания входа и выхода модели иллюстрируется на рис. 24.

После назначения точек входа и выхода модели Simulinkготов к расчету характеристик модели. Для выполнения расчета необходимо перейти в окноLTI Viewer, раскрыть менюSimulink и выбрать пунктGet Linearised Model(рис. 25). Расчет требует некоторого времени, которое зависит от быстродействия компьютера. После окончания расчета в окнеLTI Viewerвыводится график переходной характеристики системы при единичном ступенчатом воздействии в точке входа (тип графикаStep).

График можно масштабировать изменением размеров окна, а также анализировать его точки. Если щелкнуть мышью точку графика, то для этой точки выводятся значения координат, и она помечается. Таким образом, можно пометить несколько характерных точек переходной характеристики, например, для определения перерегулирования в системе. График переходной характеристики можно видеть на рис. 26.

График переходной характеристики − не единственный результат расчета. Simulinkрассчитывает несколько характеристик в ходе линейного анализа системы. Доступ к этим характеристикам возможен через контекстное меню, которое вызывается щелчком правой кнопки мыши. Первый пункт менюPlot Type обеспечивает доступ к восьми типам графиков, описывающих свойства системы. Этот пункт в раскрытом виде показан на рис. 26. Если выбрать тип графикаBode, то будут выведены логарифмические частотные характеристики системы: логарифмическая амплитудная характеристика и логарифмическая фазовая характеристика.

Графики логарифмических частотных характеристик исследуемой модели показаны на рис. 27.

Для этих графиков так же, как и для графика переходной характеристики, можно получить информацию о координатах любой точки, щелкнув ее левой кнопкой мыши. Для графиков можно задавать сетку или менять их цвет, используя соответствующие пункты контекстного меню, которое вызывается щелчком правой кнопки мыши на поле графика.

Изменение модели

В процессе анализа можно вносить изменения в модель, меняя ее структуру или параметры. Каждый раз после внесения изменений модели, ее необходимо пересчитывать (см. рис. 25). После пересчета на графиках будут представлены как характеристики прежнего варианта модели, так и характеристики измененного варианта, что позволяет сравнивать качество процессов в разных вариантах реализации системы.

При этом исследование точек графика возможно для любого варианта системы. На графиках можно автоматически пометить характерные точки, выбрав из контекстного меню пунктCharacteristicsи поставив галочки (щелчком мыши) против соответствующих пунктов появившегося меню. Смысл помечаемых на графиках точек достаточно очевиден.

Пункт контекстного меню Properties (Свойства) открывает доступ к изменению свойств выводимых графиков. При этом можно менять пределы отображения по осям графиков, состав и стиль надписей, цвет графиков и другое. Изменение свойств графиков легко осваивается после нескольких экспериментов с этим пунктом.

На рис. 28 показан пример изменения логарифмических частотных характеристик системы регулирования скорости электродвигателя при замыкании и размыкании обратной связи в системе. Для удобства сравнения графиков на них отображена сетка (Grid).