- •Математическоеикомпьютерноемоделированиепроцессовисистемвсредеmatlab/simulink.
- •Содержание
- •6.Упражнениядлясамостоятельнойработы.....................................................67
- •7.Иллюстрациикупражнениям..........................................................................71
- •8.Литература.........................................................................................................89 введение
- •1.Общиесведенияопрограммномкомплексеsimulink
- •1.1.Решающиеэлементы
- •1.2.Построениепростейшихмоделей
- •3.Аппроксимациясигналов
- •2.Моделиалгебраическихобъектов
- •3.1.Методнаименьшихквадратов
- •3.2.Модифицированныйметодравныхплощадей
- •1].Интервалразбиваетсянапятьподинтервалов[0;0,1],[0;0,2],[0;
- •3.3.Блочно-импульснаяаппроксимация
- •4.Моделидинамическихобъектов
- •5.Обратимостьмоделейизадачиоптимизации
- •5.1.Обратимостьрешающихэлементов
- •5.2.Виртуальныерешающиеэлементысистемы
- •5.3.НеобратимыйлинейныйпреобразовательвсистемеSimulink
- •5.5.Виртуальныйаналогоперационногоусилителя
- •5.6.Обратимыйлинейныйпреобразователь
- •5.7.Обратимаямодельсистемылинейныхалгебраическихуравнений
- •5.8.Обратимаямодельсистемылинейныхнеравенств
- •5.9.Обратимаямодельзадачилинейногопрограммирования
- •5.10.Модельтранспортнойзадачилинейногопрограммирования
- •6.Упражнениядлясамостоятельнойработы
- •6.1.Сформироватьивизуализироватьсигналызаданнойформы.
- •6.2.Сформироватьструктурныесхемы.
- •6.3.Построитьвиртуальныемодели.
- •7.Иллюстрациикупражнениям
- •8.Литература
- •1.АнуфриевИ.Е.,СмирновА.Б.,СмирноваЕ.Н.Matlab7.–сПб.:
- •4.А.С.304600ссср.Квазианалоговоемоделирующееустройство/
- •6.АхиезерН.И.Лекциипотеорииаппроксимации.–м.-л.:Гос.Изд-во
- •12.ДьяконовВ.П.,КругловВ.Математическиепакетырасширения
- •14.ДэбниДж.,ХартманТ.Simulink4.Секретымастерства.–м.:
- •15.ЗагидуллинР.Ш.LabViewвисследованияхиразработках.–м.:
6.Упражнениядлясамостоятельнойработы
Присамостоятельномвыполненииупражнений,приведенныхвданномразделе,могутоказатьсяполезнымиследующиерекомендацииипорядокработынадзадачами:
•ПослезагрузкисистемыMATLABоткрытьприложениеSimulink.
•ВоткрывшемсяокнеSimulinkLibraryBrowserмышьювыбратьFile->New->Model,либосимволновогофайла,либонажатьклавишиCtrl+N.Врезультатенаэкранепоявитсяизображениерабочейобласти,вкоторойнеобходимоконструировать
структурнуюсхемумоделирешаемойзадачи.Этарабочаяобластьможетбытьсохраненакакфайлсименем,выбираемымпользователем.
•Перенестимышьюврабочуюобластьнеобходимыерешающиеэлементы,источникисигналовивиртуальныеизмерительныеприборыизбиблиотекиSimulinkвоткрытомокнеSimulinkLibraryBrowser.
•Скопироватьвнеобходимомколичествеэлементы,которыевстречаютсяболееодногораза,иразместитьихврабочейобластитак,чтобыихбылоудобносоединятьдругсдругомвиртуальными проводниками.Оптимальноеразмещениеэлементовявляетсядостаточнонепростойзадачейизависитотопытаиуменияисследователя.
•Вслучаенеобходимостиможноизменитьпространственнуюориентациюблоков.Дляэтогонеобходиморазместитькурсормышинадизображениемблока,выделитьегооднократнымнажатиемлевойклавишимышиивыбратьмышьюкомандуFormat->RotateBlock,либоодновременнымнажатиемклавишCtrl+R.Однакомандаповорачиваетблокна90градусов.
•Соединитьблокимеждусобойвсоответствиисоструктурнойсхемойрешаемойзадачи(сформироватьструктурнуюсхемумодели)спомощьюмыши.
•Установитьнеобходимыепараметрырешающихэлементовидругихблоков,входящихвструктурнуюсхемумоделиспомощьюокнапараметровблока,вызовкоторогопроизводитсяпутемдвукратногонажатияналевуюкнопкумыши,когдакурсорнаходитсявпределахизображенияблока.
•ВокнеSimulationстрокименюрабочейобластивыбратькомандуStart.ЗапускпроцессамоделированияможнотакжеосуществитьодновременнымнажатиемклавишCTRL+T.
•Следуетпомнить,чтовиртуальныерешающиеблокииэлементысистемыSimulinkобладаютидругимивозможностями,использоватькоторыеможноспомощьюэлектроннойсистемыHelpилидругихучебныхпособийпосистемеMATLAB/Simulink.
6.1.Сформироватьивизуализироватьсигналызаданнойформы.
Упражнение1
• y=(1+2sin(2t))2
Указание.Использоватьблоки:Constant,Integrator,Gain,TrigonometricFunction,MathFunction,Sum,Scope,.
Упражнение2
• y=
1+0.5sin(2t)
Указание.Использоватьтежеблоки,чтоивупр.1,перестроивблокMathFunction.
Упражнение3
2
• y=t⋅e−t
⋅cos(2πt)
Указание.Использоватьблоки:Constant,Integrator,Gain,TrigonometricFunction,MathFunction,Product,Scope.
Упражнение4
• y=3.5+0.3t−0.06t2−
e−2t+t2
Указание.Использоватьвнеобходимыхколичествахблоки:Constant,Integrator,Gain,MathFunction,Sum,Scope.
Упражнение5
• y=min(5t,100−2t2)
Указание.Использоватьблоки:Constant,Integrator,Gain,Math
Function,Sum,MinMax,Scope.
Упражнение6
• y=
−100+20t
Указание.Использоватьблоки:Constant,Integrator,Gain,Abs,MathFunction,Scope.
6.2.Сформироватьструктурныесхемы.
Упражнение7.Сформироватьструктурнуюсхемусистемы,генерирующуюфигуруэллипсанаэкраневиртуальногодвухкоординатногорегистратораXYGraphнаосновепараметрическогозаданияуравненияэллипса:
x(t)=A⋅sin(ωt),
y(t)=B⋅cos(ωt).
приследующихзначенияхпараметров:A=5,B=2,ω=π5.
Указание.Использоватьблоки:Ramp,Gain,TrigonometricFunction,XYGraph,установитьнеобходимыемасштабыпоосям
двухкоординатногорегистратора.
Упражнение8.Сформироватьструктурнуюсхемусистемы,генерирующуюфигуруспиралинаэкраневиртуальногодвухкоординатногорегистратораXYGraphнаосновепараметрическогозаданияматематическоймоделиспирали:
x(t)=(10−t)⋅sin(0.4πt),
y(t)=(10−t)⋅cos(0.4πt).
Указание.Использоватьблоки:Сonstant,Integrator,Gain,Trigonometric
Function,Product,Scope,XYGraph,установитьнеобходимыемасштабыпоосямдвухкоординатногорегистратора.
Упражнение9.Построитьструктурнуюсхемугенераторасистемы
базисныхфункцийs(t)={e−kt}4.
k k=0
Указание.Использоватьблоки:Сonstant,Integrator,Gain,Math
Function,Mux,Scope.
k k=0
Упражнение10.Построитьструктурнуюсхемугенераторасистемыбазисныхфункцийs(t)={sinkt,coskt}4Указание.Использоватьблоки:Сonstant,Integrator,Gain,Trigonometric
Function,Mux,Scope.
Упражнение11.Построитьструктурнуюсхемугенераторасистемыбазисныхфункцийsk(t)={1,t,sint}
Указание.Использоватьблоки:Сonstant,Integrator,Gain,Trigonometric
Function,Mux,Scope.
