
- •1. Роль моделирования в технике. Основные определения теории моделирования.
- •2. Описание процесса компьютерного моделирования.
- •3. Технические объекты моделирования, параметры объектов
- •4. Классификация моделей. Требования к моделям
- •5. Обзор современных прикладных компьютерных систем как инструмента моделирования технических объектов.
- •6. Скм, основные возможности и особенности
- •Матричная и векторная алгебра
- •7. Обзор методов построения математических моделей
- •8. Применение численных методов в математическом моделировании
- •9. Численные методы решения алгебраических уравнений и систем
- •10. Реализация числ. Методов реш. Уравнений и систем в Mathcad и Matlab.
- •11.Методы численного интегрирования и их реализация в Mathcad и Matlab.
- •12. Методы построения статических моделей
- •13. Построение моделей по результатам эксперимента.
- •14. Аппроксимация и интерполяция. Математические определения
- •15 Численный метод наименьших квадратов
- •16. Функции интерполяции в аппроксимации в MathCad
- •17. Численные методы решения оду и систем оду.
- •20. Определение, виды и п-ры динам модели, понятия времени, прост-ва, дв.
- •21. Формы представ и методы реализ динам моделей. Виды внешних воздейс
- •22. Интегральное преобразование Лапласа
- •23. Передаточная функция, ее получение для динамических моделей
- •24. Алгоритм реализ динамич моделей с исп передаточной функции в скм.
- •25. Исследование динамических моделей в скм.
- •26. Исследование переходных процессов в Mathcad
- •27. Задачи идентификации в моделировании. Условия идентификации
- •28. Параметрическая идентификация
- •29. Идентификация во временной области
- •30. Способы создания графического пользовательского интерфейса в Matlab.
- •Axes uicontrol … uimenu
- •31. Иерархия классов gui. Типы графических элементов интерфейса.
- •Axes uicontrol … uimenu
- •32. Разработка интерфейса средствами дескрипторной графики
- •33. Исследование моделей технических объектов с применением интерфейса
- •35. Описание основных блоков и создание подсистем в Simulink
- •38. Моделирование электрических схем в пакете SimpowerSystem
- •39. Общие понятия теории автоматического управления (тау)
- •40. Принципы управления и динамический режим работы сау.
- •41. Типовые звенья сау, их переходные характеристики
- •42. Соединение структурных звеньев сау
- •43. Частотные характеристики сау
- •44. Устойчивость линейных динамических систем
- •45. Общая характеристика пакета Control System Toolbox
- •46. Функции пакета для создания lti-моделей
- •Функции получения динамических параммоделей
- •47. Моделирование lti-моделей в Simulink
- •48. Оптимизация параметров сау.
- •49. Опред. Событийно-упр систем. Понятия теории конечных автоматов
- •50. Пакет Stateflow: общий обзор
- •51. Объекты Stateflow-диаграммы
- •52. Примеры моделирования с ограничениями по времени
- •53. Примеры моделирования с ограничениями по скорости
- •54. Понятие события, моделирование с использованием простых событий
- •Port – входной/выходной порт
- •55. Моделирование аналогий в технике
- •56. Создание исполняемых приложений в Matlab
32. Разработка интерфейса средствами дескрипторной графики
Создание стд. графич. со св-вами по умолчанию hf1 = Figure
Изменение св-в объекта:
1) hf =Figure(‘Position’,[0,0,300,300])
2) hf=Figure set(hf, ‘Position’,[0,0,300,300])
Активизация объекта figure(hF).
Удаление объекта delete (hF).
Получение значений св-в get(hF).
Создание стд. графика ha = axes.
Когда создано два объекта axes, то активным является последний из созданных. Пользователь может изменить активный объект щелчком мыши. Перед выводом графич инфы объект надо активизировать.
Объект image для вставки изображений. Картинка может быть получена программно или из файла.
Axes (ha) % активизация графика.
tx=imread (‘1.jpg’,’jpg’)
image(tx) tx – матрица, хранящая растровые изображения
Получение инфы о размере графич ихобр iminfo(‘1.jpg’,’jpg’)
Эл-ты графич. пользоват. интерфейса создаются функцией-конструктором uicontrol
Пример создания кнопки:
Hbt1=uicontrol(hf,’Style’,’pushbutton’,’Position’,[300,300,50,50],’String’,’Расчет’,’Callback’,’c_b1’)
При создании статического поля нет дескриптора, т.к. с ним не работаем:
uicontrol(hF,’Style’,’text’, ’Position’,[300,300,50,50],’String’,’Данные’)
Редактируемое поле:
He1=uicontrol(hf,’Style’,’edit’,’Position’,[300,300,50,25])
Слайдер
Hs=uicontrol(hf,’Style’,’slider’,’Position’,[120,120,50,15],’Callback’,’sld’)
33. Исследование моделей технических объектов с применением интерфейса
Для реализации задачи создадим 3 м-файла. Proba2 – файл дескрипторного графич. интерфейса. С_B1 – файл расчета внутр параметров и решение ОДУ модели. Vid2 – файл опис вид ОДУ модели. Чттбы дескрипторы графич объектов были известны вызываемым фун-ям, они д.б. описаны глобально в основной проге и в вызываемых функциях, если дескрипторы в них используются.
Proba2
Global hf ha1 ha2 ha3 he1 he2 he3
% создание окна интерфейса и окон графиков
hf=Figure(‘units’, ‘pixels’, ‘Position’,[0,0,400,500])
ha1=axes( -||- )
ha2=axes( -||- )
% вставка рисунков
ha3=axes( -||- )
tx=imread(‘ris.bmp’,’bmp’)
image(tx)
% кнопка
hbt1=uicontrol(hf,’style’,’pushbutton’,…,’Callback’,’C_B1’)
% исходные данные
uicontrol(hf,’style’,’text’,…,’Исх. данные’)
-//-
h
vid2 function
ur2=vid2(t,y,p,n) ur2=zeros(2,1) ur2(1)=y(2) ur(2)=-2*n*y(2-p^2*y(1))
Передача
параметров u
и p
происх ч/з аппарат формальных-фактических
параметров:
[T,Y]=ode45(@vid2,[0
1], y0,[],p,n) function
ur2=vid2(t,y,p,n)
C_B1.m
Global hf ha1 ha2 ha3 he1 he2 he3
% ввод исх. данных
m=str2num(get(he1,’string’))
c=str2num(get(he2,’string’))
H=str2num(get(he3,’string’))
D1=0.1; d=0.01; z=25; k=6*(10)^2;
n=4*pi*k*H/(m*z)*(D1/d)^4;
% задание нач. усл.
y0=[0.05 0]
% Решение диф. ур.
[T,Y]=ode45(@vid2,[0 1], y0,[],p,n)
%графики функ. перемещ. и скорости
axes(ha1)
cla %очистка
plot(T,Y(:,1))
grid on
axes(ha2)
cla
plot(T,Y(:,2))
grid on
34. Назначение и концепции моделирования в пакете Simulink
Simulink выполняет следующие ф-ии:
создание моделей
запуск моделей на обработку
графическая интерпретация результатов моделирования
сервисные ф-ии по работе с файлами моделей.
Модель тех уст-ва собирается из готовых блоков, а затем вып настройка пар-ов модели. Любая модель имеет иерархическую стр-ру, т.е. может сост из моделей разных уровней (их число не ограничено). Можно задать способ изменения модельного времени и условия окончания моделирования.
Концепции:
Схема тех устр-ва или процесса представляется в виде блочной диаграммы
Блоки соединяются линиями потока
Каждый блок автоматически формирует программу на внутреннем языке системы Matlab, которая запускается на выполнение при запуске программы
Пакет связан с самой системой общими принципами формирования программ и данных
Модель пакета м.б. запущена из командного окна системы или из m-файла
Данные, полученные в Simulink могут быть переданы в Matlab и наоборот.
Процесс работы можно завершать досрочно. Пред выполнением расчета можно задать параметры расчета. Окно настройки параметров расчета имеет 4 вкладки:
Solver – установка парам. расчета модели.
Workspace I/O – установка парам. обмена данными с рабочей областью Matlab.
Diagnostic – выбор парам. диагностического расчета.
Advanced
Все блоки пакета классифицируются по следующим разделам:
Continues – линейные блоки
Discrete – дискретные блоки
Look-Up Tables – блоки создания таблиц
Math Operations – блоки математических операций
Discontinues – нелинейные блоки
Signals & Routing – сигналы и системы
Suites – приемник сигналов
Sources – источники сигналов и воздействии
Ports & Subsystems – блоки подсистемы
User-Defined Functions – функции, определяемые пользователем
Последовательность создания модели:
1. File-New-Model
2. Выбор блоков и установка их на поле модели
3. Настройка параметров блока
4. создание блока модели
5. Запуск на выполнение