35. Описание основных блоков и создание подсистем в Simulink

Раздел Sources предназначен для формирования входных сигналов, обеспечивающих работу модели. Эти блоки имеют только выходы:

• Constant – источник пост. сигнала

• Sine Wave – источник sin сигнала

• Signal Builder – созд. сигналы произвольной формы

• Random number – формирует случайный сигнал

• Pulse Generator – генератор последовательных прямоугольных импульсов

• In – входной порт для ввода сигналов из других моделей.

Раздел Sinks позволяет визуализировать получаемые при моделировании результаты и проконтролировать правильность работы отдельных блоков и системы в целом. Имеют только входы

• Scope – осциллограф (постр. графиков сигналов как ф-ий времени)

• Display – цифровой дисплей

• Out – выходной порт для вывода результатов вне модели

• X Y Graph – построение графика одного сигнала как ф-ий другого

• Flouting Scope – осциллограф, проводящий исследования в свободном режиме

• To File – обеспечивает сохранение результатов на диске в виде файла с типом .mat. Имя файла задается в окне параметров блока.

• To Workspace – сохраняет результаты в рабочей области памяти. Выходной сигнал сохраняется в виде матрицы с именем, указанным в окне параметров.

Раздел Continuous предназначен для создания линейных стационарных звеньев описываемых диф. ур. с пост. коэф.

• Directive – моделирование дифференцирующего звена

• Integrator – моделирование интегрирующего звена

• Transfer For – задание линейного звена ч/з его передаточную функцию

Раздел Signals & Routing предназначен для посылки, переключения, объединения и разделения сигналов.

• Mux – объединяет входные сигналы в единый выходной вектор

• Demux – разъединяет входной векторный сигнал на отдельные составляющие

Math Operations предназначен для использования в моделях математич операций и функций.

• Sum – суммирует поступающие на вход сигналы

• Product выполняет умножение/деление входных сигналов

С помощью блока Subsystem сложная система может быть представлена как совокупность взаимодействующих компонентов, внутренняя структура которых может быть скрыта.

Достоинства: 1) сокращение числа бесполезных блоков; 2) создание иерарх. схем

Подсистемы могут функционировать лишь в составе основных моделей.

Для создания подсистем необходимо:

1. Скопировать и раскрыть блок Subsystem в окно модели

2. Для создания подсистем из существующих блоков нужно выделить необходимые блоки и выбрать кнопку Edit -> Create -> Subsystem

36. Моделирование технических систем, описанных ИДУ в Simulink.

Пример решения интегро-диф. ур-ия, описывающего простую электрич. схему:

Найти - напряжения на конденсаторе схемы.

Правая часть интегро-диф. ур-я описывает:

нагрузку: а остальные эл-ты схемы: Умножим первую на

1/С, где С можно задать числовым значением в блоке или в командном режиме

Смоделируем 2-ю составляющую в виде модели с 1 входом и 1 выходом. В подсистему входит интеграл, поэтому заменяем его Integrator’ом

u

x

+

+

s

-c-

1/s

x

37. Моделирование тех систем, описанных ДУ в Simulink.

Реализуем модель гидравлического демпфера в Simulink y''+2ny'+py=0

Для решения ДУ в Simulink, его нужно привести к диф. ур. вида: y''= –2ny'–py

Блочная модель гидравлического демпфера в Simulink состоит из 2-х подсистем:

1. блок описания уравнения реализует правую часть уравнения

2. блок интегрирования реализует левую часть этого уравнения

Ввод исходных данных и расчет значений можно вып несколькими способами:

• присвоить переменным числовые значения в Matlab

• включать в систему блоки const и знач мат. операций

• создать m-файл, в кот будет осущ ввод исх данных и выч знач по зад фор-ам.

М-файл д.б. выполнен раньше, чем запустится на вып основная блочная модель. Можно исп спец. функ. Matlab, которая объединяет m-файл с блочной моделью, и будет запускать его, как только запускается блочная модель. Алгоритм:

• создать m-файл (r.m)

• разработать подсистему, реализующую описание правой части ур-я: S(t,y,y')

• разработать подсистему интегрирования с вычислением y и y'

• разработать основную модель GD.mdl, включающую 2 подсистемы и запустить

П

Блок описан 2-й части уравнения

рисоединение:set_param(‘GD’,’PreLoadFcn’,’r’)

Блок описан уравн

Блок интегрир-ия

В Simulink есть блок - редактор ДУ (DEE). Но нужно приводить ОДУ или систему к виду Коши. Запускается DEE указанием имени редактора в окне команд системы Matlab. >>dee

Этот блок копируем в окно модели и раскрываем окно параметров блока DEE:

1. number of inputs – кол-во варьируемых воздействии на входе системы

2. X0 – начальные условия для решения ДУ

3. First order equations – задаются правые части LE, разрешенных относительно первых производных

4. output equations – переменные, которые будут являться решениями ОДУ

Смоделируем расчет переходного процесса в последовательном колебательном контуре, представленным системой диф. ур.:

Для решения вDEE перейдем к стандартным переменным этого блока: x – для корней систем,

n – для входных воздействий

i - x(1); Uc- x(2); e – U(1)