САПР ППЭА Лабораторная работа №1 11

Лабораторная работа №1 Тема: Первое знакомство с simulink Цель: Быстрый старт

Запуск демонстрационной модели

Эта интересная демонстрационная программа в среде Simulink моделирует термодинамику дома. Чтобы запустить этот демонстрационный пример, выполните следующие шаги:

1. Запустите MATLAB.

2. Вызовите демонстрационную модель, печатая thermo в командном окне MATLAB. Эта команда запускает Simulink и создает окно, которое содержит эту модель.

3. Щелкните два раза по блоку осциллографа (Scope), помеченному Thermo plots.

Блок Scope показывает кривые, обозначенные Indoor vs и Outdoor Temp (верхнее окно) и Heat Cost ($) (нижнее окно), соответственно.

4. Чтобы начать процесс моделирования, кликните в главном меню SimulationStart (или нажмите иконку Start на панели инструментов. После запуска процесса моделирования на экране осциллографа появляются внутренняя и наружная температуры ( вектор Indoor vs и Outdoor Temp ) и стоимость отопления ($)

5. Чтобы останавливать процесс моделирования, выберите команду SimulationStop в главном меню, или нажмите кнопку Pause на панели инструментов. Если Вы хотите исследовать другие части модели, просмотрите раздел « Некоторые эксперименты».

6. Когда Вы захотите закончить сеанс работы с данной моделью, закройте ее, выбрав в главном меню FileClose.

Описание Демонстрационного примера

Демонстрационный пример моделирует термодинамику дома, используя простую модель. Thermostat с установкой 70 градусов по Фаренгейту, на который подается сигнал внешней температуры, изменяющейся по синусоиде с амплитудой 15 градусов относительно базовой температуры 50 градусов. Это моделирует ежедневные температурные колебания.

В данной модели использованы подсистемы (subsystems), чтобы упростить структуру и создать переналаживаемую систему. Подсистема (Subsystem) – это группа блоков, которая представлена блоком Subsystem. Данная модель содержит пять подсистем: одну Thermostat, одну House, и три Temp Convert подсистемы (две из них преобразовывают градусы по Фаренгейту в градусы по Цельсию (Fahrenheit to Celsius), третья преобразовывает градусы по Цельсию в градусы по Фаренгейту (Celsius to Fahrenheit)).

Сигналы внутренней и внешней температуры подаются в подсистему House, которая устанавливает внутреннюю температуру. Щелкните два раза на блоке House, чтобы увидеть основные блоки в этой подсистеме.

Подсистема Thermostat моделирует действие термостата, определяя, когда система нагрева должна быть включена и отключена. Щелкните два раза на блоке, чтобы увидеть основные блоки в этой подсистеме.

И внешняя, и внутренняя температуры преобразованы из градусов по Фаренгейту в градусы по Цельсию идентичными подсистемами.

Когда система обогрева включена, вычисляются затраты на отопление и отражаются на экране осциллографа Thermo plots кривой Heat Cost ($). Внутренняя и внешняя температура показаны как Indoor vs и Outdoor Temp.

Некоторые эксперименты

Попробуем посмотреть, как модель отвечает на изменение различных параметров:

• Каждый Scope блок содержит одну или более областей отображения и контроля сигнала, что дает Вам возможность выбрать диапазон изображения сигнала, изменять масштаб изображения заданного участка сигнала и выполнять другие полезные процедуры. Горизонтальная ось представляет время, а вертикальная ось представляет значение сигнала.

• Блок Constant, обозначенный как Set Point ( см. в левом верхнем углу модели ) устанавливает желательную внутреннюю температуру. Откройте этот блок и переустановите значение константы на 80 градусов. Посмотрите, как изменяются внутренняя температура и затраты на отопление. Также отрегулируйте внешнюю температуру (Avg Outdoor Temp блок в центре диаграммы модели) и посмотрите, как это влияет на симуляцию.

• Регулируйте изменение ежедневной температуры, открыв Sine Wave блок, обозначенный как Daily Temp Variation, и изменяя параметр Amplitude .