4. Основы Simulink

Система визуального моделирования Simulink является специфической частью MATLAB. Simulink предоставляет пользователю MATLAB мощное средство моделирования и исследования различных динамических систем, в том числе систем управления ЛА. Программа моделирования системы, составленная в среде Simulink, очень наглядна, поскольку выглядит как блок-схема изучаемой системы.

Начать работу в Simulink можно двумя способами:

• Щелкнуть мышью на значке Simulink в панели инструментов MATLAB.

• Набрать и выполнить команду «Simulink» в Командном Окне.

Оба эти способа показаны на рис. 4. 1.

П

Щелкнуть здесь

осле запуска Simulink на рабочем столе должно появиться окно, образец которого показан на рис. 4.2.

Или введите Simulink в командной строке

Рис. 4.1. Начало сеанса работы в Simulink

На рис. 4.2 изображен броузер главной библиотеки Simulink. Он показывает, какие библиотеки, структурированные в виде деревьев, установлены на компьютере. Это первый экран, который появляется после запуска Simulink.

Сеанс работы в Simulink можно начать, открыв уже существующую модель, или же создав новую модель. Новую модель можно создать двумя способами:

• Щелкнув на кнопке New в панели инструментов броузера главной библиотеки;

• Выбрав сначала New в раскрывающемся меню опции File в окне библиотеки, а затем выбрав Model.

Эти два способа создания новой модели проиллюстрированы на рис. 4.З. Окно новой модели, изображенное на рис. 4.4, появляется на экране. При необходимости можно изменить размеры окна и переместить его в нужное положение. Сразу же после создания окну новой модели автоматически присваивается имя Untitled, но это имя можно изменить с помощью команды Save as из меню File.

Режим Simulink

Щелкните правой кнопкой мыши, чтобы отобразить соответствующую библиотеку

Рис. 4.2. Первое окно, появляющееся после запуска Simulink

Создание, редактирование и исследование модели производится в окне модели. Сохранение модели автоматически создает файл с расширением .mdl, содержащий всю информацию, необ­ходимую для открытия модели в следующих сеансах работы в Simulink. В конце каждого сеанса работы следует обязательно выполнить команду SAVE из меню File с тем, чтобы все изме­нения модели были сохранены для последующей работы.

На порядок соединения блоков друг с другом не накладывается никаких ограничений. Конечно, при связывании блоков необходимо соблюдать определенные правила, о которых будет сказано чуть позже, однако они обус­ловлены, в основном, логикой работы самой модели, а не специальными требо­ваниями Simulink.

Рис. 4.3 Создание новой модели в Simulink

Все новые модели создаются по умолчанию без имени (untitled)

Панель инструментов

Чтобы присвоить модели имя, щелкните на File, в раскры-вающемся меню выберите Save As…

Рис. 4.4 Окно новой модели

Для удобства работы пользователя основная библиотека блоков разбита на 13 разделов (рис. 4.5), содержимое которых не может изменяться пользователем. Вот некоторые из этих разделов:

■ Continuous (Блоки для моделирования непрерывных систем);

• Discrete (Блоки для моделирования дискретных систем);

• Math Operations (Математические блоки);

• Discontinuous (Блоки для моделирования нелинейных систем);

• Ports & Subsystems (Блоки для создания подсистем);

• Sinks (Блоки-получатели сигналов);

• Sources (Блоки-источники сигналов).

Рис. 4.5. Разделы библиотеки Simulink

Практически все блоки, входящие в состав библиотеки Simulink, имеют, по крайней мере, один параметр настройки. Задавая требуемое значение параметра (или выбирая его из предлагаемого списка), пользователь имеет возможность скорректировать функцию, реализуемую данным блоком. Чтобы открыть окно настройки параметров, нужно поместить блок в окно программы модели и дваж­ды щелкнуть на его изображении.

Окна настройки параметров всех библиотечных блоков имеют идентичную структуру, подобную приведенной на рис. 4.6 для блока Constant. Они содержат краткую характери­стику блока, поля ввода (или выбора) значений параметров блока и 4 кнопки:

ОК - передать Simulink установленные значение параметров и зак­рыть окно настройки;

Cancel - отменить выполненные установки и закрыть окно настроек;

Help - вызов файла помощи в формате html;

Apply - передать Simulink установленные значения параметров, не закрывая окно.

Рис. 4.6. Окно настройки параметров блока Constant

Для простоты сборки необходимых имитационных моделей блоки, используемые при формировании некоторой конкретной модели, могут быть собраны в дополнительную библиотеку Simulink. Такие библиотеки будут использоваться при выполнении последующих лабораторных работ по дисциплине.

Ниже рассматриваются основные разделы библиотеки Simulink, в том числе блоки, моделирующие входной сигнал, блоки, являющиеся средствами наблюдения (смотровыми окнами) результатов моделирования, и блоки, описывающие динамику моделируемой системы.

В связи с тем, что результатом использования описываемых ниже блоков является создание моделей динамических автоматически управляемых систем и расчет статических и динамических характеристик таких систем, вначале кратко рассмотрим некоторые элементы теории управления.