Приложение. Описания некоторых блоков пакета Simulink Блоки – генераторы сигналов Генератор ступенчатого сигнала Step

Назначение: формирование ступенчатой функции (сигнала).

Параметры:

1. Step time - момент наступления скачка сигнала, сек;

2. Initial value - начальное значение сигнала;

3. Final value - конечное значение сигнала.

Скачок сигнала может быть как в положительном, так и в отрицательном напрапвлениях.

Использование генератора ступенчатого сигнала показано на рис. П.1.

Рис. П.1. Блок Step и график сигнала на выходе блока

Источник постоянного сигнала Constant

Назначение: формирование постоянного сигнала.

Параметры:

Constant value — значение сигнала.

Использование генератора постоянного сигнала показано на рис.  П.2.

Рис. П.2. Блок Constant и график сигнала на выходе блока

Источник линейно меняющегося сигнала Ramp

Назначение: формирование линейно меняющегося сигнала вида: y =  y₀(t₀) + k(t - t₀).

Параметры:

1. Slope - коэффициент k;

2. Start time - момент t₀ начала формирования сигнала.

3. Initial value – начальное значение сигнала на выходе блока y₀.

Использование блока Ramp показано на рис. 5.6.

Рис. П.3. Блок Ramp и график сигнала на выходе блока

Генератор синусоидального сигнала Sine Wave

Назначение: формирование синусоидального сигнала с заданной частотой, амплитудой, фазой и смещением.

Для формирования выходного сигнала в блоке могут использоваться два алгоритма. Вид алгоритма определяется параметром Sine Type (способ формирования сигнала):

• Time-based – в функции текущего времени;.

• Sample-based – в зависимости от шага модельного времени.

Формирование выходного сигнала по текущему значению времени для непрерывных систем

Выходной сигнал в функции текущего времени рассчитывается в соответствии с выражением:

y = Amplitude* sin(frequency* time + phase) + bias.

Параметры:

1. Amplitude – амплитуда;

2. Bias – постоянная составляющая сигнала;

3. Frequency (rads/sec) - частота (рад/с);

4. Phase (rads) - Начальная фаза (рад).

Рис. П.4. Блок Sin Vave и график сигнала на выходе блока

Блок для построения сигнала Signal Builder

Блок Signal Builder позволяет с помощью графических средств задать форму сигнала, создаваемого блоком. Пиктограмма блока и окно редактора, в котором задается форма сигнала, показаны на рис. 5.7. Подробнее настройки блока описаны в лабораторной работе № 2.

Рис. П.5. Блок Signal Builder образец графика сигнала на выходе блока

Блоки для регистрации сигналов Осциллограф Scope

Назначение: построение графиков сигналов в функции времени. Позволяет наблюдать за изменениями сигналов в процессе моделирования.

Изображение блока и окно для просмотра графиков показаны на рис. П.4.

Чтобы открыть окно просмотра сигналов, необходимо выполнить двойной щелчок левой клавишей “мыши” на изображении блока. Это можно сделать на любом этапе расчета (как до начала расчета, так и после него, а также во время расчета). В том случае, если на вход блока поступает векторный сигнал, то кривая для каждого элемента вектора строится отдельным цветом.

Настройка окна осциллографа выполняется с помощью панелей инструментов (рис. П.6)

Рис. П.6. Панель инструментов блока Scope

Панель инструментов содержит 11 кнопок:

1. Print – печать содержимого окна осциллографа.

2. Parameters – доступ к окну настройки параметров.

3. Zoom – увеличение масштаба по обеим осям.

4. Zoom X-axis – увеличение масштаба по горизонтальной оси.

5. Zoom Y-axis – увеличение масштаба по вертикальной оси.

6. Autoscale – автоматическая установка масштабов по обеим осям.

7. Save current axes settings – сохранение текущих настроек окна.

8. Restore saved axes settings – установка ранее сохраненных настроек окна.

9. Floating scope – перевод осциллографа в “свободный” режим.

10. Lock/Unlock axes selection – закрепить/разорвать связь между текущей координатной системой окна и отображаемым сигналом. Инструмент доступен, если включен режим Floating scope.

11. Signal selection – выбор сигналов для отображения. Инструмент доступен, если включен режим Floating scope.

Изменение масштабов отображаемых графиков можно выполнять несколькими способами:

1. Нажать соответствующую кнопку ( , или ) и щелкнуть один раз левой клавишей “мыши” в нужном месте графика. Произойдет 2.5 кратное увеличение масштаба.

2. Нажать соответствующую кнопку ( , или ) и, нажав левую клавишу “мыши”, с помощью динамической рамки или отрезка указать область графика для увеличенного изображения. Рис. П.7 поясняет этот процесс.

Рис. П.7. Увеличение масштаба графика.

3. Щелкнуть правой клавишей “мыши” в окне графиков и, выбрать команду Axes properties… в контекстном меню. Откроется окно свойств графика, в котором с помощью параметров Y-min и Y-max можно указать предельные значения вертикальной оси. В этом же окне можно указать заголовок графика (Title), заменив выражение %<SignalLabel> в строке ввода. Окно свойств показано на рис. П.8.

Рис. П.8. Окно свойств графика блока Scope

Параметры:

Параметры блока устанавливаются в окне ‘Scope’ parameters, которое открывается с помощью инструмента (Parameters) панели инструментов. Окно параметров имеет две вкладки:

General – общие параметры.

Data history – параметры сохранения сигналов в рабочей области MATLAB.

Вкладка общих параметров показана на рис. рис. П.9.

Рис. П.9. Вкладка общих параметров General.