Общие сведения о пакете matlab и пакете расширения simulink.
MATLAB - Matrix Laboratory (матричная лаборатория) — это пакет математического моделирования, обеспечивающий проведение исследований практически во всех известных областях науки и техники. Как следует из названия пакета, он ориентирован в первую очередь на обработку массивов данных (матриц и векторов). Это позволило его разработчикам существенно повысить эффективность процедур, работающих с указанными типами данных, по сравнению с языками программирования «общего назначения» (Pascal, С и т. п.).
С точки зрения пользователя MATLAB представляет собой богатейшую библиотеку функций, единственная проблема работы с которой заключается в умении быстро отыскать те из них, которые нужны для решения данной задачи. Для облегчения поиска библиотека функций разбита на разделы. Часть функций, которые носят наиболее общий характер и используются наиболее часто, входят в состав ядра MATLAB. Другие функции, которые являются специфическими для конкретной области, включены в состав соответствующих специализированных разделов. Эти разделы называются в MATLAB Toolboxes (инструменты или пакеты расширения). Каждый из них имеет свое собственное название, отражающее его предназначение. Полная комплектация пакета MATLAB содержит около 30 пакетов расширения. Особое место среди них занимает система визуального моделирования Simulink. В определенном смысле Simulink можно рассматривать как самостоятельный продукт фирмы Math Works (который даже в некоторых случаях продается в «именной» упаковке), однако он работает только при наличии ядра MATLAB и использует многие функции, входящие в его состав.
В MATLAB используется несколько типов файлов, для каждого из которых определен свой допустимый набор операций и реализующие их средства. При работе с Simulink в основном используются файлы трех типов:
• М-файлы (имеющие расширение .m) — файлы, содержащие тексты программы на языке MATLAB; в виде М-файлов реализованы все библиотечные функции MATLAB; по умолчанию М-файлы открываются с помощью собственного редактора/отладчика MATLAB;
• Mdl-файлы (файлы с расширением .mdl) — файлы моделей Simulink; могут быть открыты с помощью Simulink (в виде графического окна с блок-диаграммой);
• МАТ-файлы (с расширением .mat) — файлы, содержащие данные в двоичном коде; доступ к ним возможен либо из командного окна MATLAB, либо с помощью специальных средств Simulink.
Разработка моделей средствами Simulink (в дальнейшем S-моделей) основана на использовании технологии drag-and-drop («перетащи и оставь»). В качестве «кирпичиков» для построения S-модели используются модули (или блоки), хранящиеся в библиотеке Simulink. Блоки, включаемые в модель, соединяются друг с другом информационными потоками. Данные, передаваемые информационными потоками, могут быть скалярными величинами, векторами или матрицами произвольной размерности. Любая S-модель может иметь иерархическую структуру, то есть состоять из моделей более низкого уровня, причем число уровней иерархии практически не ограничено.
Наряду с параметрами блоков пользователь может задавать способ изменения модельного времени (с постоянным или переменным шагом), а также условия окончания моделирования. В ходе моделирования имеется возможность наблюдать за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные «смотровые окна», входящие в состав библиотеки Simulink. Интересующие пользователя характеристики системы могут быть представлены как в числовой, так и в графической форме. Кроме того, существует возможность включения в состав модели средств анимации.
Еще одно важное достоинство Simulink заключается в том, что он является открытой системой: состав библиотеки может быть пополнен пользователем за счет разработки собственных блоков.