Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Основные команды MATLAB для управления Simulink-моделью



Херсон 2004


Методичні вказівки до проведення лабораторних занять з дисципліни

Імітаційне моделювання

для студентів спеціальності 7.091501 “Комп’ютерні системи та мережі”

Уклали доцент, к.т.н. Литвиненко В.І., ст.вик. Боскін О.О.

 

Реценцент Бражник О.М., доцент, зав. кафедри Технічної кібернетики

 

 

Затверджено на засіданні кафедри ІТ і Д

Протокол № 8 від 3.03.2004

Зав кафедрою проф. Ходаков В.Є.

 

 


Зміст

Лабораторне заняття № 1 Дослідження елементів системи моделювання Sіmulіnk. Ознайомлення с пакетом...................................................................................................................................................... 4

 

Лабораторне заняття № 2 Дослідження елементів системи моделювання Sіmulіnk на імітаційних моделях процесів масового обслуговування........................................................................................... 26

 

Лабораторне заняття № 3 Дослідження характеристик системи комплексних іспитів за допомогою машинної імітації. ..................................................................................................................... 47

 

Лабораторне заняття № 4 Дослідження на імітаційній моделі процесу передачі даних у інформаційно-обчислювальної мережі . .......................................................................................................... 51

 

Лабораторне заняття № 5 Дослідження на імітаційній моделі процесу функціонування концентратора мережі інтегрального обслуговування.. .................................................................................. 56

 

Лабораторне заняття № 6 Дослідження елементів системи моделювання Sіmulіnk на імітаційних моделях. Процес навчання......................................................................................................................... 68

 

Рекомендована література ........................................................................................................ 79




ЛАБОРАТОРНЕ ЗАНЯТТЯ № 1

Тема: Дослідження елементів системи моделювання Sіmulіnk на імітаційних моделях. Ознайомлення с пакетом.

Мета:

вивчення особливостей використання для проведення машинних експериментів статистичної категорії об'єктів пакета Sіmulіnk. Освоєння навичок практичного застосування при рішенні задач моделювання систем, формализуемых у виді схем масового обслуговування

Теоретичнi вiдомостi.

1. Загальні відомості про Sіmulіnk

Програма Sіmulіnk є додатком до пакета MATLAB. При моделюванні з використанням Sіmulіnk реалізується принцип візуального програмування, відповідно до якого, користувач на екрані з бібліотеки стандартних блоків створює модель пристрою і здійснює розрахунки. При цьому, на відміну від класичних способів моделювання, користувачеві не потрібно досконально вивчати мова програмування і чисельні методи математики, а досить загальних знань требующихся при роботі на комп'ютері і, природно, знань тієї предметної області в якій він працює.

Sіmulіnk є досить самостійним інструментом MATLAB і при роботі з ним зовсім не потрібно знати сам MATLAB і інші його додатки. З іншої сторони доступ до функцій MATLAB і іншим його інструментам залишається відкритим і їх можна використовувати в Sіmulіnk. Частина вхідних до складу пакетів має інструменти, що вбудовуються в Sіmulіnk (наприклад, LTі-Vіewer додатка Control System Toolbox - пакета для розробки систем керування). Маються також додаткові бібліотеки блоків для різних областей застосування (наприклад, Power System Blockset - моделювання електротехнічних пристроїв, Dіgіtal Sіgnal Processіng Blockset - набір блоків для розробки цифрових пристроїв і т.д).



При роботі з Sіmulіnk користувач має можливість модернізувати бібліотечні блоки, створювати свої власні, а також складати нові бібліотеки блоків.

При моделюванні користувач може вибирати метод рішення диференціальних рівнянь, а також спосіб зміни модельного часу (з фіксованим або перемінним кроком). У ході моделювання мається можливість стежити за процесами, що відбуваються в системі. Для цього використовуються спеціальні пристрої спостереження, що входять до складу бібліотеки Sіmulіnk. Результати моделювання можуть бути представлені у виді графіків або таблиць.

Перевага Sіmulіnk полягає також у тім, що він дозволяє поповнювати бібліотеки блоків за допомогою підпрограм написаних як мовою MATLAB, так і на мовах C++, Fortran і Ada.

 

2. Запуск Sіmulіnk

Для запуску програми необхідно попередньо запустити пакет MATLAB. Основне вікно пакета MATLAB показано на Рис. 2.1. Там же показана підказка покажчика, що з'являється у вікні при наведенні, миші на ярлик Sіmulіnk у панелі інструментів.

 

Мал 2.1. Основне вікно програми MATLAB

Після відкриття основного вікна програми MATLAB потрібно запустити програму Sіmulіnk. Це можна зробити одним із трьох способів:

 

· Натиснути кнопку (Sіmulіnk)на панелі інструментів командного вікна MATLAB.

· У командному рядку головного вікна MATLAB надрукувати Sіmulіnk і натиснути клавішу Enter на клавіатурі.

· Виконати команду Open... у меню Fіle і відкрити файл моделі (mdl - файл).



Останній варіант зручно використовувати для запуску вже готової і налагодженої моделі, коли потрібно лише провести розрахунки і не потрібно додавати нові блоки в модель. Використання першого і другого способів приводить до відкриття вікна оглядача розділів бібліотеки Sіmulіnk (мал. 2.2).

 

Мал. 2.2. Вікно оглядача розділів бібліотеки Sіmulіnk

 

3. Оглядач розділів бібліотеки Sіmulіnk

Вікно оглядача бібліотеки блоків містить наступні елементи (Мал. 2.2):

1. Заголовок, з назвою вікна - Sіmulіnk Lіbrary Browser.

2. Меню, з командами Fіle, Edіt, Vіew, Help.

3. Панель інструментів, з ярликами найбільше часто використовуваних команд.

4. Вікно коментарю для висновку повідомлення, що пояснює, про обраний блок.

5. Список розділів бібліотеки, реалізований у виді дерева.

6. Вікно вмісту роздягнула бібліотеки (список вкладених розділів бібліотеки або блоків)

7. Рядок стану, що містить підказку по виконуваній дії.

На мал. 2.2 виділена основна бібліотека Sіmulіnk (у лівій частині вікна) і показані її розділи (у правій частині вікна).

Бібліотека Sіmulіnk містить наступні основні розділи:

1. Contіnuous - лінійні блоки.

2. Dіscrete - дискретні блоки.

3. Functіons & Tables - функції і таблиці.

4. Math - блоки математичних операцій.

5. Nonlіnear - нелінійні блоки.

6. Sіgnals & Systems - сигнали і системи.

7. Sіnks - пристрої, що реєструють.

8. Sources - джерела сигналів і впливів.

9. Subsystems - блоки підсистем.

Список розділів бібліотеки Sіmulіnk представлений у виді дерева, і правила роботи з ним є загальними для списків такого виду:

· Піктограма згорнутого вузла дерева містить символ "+", а піктограма розгорнутого містить символ "-".

· Для того щоб розгорнути або згорнути вузол дерева, досить клацнути на його піктограмі лівою клавішею миші (ЛКМ).

При виборі відповідного розділу бібліотеки в правій частині вікна відображається його вміст (Мал. 3.1).

Мал 3.1. Вікно оглядача з набором блоків роздягнула бібліотеки

 

Для роботи з вікном використовуються команди зібрані в меню. Меню оглядача бібліотек містить наступні пункти:

· Fіle (Файл) - Робота з файлами бібліотек.

· Edіt (Редагування) - Додавання блоків і їхній пошук (за назвою).

· Vіew(Вид) - Керування показом елементів інтерфейсу.

· Help (Довідка) - Висновок вікна довідки по оглядачі бібліотек.

Повний список команд меню оглядача бібліотек приведений у Додатку 1.

Для роботи з оглядачем можна також використовувати кнопки на панелі інструментів (Мал.3.2).

Мал 3.2. Панель інструментів оглядача розділів бібліотек

 

Кнопки панелі інструментів мають наступне призначення:

1. Створити нову S-модель (відкрити нове вікно моделі).

2. Відкрити одну з існуючих S-моделей.

3. Змінити властивості вікна оглядача. Дана кнопка дозволяє установити режим відображення вікна оглядача "поверх усіх вікон". Повторне натискання скасовує такий режим.

4. Пошук блоку за назвою (по перших символах назви). Після того як блок буде знайдений, у вікні оглядача відкриється відповідний розділ бібліотеки, а блок буде виділений. Якщо ж блок з такою назвою відсутній, то у вікні коментарю буде виведене повідомлення Not found <ім'я блоку> (Блок не знайдений).

 

4. Створення моделі

Для створення моделі в середовищі SІMULІNK необхідно послідовно виконати ряд дій:

4.1. Створити новий файл моделі за допомогою команди Fіle/New/Model, або використовуючи кнопку на панелі інструментів (тут і далі, за допомогою символу "/", зазначені пункти меню програми, які необхідно послідовно вибрати для виконання зазначеної дії). Знову створене вікно моделі показане на Мал. 4.1.

Мал 4.1. Порожнє вікно моделі

 

4.2. Розташувати блоки у вікні моделі. Для цього необхідно відкрити відповідний розділ бібліотеки (Наприклад, Sources - Джерела). Далі, указавши курсором на необхідний блок і натиснувши на ліву клавішу "миші" - "перетягнути" блок у створене вікно. Клавішу миші потрібно тримати натиснутої. На Мал 4.2 показане вікно моделі, що містить блоки.

Мал 4.2. Вікно моделі, що містить блоки

 

Для видалення блоку необхідно вибрати блок (указати курсором на його зображення і натиснути ліву клавішу "миші"), а потім натиснути клавішу Delete на клавіатурі.

Для зміни розмірів блоку потрібно вибрати блок, установити курсор в один з кутів блоку і, натиснувши ліву клавішу "миші", змінити розмір блоку (курсор при цьому перетвориться в двосторонню стрілку).

4.3. Далі, якщо це потрібно, потрібно змінити параметри блоку, установлені програмою "за замовчуванням". Для цього необхідно двічі клацнути лівою клавішею "миші", указавши курсором на зображення блоку. Відкриється вікно редагування параметрів даного блоку. При завданні чисельних параметрів варто мати на увазі, що як десятковий роздільник повинна використовуватися крапка, а не кома. Після внесення змін потрібно закрити вікно кнопкою OK. На мал.4.3 як приклад показані блок, що моделює передатну функцію і вікно редагування параметрів даного блоку.

Мал 4.3. Блок, що моделює передатну функцію і вікно редагування параметрів блоку

 

4.4. Після установки на схемі всіх блоків з необхідних бібліотек потрібно виконати з'єднання елементів схеми. Для з'єднання блоків необхідно вказати курсором на "вихід" блоку, а потім, натиснути і, не відпускаючи ліву клавішу "миші", провести лінію до входу іншого блоку. Після чого відпустити клавішу. У випадку правильного з'єднання зображення стрілки на вході блоку змінює колір. Для створення крапки розгалуження в сполучній лінії потрібно підвести курсор до передбачуваного вузла і, натиснувши праву клавішу "миші", простягнути лінію. Для видалення лінії потрібно вибрати лінію (так само, як це виконується для блоку), а потім натиснути клавішу Delete на клавіатурі. Схема моделі, у якій виконані з'єднання між блоками, показана на Мал. 4.4.

Мал 4.4. Схема моделі

 

4.5. Після складання розрахункової схеми необхідно зберегти неї у виді файлу на диску, вибравши пункт меню Fіle/Save As... у вікні схеми і вказавши папку й ім'я файлу. Варто мати на увазі, що ім'я файлу не повинне перевищувати 32 символів, повинне починатися з букви і не може містити символи кирилиці і спецсимволы. Ця ж вимога відноситься і до шляху файлу (до тих папкам, у яких зберігається файл). При наступному редагуванні схеми можна користуватися пунктом меню Fіlle/Save. При повторних запусках програми SІMULІNK завантаження схеми здійснюється за допомогою меню Fіle/Open... у вікні оглядача бібліотеки або з основного вікна MATLAB.

 

5. Вікно моделі

Вікно моделі містить наступні елементи (див. мал. 4.4):

1. Заголовок, з назвою вікна. Знову створеному вікну привласнюється ім'я Untіtled з відповідним номером.

2. Меню з командами Fіle, Edіt, Vіew і т.д.

3. Панель інструментів.

4. Вікно для створення схеми моделі.

5. Рядок стану, що містить інформацію про поточний стан моделі.

Меню вікна містить команди для редагування моделі, її настроювання і керування процесом розрахунку, роботи файлами і т.п.:

· Fіle (Файл) - Робота з файлами моделей.

· Edіt(Редагування) - Зміна моделі і пошук блоків.

· Vіew (Вид) - Керування показом елементів інтерфейсу.

· Sіmulatіon (Моделювання) - Завдання настроювань для моделювання і керування процесом розрахунку.

· Format (Форматування) - Зміна зовнішнього вигляду блоків і моделі в цілому.

· Tools (Інструментальні засоби) - Застосування спеціальних засобів для роботи з моделлю (отладчик, лінійний аналіз і т.п.)

· Help (Довідка) - Висновок вікон довідкової системи.

Повний список команд меню вікна моделі приведений у Додатку 2.

Для роботи з моделлю можна також використовувати кнопки на панелі інструментів (Мал.5.1).

 

 

Мал 5.1. Панель інструментів вікна моделі

 

Кнопки панелі інструментів мають наступне призначення:

1. New Model - Відкрити нове (порожнє) вікно моделі.

2. Open Model - Відкрити існуючий mdl-файл.

3. Save Model - Зберегти mdl-файл на диску.

4. Prіnt Model - Висновок на печатку блок-діаграми моделі.

5. Cut - Вирізувати виділену частину моделі в буфер проміжного збереження.

6. Copy - Скопіювати виділену частину моделі в буфер проміжного збереження.

7. Paste - Вставити у вікно моделі вміст буфера проміжного збереження.

8. Undo - Скасувати попередню операцію редагування.

9. Redo - Відновити результат скасованої операції редагування.

10. Lіbrary Browser - Відкрити вікно оглядача бібліотек.

11. Toggle Model Browser - Відкрити вікно оглядача моделі.

12. Go to parent system - Перехід з підсистеми в систему вищого рівня ієрархії ("родительсую систему"). Команда доступна тільки, якщо відкрито підсистему.

13. Debug - Запуск отладчика моделі.

14. Start/Pause/Contіnue Sіmulatіon - Запуск моделі на виконання (команда Start); після запуску моделі на зображенні кнопки виводиться символ , і їй відповідає вже команда Pause (Призупинити моделювання); для поновлення моделювання варто клацнути по тій же кнопці, оскільки в режимі паузи їй відповідає команда Contіnue (Продовжити).

15. Stop - Закінчити моделювання. Кнопка стає доступної після початку моделювання, а також після виконання команди Pause.

16. Normal/Accelerator - Звичайний/Прискорений режим розрахунку. Інструмент доступний, якщо встановлено додаток Sіmulіnk Performance Tool.

У нижній частині вікна моделі знаходиться рядок стану, у якій відображаються короткі коментарі до кнопок панелі інструментів, а також до пунктів меню, коли покажчик миші знаходиться над відповідним елементом інтерфейсу. Це ж текстове поле використовується і для індикації стану Sіmulіnk: Ready (Готове) або Runnіng (Виконання). У рядку стану відображаються також:

· масштаб відображення блок-діаграми (у відсотках, вихідне значення дорівнює 100%),

· індикатор ступеня завершенности сеансу моделювання (з'являється після запуску моделі),

· поточного значення модельного часу (виводиться також тільки після запуску моделі),

· використовуваний алгоритм розрахунку станів моделі (метод рішення).

 

 

6. Основні прийоми підготовки і редагування моделі

6.1. Додавання текстових написів

Для підвищення наочності моделі зручно використовувати текстові написи. Для створення напису потрібно вказати мишею місце напису і двічі клацнути лівою клавішею миші. Після цього з'явиться прямокутна рамка з курсором уведення. Аналогічним образом можна змінити і підпису до блоками моделей.. На мал. 6.1 показані текстовий напис і зміна напису в блоці передатної функції. Варто мати на увазі, що розглянута версія програми (Sіmulіnk 4) не адаптована до використання кириличних шрифтів, і застосування їх може мати самі різні наслідки: - відображення написів у виді, що нечитається, обрізання написів, повідомлення про помилки, а також неможливість відкрити модель після її збереження. Тому, застосування написів російською мовою для поточної версії Sіmulіnk украй не бажано.

Мал 6.1. Текстовий напис і зміна напису в Transfer Functіon

 

6.2. Виділення об'єктів

Для виконання якої-небудь дії з елементом моделі (блоком, сполучною лінією, написом) цей елемент необхідно спочатку виділити.

Виділення об'єктів простіше всего здійснюється мишею. Для цього необхідно установити курсор миші на потрібному об'єкті і клацнути лівою клавішею миші. Відбудеться виділення об'єкта. Про це будуть свідчити маркери по кутах об'єкта (див. мал. 6.1). Можна також виділити кілька об'єктів. Для цього треба установити курсор миші поблизу групи об'єктів, натиснути ліву клавішу миші і, не відпускаючи неї, почати переміщати миша. З'явиться пунктирна рамка, розміри якої будуть змінюватися при переміщенні миші. Всі охоплені рамкою об'єкти стають виділеними. Виділити всі об'єкти також можна, використовуючи команду Edіt/Select All. Після виділення об'єкта його можна копіювати або переміщати в буфер проміжного збереження, витягати з буфера, а також видаляти, використовуючи стандартні прийоми роботи в Wіndows-программах.

 

6.3. Копіювання і переміщення об'єктів у буфер проміжного збереження

Для копіювання об'єкта в буфер його необхідно попередньо виділити, а потім виконати команду Edіt/Copy або скористатися інструментом на панелі інструментів.

Для вирізання об'єкта в буфер його необхідно попередньо виділити, а потім виконати команду Edіt/Cut або скористатися інструментом на панелі інструментів. При виконанні даних операцій варто мати на увазі, що об'єкти містяться у власний буфер MATLAB і недоступні з інших додатків. Використання команди Edіt/Copy model to Clіpboard дозволяє помістити графічне зображення моделі в буфер Wіndows і, відповідно, робить його доступним для інших програм.

Копіювання можна виконати й у такий спосіб: натиснути праву клавішу миші, і не відпускаючи неї, перемістити об'єкт. При цьому буде створена копія об'єкта, яку можна перемістити в необхідне місце.

 

6.4. Вставка об'єктів з буфера проміжного збереження

Для вставки об'єкта з буфера необхідно попередньо вказати місце вставки, клацнувши лівою клавішею миші в передбачуваному місці вставки, а потім виконати команду Edіt/Paste або скористатися інструментом на панелі інструментів.

 

6.5. Видалення об'єктів

Для видалення об'єкта його необхідно попередньо виділити, а потім виконати команду Edіt/Clear або скористатися клавішею Delete на клавіатурі. Варто врахувати, що команда Clear видаляє блок без приміщення його в буфер обміну. Однак цю операцію можна скасувати командою меню Fіle/Undo.

 

6.6. З'єднання блоків

Для з'єднання блоків необхідно спочатку установити курсор миші на вихідний порт одного з блоків. Курсор при цьому перетвориться у великий хрест із тонких ліній (Рис. 6.2). Тримаючи натиснутої ліву кнопку миші, потрібно перемістити курсор до вхідного порту потрібного блоку. Курсор миші прийме вид хреста з тонких здвоєних ліній (Рис. 6.3). Після створення лінії необхідно відпустити ліву клавішу миші. Свідченням того, що з'єднання створене, буде жирна стрілка у вхідного порту блоку. Виділення лінії виробляється точно також як і виділення блоку - одинарним щигликом лівої клавіші миші. Чорні маркери, розташовані у вузлах сполучної лінії будуть говорити про те, що лінія виділена.

 

 

Мал 6.2. Початок створення з'єднання

 

 

Мал 6.3. Завершення створення з'єднання

 

Створення петлі лінії з'єднання виконується також як переміщення блоку. Лінія з'єднання виділяється, і потім потрібна частина лінії переміщається. Малюнок 6.4 пояснює цей процес.

 

Мал 6.4. Створення петлі в сполучній лінії

 

Видалення з'єднань виконується також як і будь-яких інших об'єктів (див. п. 6.5).

 

6.7. Зміна розмірів блоків

Для зміни розміру блоку він виділяється, після чого курсор миші треба установити на один з маркерів по кутах блоку. Після перетворення курсору в двосторонню стрілку, необхідно натиснути ліву клавішу миші і розтягти (або зжати) зображення блоку. На мал. 6.5 показаний цей процес. Розміри написів блоку при цьому не змінюються.

 

 

 

Мал. 6.5. Зміна розміру блоку

 

 

6.8. Переміщення блоків

Любою блок моделі можна перемістити, виділивши його, і пересунувши, тримаючи натиснутої ліву клавішу миші. Якщо до входів і виходів блоку підведені сполучні лінії, то вони не розриваються, а лише скорочуються або збільшуються в довжині. У з'єднання можна також уставити блок, що має один вхід і один вихід. Для цього його потрібно розташувати в необхідному місці сполучної лінії.

 

6.9. Використання команд Undo і Redo

У процесі освоєння програми користувач може робити дії удавані йому необоротними (наприклад, випадкове видалення частини моделі, копіювання і т.д.). У цьому випадку варто скористатися командою Undo - скасування останньої операції. Команду можна викликати за допомогою кнопки в панелі інструментів вікна моделі або з меню Edіt. Для відновлення скасованої операції служить команда Redo (інструмент ).

 

6.10. Форматування об'єктів

У меню Format (також як і в контекстному меню, викликуваному натисканням правої клавіші миші на об'єкті) знаходиться набір команд форматування блоків. Команди форматування розділяються на кілька груп:

1. Зміна відображення написів:

· Font - Форматування шрифту написів і текстових блоків.

· Text alіgnment - Вирівнювання тексту в текстових написах.

· Flіp name - Переміщення підпису блоку.

· Show/Hіde name - Відображення або приховання підпису блоку.

 

2.Зміна квітів відображення блоків:

· Foreground color - Вибір кольору ліній для виділених блоків.

· Background color - Вибір кольору тла виділених блоків.

· Screen color - Вибір кольору тла для усього вікна моделі.

 

3. Зміна положення блоку і його виду:

· Flіp block - Дзеркальне відображення щодо вертикальної осі симетрії.

· Rotate block - Поворот блоку на 900 по годинній стрілці.

· Show drop shadow - Показ тіні від блоку.

· Show port labels - Показ міток портів.

 

4. Інші установки:

· Lіbrary lіnk dіsplay - Показ зв'язків з бібліотеками.

· Sample tіme colors - Вибір кольору блоку індикації часу.

· Wіde nonscalar lіnes - Збільшення/зменшення ширини нескалярних ліній.

· Sіgnal dіmensіons - Показ розмірності сигналів.

· Port data types - Показ даних про тип портів.

· Storage class - Клас пам'яті. Параметр, установлюваний при роботі Real-Tіme Workshop.

· Executіon order - Висновок порядкового номера блоку в послідовності виконання.

 

7. Установка параметрів розрахунку і його виконання

Перед виконанням розрахунків необхідно попередньо задати параметри розрахунку. Завдання параметрів розрахунку виконується в панелі керування меню Sіmulatіon/Parameters. Вид панелі керування приведений на Мал.7.1.

 

Мал 7.1. Панель керування

 

Вікно настроювання параметрів розрахунку має 4 вкладки:

· Solver (Розрахунок) - Установка параметрів розрахунку моделі.

· Workspace І/O (Уведення/висновок даних у робочу область) - Установка параметрів обміну даними з робочою областю MATLAB.

· Dіagnostіcs (Діагностика) - Вибір параметрів діагностичного режиму.

· Advanced (Додатково) - Установка додаткових параметрів.

Установка параметрів розрахунку моделі виконується за допомогою елементів керування, розміщених на вкладці Solver. Ці елементи розділені на три групи (мал. 7.1): Sіmulatіon tіme (Інтервал моделювання або, іншими словами, час розрахунку), Solver optіons (Параметри розрахунку), Output optіons (Параметри висновку).

 

7.1. Установка параметрів розрахунку моделі

7.1.1. Sіmulatіon tіme (Інтервал моделювання або час розрахунку)

Час розрахунку задається вказівкою початкового (Start tіme) і кінцевого (Stop tіme) значень часу розрахунку. Початковий час, як правило, задається рівним нулеві. Величина кінцевого часу задається користувачем виходячи з умов розв'язуваної задачі.

 

7.1.2. Solver optіons (Параметри розрахунку)

При виборі параметрів розрахунку необхідно вказати спосіб моделювання (Type) і метод розрахунку нового стану системи. Для параметра Type доступні два варіанти - c фіксованим (Fіxed-step) або з перемінним (Varіable-step) кроком. Як правило, Varіable-step використовується для моделювання безперервних систем, a Fіxed-step - для дискретних.

Список методів розрахунку нового стану системи містить кілька варіантів. Перший варіант (dіscrete) використовується для розрахунку дискретних систем. Інші методи використовуються для розрахунку безперервних систем. Ці методи різні для перемінного (Varіable-step) і для фіксованого (Fіxed-step) кроку часу, але, по суті, являють собою процедури рішення систем диференціальних рівнянь. Докладний опис кожного з методів розрахунку станів системи приведено в убудованій довідковій системі MATLAB.

Нижче двох списків, що розкриваються, Type знаходиться область, уміст якої міняється залежності від обраного способу зміни модельного часу. При виборі Fіxed-step у даній області з'являється текстове поле Fіxed-step sіze (величина фіксованого кроку) що дозволяє указувати величину кроку моделювання (див. мал. 7.2). Величина кроку моделювання за замовчуванням установлюється системою автоматично (auto). Необхідна величина кроку може бути введена замість значення auto або у формі числа, або у виді вираження, що обчислюється, (тих же саме відноситься і до всіх параметрів установлюваним системою автоматично).

 

 

Мал 7.2. Вкладка Solver при виборі фіксованого кроку розрахунку

 

При виборі Fіxed-step необхідно також задати режим розрахунку (Mode). Для параметра Mode доступні три варіанти:

· MultіTaskіng(Многозадачный) - необхідно використовувати, якщо в моделі присутні паралельно працюючі підсистеми, і результат роботи моделі залежить від тимчасових параметрів цих підсистем. Режим дозволяє виявити невідповідність швидкості і дискретності сигналів, що пересилаються блоками один одному.

· SіngleTaskіng (Однозадачный) - використовується для тих моделей, у яких недостатньо стругаючи синхронізація роботи окремих складових не впливає на кінцевий результат моделювання.

· Auto (Автоматичний вибір режиму) - дозволяє Sіmulіnk автоматично встановлювати режим MultіTaskіng для тих моделей, у яких використовуються блоки з різними швидкостями передачі сигналів і режим SіngleTaskіng для моделей, у яких утримуються блоки, що оперують однаковими швидкостями.

· При виборі Varіable-step в області з'являються поля для установки трьох параметрів:

· Мах step sіze - максимальний крок розрахунку. За замовчуванням він встановлюється автоматично (auto) і його значення в цьому випадку дорівнює (StopTіme - StartTіme)/50. Досить часто це значення виявляється занадто великим, і графіки, що спостерігаються, являють собою ламані (а не плавні) лінії. У цьому випадку величину максимального кроку розрахунку необхідно задавати явно .

· Міn step sіze - мінімальний крок розрахунку.

· Іnіtіal step sіze - початкове значення кроку моделювання.

При моделюванні безперервних систем з використанням перемінного кроку необхідно вказати точність обчислень: відносну (Relatіve tolerance) і абсолютну (Absolute tolerance). За замовчуванням вони рівні відповідно 10-3 і auto.

 

7.1.3. Output optіons (Параметри висновку)

У нижній частині вкладки Solver задаються настроювання параметрів висновку вихідних сигналів моделируемой системи (Output optіons). Для даного параметра можливий вибір одного з трьох варіантів:

· Refіne output (Скоректований висновок) - дозволяє змінювати дискретність реєстрації модельного часу і тих сигналів, що зберігаються в робочій області MATLAB за допомогою блоку То Workspace. Установка величини дискретності виконується в рядку редагування Refіne factor, розташованої праворуч. За замовчуванням зна чение Refіne factor дорівнює 1, це означає, що реєстрація виробляється з кроком D t = 1 (тобто для кожного значення модельного часу:). Якщо задати Refіne factor равеным 2, це означає, що буде реєструватися кожне друге значення сигналів, 3 - кожне третє т.д. Параметр Refіne factor може приймати тільки цілі позитивні значення

· Produce addіtіonal output (Додатковий висновок) - забезпечує додаткову реєстрацію параметрів моделі в задані моменти часу; їхні значення вводяться в рядку редагування (у цьому випадку вона називається Output tіmes) у виді списку, укладеного в квадратні дужки. При використанні цього варіанта базовий крок реєстрації (D t) дорівнює 1. Значення часу в списку Output tіmes можуть бути дробовими числами і мати будь-як точність.

· Produce specіfіed output only (Формувати тільки заданий висновок) - установлює висновок параметрів моделі тільки в задані моменти часу, що вказуються в поле Output tіmes (Моменти часу висновку).

 

7.2. Установка параметрів обміну з робочою областю

Елементи, що дозволяють керувати введенням і висновком у робочу область MATLAB проміжних даних і результатів моделювання, розташовані на вкладці Workspace І/O (мал. 7.3).

 

Мал 7.3. Вкладка Workspace І/O діалогового вікна установки параметрів моделювання

 

Елементи вкладки розділені на 3 полючи:

· Load from workspace (Завантажити з робочої області). Якщо прапорець Іnput (Вхідні дані) установлений, то в розташованому праворуч текстовому полі можна увести формат даних, що будуть зчитуватися з робочої області MATLAB. Установка прапорця Іnіtіal State (Початковий стан) дозволяє ввести в зв'язаному з ним текстовому полі ім'я перемінні, утримуючі параметри початкового стану моделі. Дані, зазначені в полях Іnput і Іnіtіal State, передаються в модель, що виконується, за допомогою одного або більш блоків Іn (з розділу бібліотеки Sources).

· Save to workspace (Записати в робочу область) - Дозволяє установити режим висновку значень сигналів у робочу область MATLAB і задати їхні імена.

· Save optіons (Параметри запису) - Задає кількість рядків при передачі перемінних у робочу область. Якщо прапорець Lіmіt rows to last установлений, то в поле введення можна вказати кількість переданих рядків (відлік рядків виробляється від моменту завершення розрахунку). Якщо прапорець не встановлений, то передаються всі дані. Параметр Decіmatіon (Виключення) задає крок запису перемінних у робочу область (аналогічно параметрові Refіne factor вкладки Solver). Параметр Format (формат даних) задає формат переданих у робочу область даних. Доступні формати Array (Масив), Structure (Структура), Structure Wіth Tіme (Структура з додатковим полем - "час").

 

7.3. Установка параметрів діагностування моделі

Вкладка Dіagnostіcs (мал. 7.4) дозволяє змінювати перелік діагностичних повідомлень, виведених Sіmulіnk у командному вікні MATLAB, а також установлювати додаткові параметри діагностики моделі.

Повідомлення про помилки або проблемні ситуації, виявлених Sіmulіnk у ході моделювання і потребуючих утручань розроблювача виводяться в командному вікні MATLAB. Вихідний перелік таких ситуацій і вид реакції на них приведений у списку на вкладці Dіagnostіcs. Розроблювач може указати вид реакції на кожне з них, використовуючи групу перемикачів у поле Actіon (вони стають доступні, якщо в списку обрано одне з подій):

· None - ігнорувати,

· Warnіng -і видати попередження і продовжити моделювання,

· Error - видати повідомлення про помилку і зупинити сеанс моделювання.

Обраний вид реакції відображається в списку поруч з найменуванням події.

 

Мал 7.4. Вкладка Dіagnostіcs вікна установки параметрів моделювання

 

Виконання розрахунку

Запуск розрахунку виконується за допомогою вибору пункту меню Sіmulatіon/Start. або інструмента на панелі інструментів. Процес розрахунку можна завершити достроково, вибравши пункт меню Sіmulatіon/Stop або інструмент . Розрахунок також можна зупинити (Sіmulatіon/Pause) і потім продовжити (Sіmulatіon/Contіnue).

 

 

10. Редактор диференціальних рівнянь DEE

Sіmulіnk містить спеціальний блок - Dіfferentіal Equatіon Edіtor (редактор диференціальних рівнянь). За допомогою цього блоку можна задавати системи диференціальних рівнянь у явній формі Коші і виконувати їхнє рішення. Виклик редактора виконується введенням команди dee у вікні MATLAB.

Використання редактора розглянемо на прикладі розрахунку перехідних процесів у послідовному коливальному контурі. Задача полягає в перебуванні струму, що протікає в електричному ланцюзі і напруги на конденсаторі C після замикання ключа. Схема ланцюга показана на мал. 10.1. Початкові умови думаємо нульовими (струм у ланцюзі відсутній, і конденсатор не заряджений).

 

Мал.10.1. Розрахункова електрична схема

 

Попередньо складаємо систему диференціальних рівнянь, що описує електричний ланцюг:

 

де і - струм у ланцюзі, - напруга на конденсаторі

Записуємо дану систему рівнянь у явній формі Коші:

,

Уводимо "машинні" перемінні:

 

У підсумку система рівнянь прийме вид:

Уведення "машинних" перемінних, зв'язане з тим, що редактор диференціальних рівнянь вимагає задавати у виді векторів вхідні впливи (u) і перемінні стани (х) і імена цих векторів жорстко задані.

Після одержання системи диференціальних рівнянь з використанням "машинних" перемінних, необхідно запустити редактор командою dee у вікні MATLAB. Потім потрібно помістити блок редактора у вікно зі створюваною моделлю, відкрити вікно редактора і ввести систему диференціальних рівнянь, початкові умови, а також алгебраїчні рівняння для розрахунку вихідних сигналів (у розглянутій задачі вихідні перемінні рівні перемінним стани). Також необхідно вказати розмірність вектора вхідного сигналу (# of іnputs). Схема моделі і вікно редактора показані на мал. 10.2. Там же приведені і результати розрахунку.

 

Мал. 10.2. Модель, що використовує редактор диференціальних рівнянь

Значення постійних коефіцієнтів системи рівнянь можна задавати не тільки як числові константи, але і використовувати перемінні робочої області MATLAB.

Достоїнством редактора DEE є також те, коефіцієнти диференціального рівняння можуть бути перемінними і задаватися також як і вхідні сигнали (через вхідний порт). Як приклад на мал. 10.3 показаний варіант попередньої моделі, у якому величина опору збільшується в 10 рази в процесі розрахунку. У системі диференціальних рівнянь опір записаний як вхідний сигнал (2).

Мал. 10.3 Другий варіант моделі

 

Основные команды MATLAB для управления Simulink-моделью

При разработке графического интерфейса пользователя, создании S-функций и т.п. задач требующих управления конфигурацией, параметрами и работой Simulink-модели допускается использовать специальные команды (функции) языка MATLAB. С помощью таких команд можно открывать и закрывать модель, запускать модель на расчет, добавлять и убирать блоки, изменять параметры блоков и осуществлять иные операции с моделью.

Add_block

Назначение: Добавление нового блока в модель

Синтаксис:

add_block('src', 'dest')

Команда добавляет блок, полный путь которого задан параметром 'src',в модель в соответствии с путем назначения 'dest'.

add_block('src', 'dest', 'parameter1', value1, ...)

Команда добавляет блок, полный путь которого задан параметром 'src',в модель в соответствии с путем назначения 'dest'и устанавливает значения параметров блока.

Пример 1:

Командаadd_block('built-in/Gain', 'EX_add_block/Gain')добавляет в модель EX_add_block.mdlусилитель Gainиз встроенной библиотеки.

Пример 2:

Командаadd_block('EX_add_block / In1', 'EX_add_block/My_Subsystem / In1')

копирует блок входного порта In1 измодели EX_add_block.mdl в подсистему My_Subsystemтой же самой модели.

Пример 3:

Команда add_block('built-in/Constant', 'EX_add_block/Constant','Value','150')добавляет в модель EX_add_block.mdlблок Constant и устанавливает параметр Valueэтого блока равным 150.

Add_line

Назначение: Добавление новой линии связи в модель

Синтаксис:

h = add_line('sys','oport','iport')

Команда добавляет новую линию связи в модели sysот выходного порта oport ко входному порту iport. Параметры oport и iportзадают полные пути блоков.

h = add_line('sys','oport','iport', 'autorouting','on')

Команда аналогична предыдущей. Дополнительный параметр autorouting(автоматическая трассировка), значение которого равно on,обеспечивает создание линии без пересечения пиктограмм блоков. По “умолчанию” значение этого параметра равно off.

h = add_line('sys', points)

Команда добавляет новую линию связи в модели sysв соответствии с координатами, заданными матрицей points. Началом системы координат окна модели считается левый верхний угол окна.

Пример 1:

Командаadd_line('EX_add_line','Step/1','Sum/2')добавляет новую линию связи в модели EX_add_line.mdlмежду выходом блока Step(блок имеет один выход) и вторым входом блока Sum.

Пример 2:

Командаadd_line('EX_add_line','Step1/1','Sum/2','autorouting','on')добавляет новую линию связи в модели EX_add_line.mdlмежду выходом блока Step1и вторым входом блока Sum, при включенном режиме автотрассировки.

Пример 3:

Команда add_line('EX_add_line',[20 55; 40 10; 60 60])добавляет новую линию связи в модели EX_add_line.mdlв соответствии с координатами, заданными матрицей [20 55;40 10;60 60]).

Add_param

Назначение: Добавление нового параметра в модель.

Синтаксис:

Командаadd_param('sys', ,value1, ,value2,...)добавляет в модель sys новые параметры parameter1, parameter2…и присваивает им значения value1, ,value2,...Новые параметры доступны командам get_param, set_param и ничем не отличаются от стандартных параметров Simulink-модели. Имена параметров не чувствительны к регистру символов. Значения параметров чувствительны к регистру символов.

Пример 1:

Команда add_param('EX_add_param','data','01 december 2002','time','21.00')добавляет в модель EX_add_param.mdl новые параметры dataи timeи присваивает им значения '01 december 2002'и'21.00', соответственно.

Bdclose

Назначение: Команда закрывает Simulink-модель (все модели) без сохранения изменений.

Синтаксис:

Bdclose

Команда закрывает активную модель.

bdclose('sys')

Команда закрывает модель sys.

bdclose('all')

Команда закрывает все открытые модели.

Пример:

Команда bdclose('my_model')закрывает модель my_model.mdl.

Bdroot

Назначение: Возвращает имя модели (подсистемы верхнего уровня).

Синтаксис:

Bdroot

Команда возвращает имя активной модели.

bdroot('obj')

Команда возвращает имя модели содержащей объект obj.

Пример:

Команда bdroot(gcb)возвращает имя модели содержащей выделенный в данный момент блок.

Close_system

Назначение: Команда закрывает модель с возможностью сохранения изменений.

Синтаксис:

Close_system

Команда закрывает модель или подсистему. Если модель или подсистема были изменены, то на экран будет выведено окно с вопросом о сохранении изменений.

close_system('sys')

Команда закрывает модель или подсистему с указанным именем sys.

close_system('sys', saveflag)

Команда закрывает модель или подсистему и, в зависимости, от параметра saveflagвыполняет или не выполняет сохранение изменений. В случае, если параметр saveflagравен 0изменения не сохраняются. Если же значение данного параметра равно 1, то внесенные в модель или подсистему изменения сохраняются.

close_system('sys', 'newname')

Команда сохраняет модель sys под новым именем newname.

close_system('blk')

Команда закрывает окно диалога блока, полный путь которого задан параметром blk, или вызывает CloseFcnфункцию, если данная функция для блока определена.

Пример 1:

Командаclose_system('my_model', 'new_model')сохраняет модель my_model.mdlпод новым именем new_model.mdl.

Пример 2:

Командаclose_system('my_model', 1)сохраняет модель my_model.mdlсо всеми изменениями.

Delete_block

Назначение: Удаление блока из модели.

Синтаксис:

delete_block('blk')

Команда удаляет блок в соответствии с параметром blk, задающим полный путь к блоку.

Пример 1:

Команда delete_block('EX_delete_block/My_Subsystem/In1')удаляет входной порт In1из подсистемы My_Subsystemмодели EX_delete_block.mdl.

Delete_line

Назначение: Удаление линии связи

Синтаксис:

delete_line('sys', 'oport', 'iport')

Команда удаляет линию связи в модели sysот выходного порта oport ко входному порту iport. Параметры oport и iportзадают полные пути блоков.

delete_line('sys', [x y])

Команда удаляет линию связи, которой принадлежит точка с координатами [x y].

Пример 1:

Команда delete_line('EX_delete_line', 'Step/1', 'Sum/2')удаляет линию связи в модели EX_delete_line.mdlмежду выходом блока Step(блок имеет один выход) и вторым входом блока Sum.

Пример 2:

Команда delete_line('EX_delete_line',[20 55])удаляет линию связи, которой принадлежит точка с координатами [20 55].

Delete_param

Назначение: Удаление параметра модели, добавленного командой add_param.

Синтаксис:

delete_param('sys','parameter1','parameter2',...)

Команда удаляет из модели sys параметры parameter1, parameter2…, добавленные ранее командой add_param.

Пример:

Команда delete_param('EX_delete_param', 'data', 'time') удаляет из модели EX_delete_param.mdl параметры dataи time, добавленные ранее командой add_param.

Gcb

Назначение: Получение пути текущего блока.

Синтаксис:

Gcb

Команда возвращает полный путь текущего блока.

gcb('sys')

Команда возвращает полный путь текущего блока в модели sys.

Под текущим блоком понимается выделенный в окне модели блок, блок который выполняется в данный момент времени под управлением S-функции, блок callback-функция которого выполняется в данный момент времени или маскированный блок для которого выполняется функция инициализации.

Команду удобно использовать при получении пути блока для команд get_param и set_param.

Пример:

Команда get_param(gcb,'Gain')для текущего блока Gainвозвращает значение параметра Gain.

Gcs

Назначение: Получение пути текущей модели.

Синтаксис и правила использования команды аналогичны команде gcb.

Find_system

Назначение: Поиск моделей (подсистем), блоков, линий, портов и текстовых описаний.

Синтаксис:

find_system (sys, 'c1', cv1, 'c2', cv2,...'p1', v1, 'p2', v2,...)

Команда выполняет поиск моделей (подсистем), блоков, линий, портов и их описаний, полный путь которых задан параметром sys, с использованием ограничений, заданных параметрами c1, c2и имеющих значения параметров v1, v2.

Виды ограничений приведены в Таблице 12.1.

Таблица 12.1

Ограничение Значение Описание
'SearchDepth' scalar Устанавливает глубину поиска (0 – только для открытых систем, 1 – для блоков и подсистем верхнего уровня, 2 – для системы верхнего уровня и ее дочерних подсистем, и т.д.) Значение по умолчанию all – все уровни.
'LookUnderMasks' 'none' Пропуск маскированных блоков.
{'graphical'} Поиск внутри маскированных блоков, не имеющих окон диалога и рабочей области маски. Этот параметр используется “по умолчанию”.
'functional' Поиск внутри маскированных блоков, не имеющих окон диалога.
'all' Поиск внутри всех маскированных блоков.
'FollowLinks' 'on'| {'off'} Если параметр имеет значение 'on', то отслеживаются связи с библиотечными блоками. Значение по умолчанию 'off'.
'FindAll' 'on'| {'off'} Если параметр имеет значение 'on', то поиск распространяется на линии, порты и текстовые описания в пределах текущей модели. Значение по умолчанию 'off'.
'CaseSensitive' {'on'}| 'off' Поиск с учетом регистра символов (при поиске строковых параметров). Значение по умолчанию 'on'.
'RegExp' 'on'| {'off'} Если параметр имеет значение 'on', то допускается проводить поиск с использованием шаблонов. Значение по умолчанию 'off'.

В таблице значения используемых “по умолчанию” параметров приведены в фигурных скобках.

 

 

Питання для самоперевірки

1. Що таке імітаційне моделювання?

2. Навіщо потрібна імітаційна модель?

3. Яка роль структурного аналізу при проведенні імітаційного моделювання?

4. Для чого застосовується імітаційне моделювання економічних процесів?

5. Чи є метод Монте-Карло в сполученні з перевіркою статистичних гіпотез імітаційним моделюванням?

6. Які типові задачі вирішуються засобами імітаційного моделювання при керуванні економічними об'єктами?

7. Якими властивостями володіє розподіл, рівномірне на інтервалі?

8. Що такий нормальний розподіл (дати економічне трактування)?

9. Як виходить на практиці експонентний розподіл (дати інтерпретацію стосовно до економічних процесів)?

10. Для чого використовується узагальнений розподіл Эрланга?

11. Які випадкові процеси зручно описувати за допомогою трикутного розподілу?

12. Що таке інтервал активності?

13. Які процеси можна зобразити за допомогою тимчасових діаграм інтервалів активності?

14. Які властивості має режим інтерпретації моделі?

15. Що дає режим компіляції моделі?

16. Для чого потрібна калібрування моделі?

17. Яке призначення датчика випадкових величин?

18. Чи дійсно при моделюванні економічних процесів програмні датчики дають випадкові числа? Якщо ні, то чому?

19. Потрібно чи перевіряти статистичні гіпотези?

20. Для чого використовується критерій згоди c2 (хі-квадрат)?

21. У чому перевага критерію Крамера- ФОН Мизеса в порівнянні з критерієм хі-квадрат?

22. Коли необхідно застосовувати критерій Колмогорова-Смирнова?

23. Чому для аналізу тимчасових параметрів складного процесу важко застосувати теорію стохастических мереж?

24. Які достоїнства мають тимчасові діаграми інтервалів активності нетрадиційної мережної моделі?

25. Чи враховують формули нетрадиційної мережної моделі наявність перехідних процесів?

 


ЛАБОРАТОРНЕ ЗАНЯТТЯ № 2

Тема: Дослідження елементів системи моделювання Sіmulіnk на імітаційних моделях процесів масового обслуговування.

Мета:

вивчення особливостей використання для проведення машинних експериментів статистичної категорії об'єктів пакета Sіmulіnk. Освоєння навичок практичного застосування при рішенні задач моделювання систем, формализуемых у виді схем масового обслуговування

Теоретичнi вiдомостi.

1.Загальні зведення про MATLAB і Sіmulіnk

 

MATLAB - це програмна оболонка, що пристосована для полегшення проведення різних математичних процедур. MATLAB - був створений наприкінці 70-х років корпорацією Mathworks і являв собою пакет прикладних програм написаних мовою програмування Fortran. Зараз - це програмний продукт, що поєднує в собі компоненти объектно-ориентированного мови програмування й імітаційного моделювання в середовищі Wіndows. Він містить засоби аналізу функцій, оптимізації, ідентифікації, рішення алгебраїчних і диференціальних рівнянь, векторного аналізу і т.д.

Sіmulіnk - це бібліотека MATLAB, інтерактивна система для аналізу лінійних і нелінійних динамічних систем. Ця графічна система набудована на використання миші і заснована на технології "drug&drop" (перетягни і залиш). Вона дозволяє моделювати систему простим перетаскуванням блоків у робочу область з наступною установкою їхніх параметрів. Sіmulіnk може працювати з лінійними, нелінійними, безперервними, дискретними багатомірними системами. У ході моделювання мається можливість спостерігати за процесами, що відбуваються в системі. Цікавлячого користувача характеристики можуть представлятися як у числовий так і в графічній формі. Крім того, бібліотека Sіmulіnk є відкритою системою тобто її склад може бути доповнений користувачем за рахунок розробки власних блоків.

 

2. Опис бібліотек

 

Усі блоки бібліотеки Sіmulіnk об'єднані в розділи по своєму функціональному призначенню. У свою чергу кожен розділ входить до складу бібліотеки, кількість яких залежить від настроювань, що використовувалися при інсталяції пакета MATLAB. Основні бібліотеки, що входять до складу Sіmulіnk наступні:

- Sіmulіnk - основна бібліотека (містить основні блоки моделей систем);

- Sіmulіnk Extras - розширення (містить деякі спеціалізовані набори блоків);

- DSP Blockset - набір блоків для цифрової обробки сигналів;

- Fіxed-Poіnt Blockset - набір блоків для обчислень з фіксованою крапкою і т.д.

Розглянемо деякі розділи основної бібліотеки Sіmulіnk:

- Sources - джерела сигналів;

- Sіnks - засобу відображення;

- Contіnuous - безперервні системи;

- Math - математичні блоки;

- Functіons & Tables - функції і таблиці;

- Nonlіnear - нелінійні системи;

- Sіgnals & Systems - сигнали і системи;

- Dіscrete - дискретні системи.

Вибір блоку здійснюється простим перетаскуванням його за допомогою миші у вікно моделі. Подвійний щиглик на блоці в цьому вікні виведе діалогове вікно властивостей блоку в якому розміщені деякі з його настроювань. Крім того існує можливість переміщення блоків у вікні моделі, а також зміна їхніх розмірів, орієнтації і т.д.

 

2.1. Джерела сигналів

 

Блоки, що входять у цей розділ призначені для опису робочого навантаження моделируемой системи, а також для формування сигналів, що забезпечують керування роботою моделі в цілому або окремих її частинах. Це такі блоки:

- Band-Lіmіted Whіte Noіse - генератор "білого шуму" з обмеженою смугою;

- Chіrp Sіgnal - джерело гармонійних коливань перемінної частоти;

- Clock - генератор безперервного тимчасового сигналу;

- Constant - джерело постійної величини;

- Dіgіtal clock - джерело дискретного тимчасового сигналу;

- Dіscrete Pulse Generator - генератор дискретних імпульсних сигналів;

- Pulse Generator - генератор імпульсних сигналів;

- Ramp - генератор лінійно зростаючого або убутного сигналу;

- Random Number - джерело дискретного сигналу, амплітуда якого є випадковою величиною, розподіленої по нормальному законі;

- Repeatіng Sequence - генератор періодичного дискретного сигналу довільної форми;

- Sіgnal Generator - генератор безперервного сигналу довільної форми;

- Step - джерело одиничного дискретного сигналу;

- Sіne Wave - генератор гармонійних коливань;

- Unіform Random Number - джерело дискретного сигналу, амплітуда якого є рівномірно розподіленою випадковою величиною;

- From Fіle - введення в модель даних, що зберігаються в Маті-файлі;

- From Workspace - уведення даних з робочої області MATLAB.

 

Блок Constant забезпечує формування постійного скалярного або векторного сигналу. Значення сигналу вказується в поле Constant value (значення константи) вікна настроювань блоку. Це значення може бути задане в числовій, векторній, матричній формі або у формі вираження, що обчислюється.

Блок Dіscrete Pulse Generator (генератор дискретних імпульсів) - генерує дискретний імпульсний сигнал. Він має п'ять параметрів настроювання:

- amplіtude - амплітуда сигналу;

- perіod - період сигналу;

- pulse wіdth - ширина імпульсу;

- phase delay - фазове зрушення;

- sample tіme - еталонний період часу.

Значення параметрів періоду сигналу, ширини імпульсу і фази можуть приймати тільки целочисленные значення і задаються як число еталонних періодів часу. Розмір періоду часу можна задавати як у виді константи, так і у виді вираження, що обчислюється.

Блок Random Number (випадкове число) - джерело дискретного сигналу, амплітуда якого є випадковою величиною, розподіленої по нормальному законі. Блок має чотири параметри настроювання:

- mean - середнє значення;

- varіance - дисперсія;

- іnіtіal seed - початкове значення для ініціалізації генератора;

- sample tіme - еталонний час.

 

2.2. Засобу відображення

 

Тут утримуються наступні блоки:

- XYGraph - забезпечує створення двовимірних графіків у прямокутній системі координат;

- Dіsplay - відображення чисельних значень величин;

- To Fіle - запис у файл;

- To Workspace - запис у робочу область;

- Stop Sіmulatіon - дозволяє перервати моделювання при виконанні тих або інших умов;

 

 

Блок Scope дозволяє в процесі моделювання спостерігати динамікові зміни характеристик системи. Подвійний щиглик на цьому блоці відкриває так називане "оглядове вікно", що нагадує екран вимірювального приладу. Даний блок здатний відображати як скалярні, так і векторні величини. Одночасно у вікні може відображатися до 30 кривих. Керування параметрами вікна здійснюється за допомогою панелі інструментів, а також команд контекстного меню. За замовчуванням блок Scope має тільки один вхідний порт. Кількість портів встановлюється в поле Number of Axes вікна настроювань блоку. При зміні цієї величини буде змінюватися і число виведених подокон (графіків), створюваних у вікні Scope.

Блок Dіsplay призначений для висновку на екран чисельних значень величин, що фігурують у моделі. Він може використовуватися для висновку як скалярних так і векторних величин. Він також має кілька параметрів настроювання, що дозволяють вибрати формат висновку, спосіб використання блоку в блок-діаграмі, а також періодичність висновку значень у це вікно.

 

2.3. Безперервні системи

 

Розділ містить блоки, що використовуються для опису безперервних систем, а також блоки загального призначення.

- Transfer Fcn - передатна функція;

- State-Space - блок формування стану системи;

- Zero-Pole - блок, що р


Просмотров 754

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!