- •Применение пакета Simulink 5 вычислительной системы matlab (версия 6.5) для моделирования элементов и систем автоматического управления
- •153000 Г. Иваново, пр. Ф. Энгельса, 21 Введение
- •1. Общая характеристика пакета Simulink
- •Запуск пакета Simulink
- •1.2. Библиотека модулей (блоков)
- •1.2.1. Раздел Sources – источники сигналов
- •Блок Band–Limited White Noise
- •Блок Chirp Signal
- •Блок Digital Clock
- •Блок From Workspace
- •Блок Constant
- •Блок From File
- •Блок Ground
- •Блок Inport
- •Блок Pulse Generator
- •Блок Ramp
- •Блок Random Number
- •Блок Repeating Sequence
- •Блок Signal Generator
- •Блок Signal Builder
- •Блок Sine Wave
- •Блок Step
- •Блок Umform Random Number
- •1.2.2. Раздел Sinks – блоки визуализации сигналов
- •Блок Display
- •Блок Scope
- •Блок xy Graph
- •Блок То File
- •Блок То Workspace
- •Блок Terminator
- •Блок Outport
- •1.2.3. Раздел Continuous – блоки непрерывных моделей
- •Блок Derivative
- •Блок Integrator
- •Блоки Transport Delay и Variable Transport Delay
- •Блок Transfer Fcn
- •Блок Zero–Pole
- •Блок State-Space
- •1.2.4. Раздел Discrete – блоки дискретных моделей
- •Блок First-Order Hold
- •Блок Memory
- •Блок Unit Delay
- •Блок Zero-Order Hold
- •1.2.5. Раздел Discontinuities – блоки нелинейных моделей
- •1.2.6. Раздел Math Operations – блоки математических операций
- •1.2.7. Раздел Signal Routing – блоки распределения сигналов
- •1.3. Построение структурных схем динамических систем
- •1.3.1. Выделение объектов
- •1.3.2. Операции с блоками Копирование блоков из одного окна в другое
- •Перестановка блоков в модели
- •Изменение размеров блока
- •Изменение и перемещение имени блока
- •Создание соединительных линий
- •Создание линии между блоками
- •Распространение меток линии
- •Создание и манипулирование комментарием
- •1.3.3. Установка параметров моделирования
- •1.3.4. Создание подсистем
- •Создание подсистемы путем добавления блока Subsystem
- •Создание подсистемы, путем группировки существующих блоков
- •1.3.5. Запись и печать s–модели
- •2. Примеры моделирования
- •2.1. Примеры использования различных блоков
- •2.2. Моделирование датчика натяжения нити
- •2.3. Анализ линейных систем с помощью инструментального средства ltiview
- •Список литературы
Блок From File
Предназначен для ввода данных из внешнего mat-файла. Блок имеет 2 параметра настройки (рис. 1.9):
File Name – имя файла с данными;
Sample time – такт дискретности, с.
Массив данных должен состоять, как минимум, из двух строк. В первой строке записываются в возрастающем порядке значения времени, а в остальных строках – значения сигналов, соответствующие данным моментам времени. Выходной сигнал блока содержит только значения сигналов. Если такт дискретности текущей модели не совпадает с отчетами времени в файле данных, то Simulink выполняет линейную интерполяцию данных. Как правило, mat-файл создается с помощью блока То File (раздел Sinks библиотеки).
Блок Ground
С помощью этого блока осуществляется подключение неиспользуемого входа какого-либо блока к “земле”. Этим предотвращается появление предупреждения о неиспользованных входах блоков. Тип данных на выходе блока Ground устанавливается автоматически в соответствии с типом данных, подаваемых на другие входы рассматриваемого блока.
Блок Inport
Используется при работе с подсистемами (субблоками). Блок создает входной порт для подсистемы или выполняет ввод данных из рабочей области MATLAB. Имеет следующие параметры настройки (рис. 10):
Port number – номер порта;
Port dimensions – размерность входного сигнала. Если этот параметр равен -1, то размерность входного сигнала будет определяться автоматически;
Sample time – такт дискретности;
Show additional parameters – показать дополнительные параметры. При установленном флажке в окне отображаются дополнительные окна списков:
– Data type – выбор типа выходных данных. Для выбора используется раскрывающийся список. Тип выходного сигнала может быть задан одним из стандартных типов, например int8, либо определен опцией Specify via dialog. В последнем случае в окне параметров появятся дополнительные окна списков Output data type, Output Scaling Mode и Output scaling value;
Output data type – тип выходных данных. В графе можно задать требуемый тип данных, включая типы данных с фиксированной точкой, например sfix(16), uint(8) и т. п.
Output Scaling Mode – способ масштабирования выходного сигнала. Выбирается из списка:
Best precision: Vector-vise – наилучшая точность;
|
– Output scaling value – величина масштаба. Параметр задается как основание системы счисления со смещением, например [1.25 3]. Смещение допускается не указывать. – Signal type - тип входного сигнала: auto – автоматическое определение типа; real – действительный сигнал; complex – комплексный сигнал. – Sampling mode – режим. Параметр может принимать значения: auto, Sample based или Frame based. Блоки Inport подсистемы являются ее входами. Сигнал, подаваемый на входной порт подсистемы через блок Inport, передается внутрь подсистемы. Название входного порта будет показано на изображении подсистемы |
Рис. 1.10. Настройки блока Inport |
как метка порта. При создании подсистем и добавлении блока Inport в подсистему Simulink использует следующие правила:
при создании подсистемы с помощью команды Edit/Create subsystem входные порты создаются автоматически и нумеруются начиная с единицы;
если в подсистему добавляется новый блок Inport, то ему присваивается следующий по порядку номер;
если какой-либо блок Inport удаляется, то остальные порты переименовываются таким образом, чтобы последовательность номеров была непрерывной.
если в последовательности номеров портов имеется разрыв, то при выполнении моделирования Simulink выдаст сообщение об ошибке и остановит вычисления. В этом случае необходимо вручную переименовать порты таким образом, чтобы последовательная нумерация портов не нарушалась.
При использовании блока Inport для передачи данных из рабочей области MATLAB необходимо выполнить установку параметров ввода на вкладке Workspace I/O окна Simulation Parameters:
установить флажок для параметра Input;
задать имя переменной, содержащей входные данные;
установить тип вводимых данных (Array – массив, Structure – структура, Structure with time – структура с полем “Время”).
