3.2 Установка параметров моделирования

Перед моделированием необходимо задать основные параметры анализируемых процессов. Для этого в окне модели из меню выбирается Simulation -> Configuration Parameters. Появится окно с основными настройками:

Рис. 3.9 Окно настроек моделирования

В разделе Solver (решатель) имеется несколько групп параметров. Основные из них:

• Simulation time – интервал моделирования указывается в виде начального (Start time обычно нулевое) и конечного (Stop time) значений времени;

• Solver options – параметры решателя, определяемые методом интегрирования (Type) c переменным (Variable-step) или с фиксированным (Fixed-step) шагом; первый применяется для анализа аналоговых систем, второй – для цифровых;

Важный момент при установке параметров решателя – это выбор методов интегрирования при решении дифференциальных уравнений: ode45, ode23, ode113, ode23s, ode23t, ode23tb, которые отличаются друг от друга скоростью расчёта и погрешностью получаемого решения. После списка Type приводится область, содержание которой зависит от выбора Fixed-step или Variable-step. Последний метод позволяет установить следующие параметры:

• Max step size – максимальный шаг интегрирования. По умолчанию этот параметр выбирается автоматически и составляет 0,02 от величины времени моделирования. Часто этот шаг оказывается больше, чем требуется, и тогда построенные временные диаграммы рисуются ломанными линиями и в значительной степени отличаются от ожидаемых кривых.

• Min step size – минимальный шаг интегрирования

• Initial step size – начальная величина шага интегрирования

Погрешности вычислений при моделировании непрерывных систем по умолчанию задаются равными – относительная (Relative tolerance) 10^-3 и абсолютная (Absolute tolerance) auto или устанавливаются в требуемых пределах.

Для установки параметров моделирования необходимо знать частоту или период Т получаемого сигнала. Если этот сигнал сложный, то следует иметь те же параметры для его высокочастотной и низкочастотной составляющих. Шаг моделирования выбирается из простого требования – минимальный период сигнала должен на порядок или более превышать максимальный шаг моделирования Δt.[5]

3.3 Моделирование шим

Рассмотрим создание модели широтно-импульсного модулятора.

3.3.1 Сборка модели

Нам понадобятся блоки Repeating Sequence, Sine Wave, Sum, Relay, Mux, Scope. Найдём их в библиотеке и перетащим из библиотеки на новую модель. Соединим линиями связи, как на рисунке 3.10:

Рис. 3.10 Модель широтно-импульсного модулятора в Simulink

3.3.2 Задание параметров моделирования

Теперь настроим параметры и блоков и решателя.

Для блоков Repating Sequence укажем вид симметричного пилообразного сигнала (двусторонняя ШИМ)

• Time values для верхнего по схеме: [0 0.00025 0.0005]

• Time values для нижнего по схеме: [0 0.001 0.002 ]

• Output values [-1.4 1.4 -1.4]

Для Sine Wave укажем:

• Amplitude 1.3

• Frequency 314 рад/с

• Phase 0

Для блока Sum в поле List of sign укажем «+-», что означает сложение и вычитание на соответствующих входах.

Для блока Scope настроим 4 входа (в поле Number of axes). На первый и третий входы подаются совмещённые входные сигналы, на второй и четвёртый – результирующие выходные сигналы.

В настройках решателя достаточно указать:

• Type: Variable-step

• Max step size 0.00001

• Stop time: 0.11

Все остальные параметры оставим заданными по умолчанию.