Барышев И.В., Мазуренко А.В. Моделирование систем радиоуправления в среде MATLAB (2002) (1151986), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Панель инструментов командного окна системыMATLAB:1 – создание нового М-файла; 2 – открытие существующего М-файла;3 - 5 – стандартные операции редактирования (вырезать, копировать,вставить); 6 – отмена предыдущего действия (команды); 7 – WorkspaceBrowser – просмотр содержимого рабочей области памяти MATLABa; 8 –Path Browser – вывод на экран диалогового окна настройки путей доступа к файлам и директориям; 9 – New Simulink Model – запуск ИПSimulink; 10 – вызов справки по функциям MATLABaПодробное описание команд системы MATLAB 5.x, а также её возможностей приведено в [1,2].2.
Запустить ИП Simulink. Для этого можно воспользоваться двумяпутями:a) ввести с помощью клавиатуры, в командном окне системы (после значка приглашения “»”) следующий текст:» simulinkи нажать клавишу «Enter»;b) «щелкнуть» левой клавишей «мыши» на пиктограмме NewSimulink Model, находящейся на панели инструментов командного окна (рис.2.2, поз.9).После запуска ИП Simulink на дисплее компьютера появляется окно просмотра библиотек – Simulink Library Browser (рис.2.3), состоящее из трёх частей: меню пользователя (1), области разделов библиотеки ИП Simulink (2) и области комментария (3).123Рис.2.3.
Окно просмотра библиотек ИПSimulink (Simulink Library Browser)8Библиотека ИП Simulink содержит следующие основные разделы:• Simulink – основные блоки ИП Simulink;• Control System Toolbox – моделирование систем управления;• DSP Blockset – цифровая обработка сигналов;• Fixed-Point Blockset – моделирование систем с фиксированнойразрядностью;• Power System Blockset – моделирование энергетических систем;• и другие.Меню пользователя окна просмотра библиотек ИП Simulink представлено рис.2.4.Для открытия раздела библиотек1 2 3 45нужно «щелкнуть» ЛКМ на значкелибо дважды «щелкнуть» на самомРис.2.4.
Меню пользоваразделе.теляокнаРазделы библиотеки содержатSimulink Libraryподразделы, а те, в свою очередь, Browser:блоки – основную структурную едини1 – создать новую модель;цу моделей. При выборе какого-либо2 – открыть существуюиз блоков в области комментариящую модель; 3 – располо(рис.2.3, поз.3) появляется краткоежить окно поверх всех отописание блока.крытых окон; 4 – найтиОписание основных блоков ИПблок в библиотеке; 5 –Simulink приведено в [3].3. Используя меню пользователя окна Simulink Library Browser,открыть окно новой модели (рис.2.5). Окно новой модели по умолчанию имеет имя untitled (безымянное), которое может быть измененопри записи файла модели на диск.Рис.2.5.
Окно новой модели9Окно содержит панель меню пользователя, панель инструментов истроку состояния.Меню пользователя содержит четыре основных раздела:• File (команды работы с файлами и опции настройки печати);• Edit (команды редактирования модели);• Simulation (команды управления моделированием);• Format (команды изменения оформления модели и её отображения в окне).Более подробно состав меню пользователя и назначение всех команд описаны в [3].Общий вид и назначение элементов панели инструментов иллюстрирует рис.2.6.123456789101112Рис.2.6.
Панель инструментов окна модели ИПSimulink:1 – открыть новое окно модели; 2 – открыть существующуюмодель; 3 – сохранить файл модели; 4 – печатать модель;5 - 9 – стандартные операции редактирования (вырезать, копировать, вставить, отменить, вернуть); 10 – запуск/приостановка процесса моделирования; 11 – остановкапроцесса моделирования; 12 – вызов окна Simulink LibraryBrowserВ строке состояния отражаются: информация о текущем состояниимодели, индикация степени завершенности сеанса моделирования,текущее значение модельного времени, используемый алгоритм расчета состояний модели.4. Создать новую модель.
Для этого открыть требуемый разделбиблиотеки, выбрать необходимый блок, нажать ЛКМ и, не отпускаяеё, перетащить выбранный блок в окно модели.Аналогичным образом перетащить все, необходимые для создания модели блоки.Соединить входы и выходы блоков в соответствии с их назначением и логикой работы модели.Для соединения блоков на их изображениях имеются значки входных и выходных портов (рис.2.7).10Входныепорты блокаВыходнойпорт блокаMultiportSwitchРис.2.7.
Входные и выходные порты блокаMultiport SwitchЧтобы соединить два блока, нужно установить курсор на выходнойпорт одного блока (курсор примет форму крестика), нажать ЛКМ и, неотпуская её, протянуть линию до входного порта другого блока. Отпустить ЛКМ.
При соединении блоков значки портов исчезнут.Чтобы подсоединить связь к уже существующей линии, нужно: установить курсор на линию, нажать правую клавишу «мыши» (ПКМ),протянуть линию к нужному входному порту, и отпустить ПКМ.После соединения блоков необходимо установить их параметры.Для этого «двойным щелчком» ЛКМ на изображении блока открытьокно установки параметров блока и установить необходимые параметры. На рис.2.8 приведен пример окна установки параметров блока.Рис.2.8.Окно установки параметровблока Signal GeneratorОно состоит из области описания блока, одной или несколькихстрок установки параметров блока и управляющих кнопок: Ok (применить установленные параметры и закрыть окно установки), Cancel(отменить), Help (вызвать файл справки), Apply (применить установленные параметры).11Перед запуском модели на выполнение нужно сохранить файлсозданной модели.
Для сохранения файла можно воспользоватьсяпанелью инструментов (см. рис.2.6, поз.3), либо командой сохраненияфайла из раздела File. В появившемся диалоговом окне ввести имяфайла, и файл модели будет сохранен в текущей директорииMATLABa (по умолчанию – директория Work).5. Установить параметры моделирования. Для этого в разделеSimulation меню пользователя выбрать команду Parameters, котораяоткроет окно настроек параметров моделирования (рис.2.9).Рис.2.9. Окно установки параметровмоделированияОкно содержит три вкладки:• Solver (установка параметров расчета модели);• Workspace I/O (установка параметров обмена данными с рабочей областью MATLABa);• Diagnostics (выбор уровня диагностики).На вкладке Solver нужно произвести следующие установки:9 Simulation time (интервал моделирования) задается посредством указания начального (Start time) и конечного (Stop time)значений модельного времени;9 Solver options – выбор метода расчета модели.
С помощью меню Type задается способ изменения модельного времени(Variable-step – моделирование с переменным шагом, Fixedstep – моделирование с постоянным шагом) и метод решенияобыкновенных дифференциальных уравнений, которыми опи-12сываются блоки модели. Как правило, Variable-step используется для моделирования непрерывных систем, а Fixed-step – дискретных. При моделировании первых возможно задание максимальной величины шага моделирования (Max step size) и начального значения шага моделирования (Initial step size), атакже относительной (Relative tolerance) и абсолютной(Absolute tolerance) точности вычислений.
При моделированиидискретных систем задается величина фиксированного шагамоделирования (Fixed step size).После установки соответствующих параметров моделированиянужно применить их нажатием кнопки Apply или Ok.6. Запустить процесс моделирования, воспользовавшись панелью инструментов окна модели (рис.2.6, поз.10) или командой Startраздела Simulation.2.2. Пример создания моделиРассмотрим пример создания модели широтно-импульсного модулятора (ШИМ).Для создания модели запустим систему MATLAB, ИП Simulink и откроем окно новой модели. В окне Simulink Library Browser двойным«щелчком» ЛКМ откроем библиотеку Simulink, а в ней раздел –Sources (Источники). В этом разделе найдем блоки: Repeating Sequence, Sine Wave и перетащим их в окно новой модели. Аналогичнопоступим с блоками: Sum, Sign (раздел Math (Математическиефункции)), Mux (раздел Signals & Systems (Сигналы и системы)),Scope (раздел Sinks (Получатели)). Соединим блоки, как показанона рис.2.10.Рис.2.10.
Модель широтно-импульсного модулятора13Далее нужно настроить каждый из блоков модели. Для этого необходимо открыть окно настройки параметров каждого из блоков двойным «щелчком» ЛКМ на изображении блока и ввести нужные значенияпараметров.Рассмотрим особенности настройки блоков, входящих в нашу модель.Блок Repeating Sequence. Генерирует пилообразное колебание сзаданными параметрами.
Блок имеет 2 параметра настройки(рис.2.11):• Time values (временные значения) – числовой массив, состоящий из двух значений: первое – начальное время генерации, авторое – период генерации.• Output values (входные значения) – числовой массив, состоящий из двух значений: – первое – значение на выходе блока вначальный момент времени, а второе – в конце периода генерации.Рис.2.11.
Окно настроек блока RepeatingSequenceУстановим следующие значения параметров блока:Time values = [ 0 0.5 ];Output values = [ 1 -1 ].После ввода новых значений соответствующих параметров следует применить их нажатием управляющих кнопок Ok или Apply.Блок Sine Wave. Генерирует гармоническое колебание с заданными параметрами. В нашей модели он моделирует напряжение команды, подаваемое на вход ШИМ. Блок имеет 4 параметра настройки:• Amplitude (амплитуда) – амплитуда синусоиды;• Frequency (rad/sec) (частота (рад/сек)) – частота синусоиды;• Phase (rad) (фаза (рад)) – начальная фаза колебания;• Sample time (модельное время) – служебный параметр.14Установим следующие значения параметров блока:Amplitude = 0.7;Frequency = 2;Phase (rad) = 0.Блок Sum.
Представляет собой блок суммирования входных сигналов. Его используют в двух режимах:1) сложения входных сигналов (в том числе с разными знаками);2) суммирования элементов вектора, поступающего на вход.Блок имеет один параметр настройки – List of sings (список знаков), значения которого могут задаваться одним из трёх способов:• в виде последовательности знаков «+» и «-»; при этом числознаков определяет число входов, а сам знак – полярность входного сигнала;• в виде целой положительной константы (больше 1); ее значениеравно числу входов блока, а все входы считаются положительными;• в виде символа «1», который указывает на использование блокаво втором режиме.Установим значение параметра List of sings в виде «списка знаков»: «+ -».Блок Sign.
Реализует функцию определения знака входного сигнала. На выходе блока появляется значение, равное «1», если значениевходного сигнала больше нуля, «-1» – если меньше, и «0» – если сигнал на входе равен нулю.Блок Mux. Выполняет объединение входных величин в один линейный вектор. Размерность результирующего вектора равна суммарному количеству элементов, поступающих на входные порты блока.Блок имеет один параметр настройки – Number of inputs (число входов). Установим значение параметра Number of inputs = 2.Блок Scope.
Позволяет в процессе моделирования наблюдать динамику изменения сигналов в системе. Создаваемое с его помощью«смотровое окно» напоминает экран измерительного прибора. Открыть окно блока можно только после того, как блок помещен в окномодели (дважды «щелкнув» на изображении блока ЛКМ). Размер ипропорции окна можно менять произвольно, используя курсор «мыши».По оси ординат шкалы измерений откладываются значения наблюдаемой величины, по оси абсцисс – значения модельного времени.В случае векторного входного сигнала для каждого элемента вектора в окне строится отдельная кривая. Выводимые кривые различаются цветом, который устанавливается автоматически.15Для управления параметрами окна блока в нем имеется панельменю (рис.2.12).1234567Рис.2.12.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
