INTRODUCERE

În ultimii ani au fost create pachete de simulare sisteme dinamice Vissim,Scilab, Simulink, care permit așa-numita programare vizuală (simulare) atunci când se creează diagrame bloc (modele) ale sistemelor de control cu ​​feedback. Aceste pachete conțin un set (bibliotecă) de blocuri, care sunt modele de elemente ale diagramei bloc a sistemului de control. Folosind aceste seturi de blocuri, utilizatorul se deplasează cu mouse-ul blocurile potriviteîn zona de lucru a ferestrei modelului pachetului și conectează intrările și ieșirile blocurilor cu linii de comunicație. Aceasta creează o diagramă bloc a sistemului de control.

Specialiștii în management pentru analiza și sinteza sistemelor au folosit mult timp și cu succes pe scară largă în practica lor diagramă bloc, care este afisaj grafic ecuații care descriu procesele care au loc în acest sistem. Diagrama bloc este convenabilă pentru ingineri, deoarece reflectă într-o oarecare măsură diagrama functionala sistem de control. Cu toate acestea, diagrama bloc în sine nu oferă un răspuns la multe întrebări care apar în procesul de proiectare, fiind mijloace auxiliare pentru a determina caracteristicile și proprietățile sistemului de control.

Crearea pachetelor menționate pentru modelarea sistemelor dinamice face posibilă „reanimarea” diagramei bloc. Faptul este că diagrama bloc a sistemului, construită în fereastra modelului unui anumit pachet, este în esență o copie a diagramei bloc a sistemului de control. Diferența dintre diagramele bloc (modele) și diagramele bloc este că conține blocuri suplimentare, care permit generarea de semnale aplicate la intrarea sistemului și înregistrarea semnalelor de ieșire, determinând astfel răspunsul sistemului la influențele externe, adică. vizualizarea rezultatelor simulării. Este suficient să selectați parametrii blocurilor, să clarificați problema de cercetare și să rulați modelul pentru a realiza procesul de modelare sau simulare dinamică. Trebuie subliniat în special faptul că atunci când construiește diagrame bloc ale sistemului, utilizatorul practic nu se ocupă de programarea convențională, adică. nu constituie instrucțiuni (coduri). Astfel, ca instrument software, aceste pachete reprezintă un limbaj de programare orientat vizual, programul fiind generat automat după rulare.

Acest manual oferă informații de bază (inițiale) despre pachetul pentru modelarea sistemelor dinamice Simulink, care este integrat cu popularul pachet de matematică MATLAB. În prezent, aceste pachete sunt unul dintre cele mai puternice instrumente pentru studierea sistemelor de control de diferite tipuri. Prin urmare, nu este o coincidență faptul că manualele și monografiile publicate despre teoria sistemelor de feedback se concentrează pe aceste produse software. Cu toate acestea, nu ar trebui să subestimați meritele altor pachete de modelare a sistemelor dinamice, în special pachetul Vissim, care, conform autorului acestui manual, rezolvă mult mai ușor problemele modelării sistemelor de control simple și, cel mai important, ocupă foarte puțin spațiu pe hard disk.

Materialul manualului din structura sa este aproape același cu instrucțiunile privind schemele bloc ale sistemelor de control care utilizează pachetul Vissim. În plus, pentru a ilustra principiile modelării vizuale, practic se folosesc aceleași exemple ca în . În același timp, autorul a fost ghidat de un dublu obiectiv: în primul rând, reducerea timpului de scriere a acestui manual și, în al doilea rând, oferirea cititorului posibilitatea de a compara avantajele și dezavantajele pachetelor. Vissimși Simulink.

La scrierea manualului, sa presupus că cititorul este familiarizat cu elementele de bază ale teoriei controlului și operațiunilor de bază ale shell-ului. Windows cum ar fi, de exemplu, indicarea cu cursorul, clicul cu mouse-ul, mutarea (deplasarea) mouse-ului etc.

1. 1. PORNIREA PROGRAMULUI

Pentru a începe Simulink :

a) alerga primul MATLAB. În versiune MATLABR12 apare mediu de lucru(fereastră MATLAB), care, împreună cu alte elemente, conține o fereastră de comandă comandaFereastră(fig.1);

b) faceți unul dintre cele două lucruri:

Pe bara de instrumente a ferestrei MATLAB clic;

Tastați în fereastra de comandă comandaFereastră după simbolul >> (două paranteze rupte) gata MATLAB să lucreze în echipă simulinkși apăsați tasta introduce.

Fereastra bibliotecii de blocuri apare cu titlul SimulinkBibliotecăBrowser, pe care în stânga după ce faceți clic peste nod Simulink sunt afișate folosind pictograme (pictograme) din categoria de blocuri incluse în această bibliotecă, cu alte cuvinte, secțiuni ale bibliotecii Simulink, iar in dreapta - pictograme ale categoriilor mentionate cu numele acestora ( orez. 2 ) .

1. 2. CREAREA DIAGRAMELOR DE FLUX

In pachet Simulink construiți un model de sistem sub forma unei diagrame bloc, selectând blocuri dintr-o fereastră SimulinkBibliotecăBrowsere, transferându-le în zona de lucru a ferestrei modelului și apoi legându-le între ele folosind mouse-ul. Odată ce legați blocuri de alte blocuri, le puteți muta în jurul ecranului rotind cu 90° și 180° și le puteți plasa într-un bloc compus (subsistem) fără a rupe sau a pierde legăturile existente. Editor convenabil de diagrame de flux bazat pe utilizarea caracteristicilor GUI utilizator, face modelele dvs. ușor de înțeles și salvat.

Următoarele proceduri sunt prezentate în in termeni generali construirea diagramelor de flux și pașii de pregătire pentru a rula modele dinamice și a observa cu afișarea rezultatelor simularii dinamice.

Puteți utiliza informațiile din aceste instrucțiuni împreună cu exemplele de diagrame incluse în casetă. MATLAB Demo Fereastră, pe care îl deschideți făcând dublu clic pe buton demonstrațiiîn fereastra bibliotecii Bibliotecă: simulink3 ( orez. 3 ) . Ultima fereastră poate fi apelată introducând comanda în fereastra de comandă simulink3 și apoi apăsând tasta introduce.

2.1. Crearea unei noi diagrame de flux

Puteți crea o nouă diagramă de flux oricând în timp ce lucrați Simulink.

2.1.1. Pentru a crea o nouă diagramă:

faceți unul dintre cele două lucruri:

Din bara de instrumente a ferestrei bibliotecii de blocuri Simulink BibliotecăBrowser faceți clic pe butonul;

Din meniu fişier blocați ferestrele bibliotecii SimulinkBibliotecăBrowser selectați submeniul Nou(nou) și apoi comanda Model(diagramă bloc). Sub titlu apare o fereastră de model goală fără titlu(fără titlu) (Fig. 4) Această fereastră conține o bară de meniu, o bară de instrumente, o bară de stare și o zonă de lucru (câmp) pentru crearea diagramelor de flux. Bara de meniu include o listă a celor șase meniuri principale ale ferestrei modelului, prezentate Simulink:

• fişier(comenzi pentru lucrul cu fișiere cu extensia . mdl) ;
• Editați | ×(comenzi pentru editarea diagramelor de flux);
• vedere(comenzi pentru schimbarea vizualizării ferestrei: afișare/ascunde bara de instrumente și bara de stare);

• simulare(comenzi pentru gestionarea modelării dinamice (simulare));
• Format(schimbați comenzile aspect blocuri ale diagramei și diagrama bloc în ansamblu);
• Instrumente(comandă pentru a deschide interfața grafică cu utilizatorul SimulinkLTIVizualizator pentru a vizualiza rezultatele analizei și sintezei sistemelor, în special pentru liniarizarea și construirea caracteristicilor de timp și frecvență);
• Ajutor(comenzi pentru deschiderea directorului Simulink cu sectiuni SimulinkAjutor, bloc(descrierea blocurilor), Comenzi rapide(utilizarea mouse-ului și a tastaturii), demonstrații(demonstrație de exemple) și altele).

Bara de instrumente (Figura 5) oferă acces ușor la comenzile utilizate frecvent. Primele șapte pictograme din bara de instrumente conțin

general acceptat pentru Windows- aplicații în echipă, așa că nu le vom lua în considerare aici. Menționăm doar că folosind a doua pictogramă puteți deschide fereastra deschis, conținând o listă a celor salvate în folder muncă diagrame bloc create anterior și apoi apelați diagrama bloc la alegere din această listă în fereastra modelului. Pictogramele rămase joacă următorul rol:

8 și 9 corespund comenzilor de anulare ( Anula) /restabilire ( a reface) comanda de editare anterioară;

10 oferă acces la fereastra bibliotecii SimulinkBibliotecăBrowser;

11 deschide fereastra ModelBrowser(vizualizarea diagramelor), care conțin în acest caz numele diagramei care se creează fără titlu;

12 oferă acces la sistemele părinte;

13 afișează fereastra editor/depanator Simulinkdepanator: fără titlu;

14 și 15 vă permit să începeți diagrama bloc (comandă start) și finalizați simularea (comandă Stop). Rețineți că după rularea modelului pe imaginea butonului start apare simbolul II și acest buton corespunde deja comenzii Pauză(simulare pauză).

Când îndreptați cursorul spre una sau alta pictogramă din bara de instrumente, apare o fereastră (așa-numitul tooltip) cu numele comenzii care se execută folosind butonul cu imaginea acestei pictograme.

Bara de stare afișează informații despre pregătirea diagramei bloc pentru începerea simulării dinamice ( Gata) sau despre execuția sa curentă ( Alergare). LA ultimul caz oferă informații despre valoarea curentă a timpului de simulare. În plus, bara de stare indică tipul de algoritm de integrare numerică utilizat (în mod implicit odă45 ).

Să specificăm încă o modalitate de a deschide fereastra modelului:

a) tastați în fereastra de comandă comandaWindows comanda simulink3 și apăsați introduce. Apare fereastra bibliotecii blocuri Bibliotecă: simulink3 (Fig. 3);

b) selectați din meniu fişier acest submeniu fereastră Nou si apoi comanda Model.

2.1.2.Pentru a schimba numele ferestrei modelului:

a) alege din meniu eșuează această comandă de fereastră Salvațila fel deși introduceți în câmpul de text Nume de fișier caseta de dialog cu același nume care apare, numele sistemului pe care l-ați ales, de exemplu sys;

2.2. Selectarea și plasarea blocurilor

Biblioteca de blocuri Simulink are peste 100 de blocuri liniare, neliniare, logice și alte tipuri de blocuri. O listă a principalelor blocuri utilizate pentru a construi diagramele bloc ale sistemelor de control este dată în Anexă. Categoriile de blocuri, așa cum sa menționat deja, sunt prezentate în biblioteca de blocuri SimulinkBibliotecăBrowser(Fig. 2.) sub formă de pictograme speciale cu nume de categorii lângă ele. Când faceți dublu clic pe pictograma unei categorii din panoul din dreapta al ferestrei bibliotecii, apare o paletă (set) care include toate blocurile din acea categorie. Fiecare bloc din paletă este reprezentat, de regulă, sub forma unui dreptunghi cu un model caracteristic sau un semn matematic (funcție matematică) plasat în interiorul acestuia. În plus, lângă imaginea dreptunghiului este numele blocului.

Plasarea blocurilor în fereastra modelului necesită ca două Simulink Library Browser și ferestre fără titlu să fie deschise pe ecranul de afișare, situate una lângă alta (Fig. 6.).

2.2.1. Pentru a plasa un bloc (mai precis, copia acestuia) în fereastra modelului:

a) dacă pictogramele tuturor categoriilor sunt extinse, atunci indicați cursorul către categoria de blocuri folosind panoul din stânga ferestrei SimulinkBibliotecăBrowser, de exemplu pentru categorie Neliniar(elemente neliniare) și faceți clic. În panoul din dreapta acestei ferestre, în loc de un set de categorii, apare un set de blocuri incluse în această categorie. Alte două moduri alternative categorii de deschidere de blocuri:

• faceți clic pe panoul din stânga ferestrei SimulinkBibliotecăBrowser pe nod Simulink pentru a extinde pictogramele din toate categoriile;
• faceți clic pe pictograma categoriei, de exemplu Neliniar. În acest caz, în panoul din dreapta apare un set de toate blocurile incluse în această categorie;
• îndreptați cursorul mouse-ului spre pictograma blocului care vă interesează, de exemplu, îndreptați cursorul spre bloc Mortzonași faceți clic pentru a selecta
• bloc Mortzona(zonă moartă). Cu toate acestea, pe teren SimulinkBibliotecăBrowser sub bara de instrumente, apar informații de ajutor despre blocul selectat, cum ar fi blocul Mortzona.

• faceți clic în fereastra bibliotecii Bibliotecă: simulink3 la pictograma categoriei de blocuri care vă interesează, de exemplu Neliniar;
• îndreptați cursorul mouse-ului spre pictograma blocului inclus în cel afișat în fereastra care apare bibliotecă:simulink3/Neliniar paletă și faceți clic cu mouse-ul, de exemplu, îndreptați cursorul spre bloc Mortzonași faceți clic pentru a evidenția blocul Mortzona;

b) utilizați mouse-ul pentru a muta blocul pe care l-ați ales (mai precis, copia acestuia) din fereastra bibliotecii în fereastra modelului și eliberați mouse-ul în locul în care doriți să plasați blocul.

Poti folosi o varianta mai convenabila, potrivit autorului, prin copierea blocului care te intereseaza, si anume folosind fereastra Bibliotecă: simulink3.

2.2.2. Pentru a plasa un bloc în fereastra modelului folosind fereastra Bibliotecă: simulink3:

a) faceți clic dreapta pe fereastră SimulinkBibliotecăBrowser

la nodul sau nodul corespunzător numelui Simulink;

b) selectați o echipă deschiscel ‘ Simulink’ Bibliotecă(bibliotecă deschisă). Se deschide fereastra bibliotecii Bibliotecă: simulink3 cu o imagine a categoriilor de blocuri prezentate în Simulink;

c) faceți dublu clic pe categorie (mai precis, pictograma categoriei bloc), de exemplu pe categorie Surse(generatoare de semnal). Apare o fereastră Bibliotecă: simulink3 /Surse, care conține pictogramele tuturor blocurilor incluse în categorie Surse;

d) mutați blocul care vă interesează, de exemplu Etapa(sări), pe fereastră Bibliotecă: simulink3/ Surseîn fereastra modelului.

2.3. Blocuri de legătură

Simulink folosește legături flexibile pentru a conecta blocuri împreună pentru a crea diagrame bloc ale sistemului de control. Legăturile flexibile sunt reprezentate de linii întrerupte, formate din segmente orizontale și verticale de linii drepte. Simulink De asemenea, vă permite să desenați segmente înclinate de linii drepte. Atașați legături flexibile la blocuri folosind bucle de legături (porturi) în formă de suport rupt >. Dacă paranteza poligonală indică un bloc, atunci simbolizează bucla de intrare (portul de intrare) a conexiunii; dacă suportul rupt are o direcție din interior spre exterior față de bloc, adică. indică direcția opusă, este simbolul pentru bucla de ieșire (portul de ieșire) a blocului. Dacă ați atașat odată un link flexibil la un bloc, Simulinkîși amintește și salvează această conexiune, chiar dacă mutați blocurile conectate prin această conexiune în afara ferestrei modelului. Prin blocuri de legătură Simulink asigură semnalizarea între blocuri în procesul de simulare dinamică.

cometariu. Două tipuri de comunicare există în Simulink: scalare și vectoriale. Dacă doriți, relațiile vectoriale pot fi afișate cu linii mai groase decât cele scalare.

2.3.1. Pentru a lega blocuri între ele:

a) îndreptați cursorul spre bucla de ieșire a blocului conectat (cursorul se transformă într-o cruce) și apăsați butonul mouse-ului;

b) fără a elibera butonul mouse-ului, mutați cursorul pe bucla de conectare de intrare (portul de intrare) a blocului cu care doriți să conectați blocul menționat la paragraful 2.3.1, a. în care Simulink desenează o linie de comunicare întreruptă, iar cursorul devine o cruce dublă când această linie se apropie de bucla de comunicare de intrare (până la portul de intrare);

c) eliberați butonul mouse-ului. Simulinkînlocuiește linia întreruptă cu o linie continuă care se termină cu o săgeată situată la intrarea blocului la care ajunge semnalul transmis și elimină caracterele (paranteze întrerupte) la ieșirea primului și la intrarea celui de-al doilea dintre blocurile conectate. .

2.3.2. Pentru a șterge (șterge) o legătură introdusă eronat între blocuri:

a) dacă este necesară deconectarea (ștergerea) liniei de comunicație din bucla de intrare a blocului corespunzător, atunci:

Faceți clic pe linkul pe care doriți să îl ștergeți pentru a-l selecta. În același timp, marcatori sub formă de pătrate negre apar lângă capetele liniei de conectare selectate dacă această linie este dreaptă, iar aceleași pătrate negre apar la pauze (puncte de colț) dacă această linie este întreruptă;

b) faceți unul dintre cele trei lucruri:

Alege o echipă clar din meniu Editați | × fereastra model;

Faceți clic pe pictograma foarfece ( A tăia);

Faceți clic pe linia selectată cu butonul drept al mouse-ului pentru a obține un meniu care conține comenzi A tăia, Copie, clar, Semnal Proprietăți… și selectați o comandă A tăia sau clar pentru a șterge legătura.

În diagramele bloc ale sistemelor de control, pentru a furniza același semnal la intrările mai multor legături, se folosește un element precum un punct de ramificare a semnalului. Un punct de ramificare similar este utilizat în Simulink pentru a conecta ieșirea unui bloc la intrările mai multor blocuri.

2.3.3. Pentru a împărți un semnal:

a) conectați ieșirea blocului pe care l-ați ales cu intrarea unuia dintre blocurile receptor de semnal cu o linie de comunicație. Vom numi această linie linia de bază;

b) îndreptați cursorul spre punctul situat pe linia de bază, pe care doriți să-l vedeți ca punct de ramificare;

c) apăsați tasta ctrl;

d) apăsați butonul mouse-ului, cursorul va lua forma unei cruci;

e) în timp ce țin apăsate tastele ctrlși mouse-ul, mutați cursorul de la punctul de ramificare a semnalului ales la bucla de intrare (portul de intrare) al celui de-al doilea bloc receptor de semnal. Cursorul va lua forma unei cruci duble;

e) eliberați butonul mouse-ului și ctrl. Simulink va conecta punctul de ramificare a semnalului la portul de intrare al celui de-al doilea bloc receptor de semnal.

O altă modalitate convenabilă de a ramifica semnalele este următoarea:

a) conectați blocul, al cărui semnal de ieșire urmează să fie ramificat, cu unul dintre blocurile la care doriți să aplicați acest semnal printr-o linie de comunicație. Vom considera această linie drept linie de bază;

b) indicați cursorul spre bucla de comunicare de intrare (portul de intrare) a blocului receptor de semnal care nu a fost încă conectat și faceți clic pe butonul mouse-ului. Cursorul va lua forma unei cruci, iar bucla de legătură va lua forma unei săgeți negre;

c) mutați cursorul, în timp ce desenați viitoarea linie de conexiune, într-un punct situat pe linia de bază, i.e. viitorul punct de scindare al semnalului. Cursorul va lua forma unei cruci duble;

d) eliberați butonul mouse-ului. Un punct de împărțire apare pe linia de bază.

2.4. Modificarea configurației liniilor de comunicație

Construcția diagramelor bloc ale sistemelor de control multiloop necesită un număr mare de linii de comunicație întrerupte cu două sau mai multe îndoituri (puncte de colț). În acest caz, există cazuri în care configurația liniilor de comunicație trasate Simulink, s-ar putea să nu vă convină din punct de vedere al clarității diagramei bloc, în special, din cauza intersecției liniilor de comunicație cu alte elemente care formează această diagramă bloc. Să ne uităm la mai multe moduri în care puteți edita link-urile oferite de Simulink.

2.4.1. Pentru a muta un segment de linie care face parte dintr-un desen Simulink linii de comunicare:

a) îndreptați cursorul către segmentul de linie pe care doriți să îl mutați paralel cu el însuși;

b) apăsați butonul stâng al mouse-ului. Cursorul ia forma unei cruci cu săgeți la capetele liniilor care îl formează;

c) mutați cursorul fără a elibera butonul mouse-ului în punctul dorit al ferestrei modelului;

d) eliberați butonul mouse-ului. Segmentul de linie editabil trece prin punctul dorit.

2.4.2. Pentru a modifica lungimea segmentelor de linie care formează o polilinie:

a) îndreptați cursorul către polilinia legăturii, a cărei formă doriți să o modificați și faceți clic cu mouse-ul. În acest caz, selecția liniei de comunicație are loc, după cum reiese din pătratele negre, așa-numitele „mânere”, apărând în colțurile acesteia (îndoiri);

b) îndreptați cursorul către punctul de colț care vă interesează, de fapt, către pătratul negru corespunzător acestui punct. Cursorul va lua forma unui cerc alb care conține un pătrat negru;

c) apăsați butonul stâng al mouse-ului și, fără a-l elibera, mutați cursorul în direcția dorită (orizontală sau verticală), cu alte cuvinte, trageți segmentul de linie de „mâner”;

d) eliberați butonul mouse-ului.

Metodele considerate de editare a liniilor de comunicare se bazează pe cele deja formate Simulink configurarea acestor linii. in orice caz Simulink vă oferă posibilitatea de a determina în mod independent tipul unei linii de comunicație întrerupte, desenând-o secvențial de la un punct de colț selectat de dvs. la altul, pornind de la bucla de comunicare de ieșire a unității de transmitere a semnalului și terminând la intrarea unității de recepție a semnalului.

2.4.3. Pentru a selecta configurația de legătură dorită:

a) îndreptați cursorul către bucla de comunicare de ieșire (portul de ieșire) a unității transmițătoare, adică bloc pe care doriți să îl conectați la un alt bloc. Cursorul ia forma unei cruci;

b) mutați cursorul în punctul ales al zonei de lucru a ferestrei modelului, care nu este ocupat de elemente, în timp ce tăiați primul segment al liniei directe de comunicare dorite. LA punct specificat(la sfârșitul acestui segment) apare o buclă de conexiune sub forma unui suport rupt (săgeată);

c) eliberați cheia. Simulink va conecta bucla de ieșire de comunicație (portul de ieșire) a unității de transmitere a semnalului la punctul ales de dvs., care joacă rolul primului punct de colț (îndoire). Cursorul păstrează forma unei cruci;

d) apăsați butonul mouse-ului și mutați cursorul la următoarea secundă aleasă de punctul dvs. de colț al conexiunii poliliniei dorite;

e) eliberați butonul mouse-ului. Simulink conectează primul și al doilea punct de colț al viitoarei conexiuni poligonale alese de dvs.

Continuând procesul de trasare a liniei de legătură prin efectuarea de clic al mouse-ului, mutare a cursorului și operații de eliberare a butonului mouse-ului, trebuie să conectați în sfârșit ultimul punct de colț pe care l-ați selectat la bucla de legătură de intrare (portul de intrare) al blocului receptor. Dacă acțiunile dvs. au fost corecte, atunci cursorul de la intrarea acestui bloc va lua forma unei cruci duble. Eliberați butonul mouse-ului. Simulink va desena un link corespunzător configurației pe care ați ales-o.

2.5. Denumirea semnalului (etichetă)

Puteți introduce simboluri (etichete) pentru semnalele care circulă în diagrama bloc pentru a naviga mai bine în scopul lor funcțional.

2.5.1. Pentru a desemna un semnal:

a) faceți dublu clic pe linia de comunicare prin care se transmite semnalul care vă interesează, apare un cursor text (un dreptunghi cu un cursor sub forma unei linii intermitente verticale);

b) introduceți denumirea (eticheta) semnalului pe care l-ați ales;

c) faceți clic într-o zonă goală a ferestrei modelului pentru a ieși din modul de desemnare a semnalului.

2.6. Selectarea blocurilor

Majoritatea comenzilor de editare a blocurilor necesită să selectați mai întâi blocul pe care doriți să îl editați. Comenzi pentru blocuri de model Copiere (copiere), Tăiare (tăiată), Ștergere (ștergere), Creare subsistem (creați blocul principal (subsistem)) din meniul Editare și comenzile din fereastra modelului Flip Block (rotiți blocul cu 180 °), Rotire bloc (rotiți blocul cu 90° în sensul acelor de ceasornic) din meniul Format, în cele din urmă setarea și modificarea parametrilor blocului necesită selectarea blocului.

Puteți selecta blocuri în diferite moduri folosind mouse-ul și tastatura.

2.6.1.Pentru a selecta un bloc:

Faceți clic pe bloc pentru a evidenția. Pătratele negre, așa-numitele „mânere” blocului, apar în colțurile blocului selectat. În acest caz, toate obiectele selectate anterior devin neselectate. Puteți selecta un bloc într-un alt mod: apăsați tasta Shift și faceți clic pe blocul care vă interesează.

2.6.2.Pentru a selecta un grup de blocuri unul câte unul:

Apăsați tasta Shift și faceți clic pe fiecare bloc pe rând, care face parte din grupul de blocuri pe care îl selectați. În acest caz, liniile de comunicație între aceste blocuri nu sunt alocate. Dacă selectați din greșeală un bloc, faceți clic din nou pe el în timp ce țineți apăsată tasta Shift. Acest bloc va deveni neselectat.

2.6.3 Pentru a selecta simultan un grup de blocuri (selectați folosind un cadru) și liniile de comunicație care le conectează:

a) indicați cu cursorul colțul din stânga sus al zonei ferestrei model, în care se află blocurile incluse în acest grup:

b) fixați cursorul în acest colț apăsând butonul mouse-ului. Cursorul ia forma unei cruci;

c) mutați cursorul spre dreapta în jos până când dreptunghiul punctat (cadru) acoperă toate blocurile pe care doriți să le selectați. În acest caz, cursorul sub formă de cruce apare în colțul din dreapta jos al acestui dreptunghi;

d) eliberați butonul mouse-ului. Blocurile selectate apar cu pătrate negre în colțuri, iar liniile care le conectează cu marcatori sub formă de pătrate negre. Astfel, există o selecție de grupuri de blocuri și linii de comunicație care leagă aceste blocuri.

2.6.4. Pentru a selecta toate elementele din fereastra modelului:

Selectați comanda Selectați tot din meniul Editare al ferestrei Model.

2.6.5. Pentru a anula comanda de selecție a blocurilor:

Faceți clic în afara zonei care conține blocurile selectate.

2.7. Mutarea și copierea blocurilor

Simulink vă permite să mutați și să copiați blocuri (un grup de blocuri) într-o fereastră de model, precum și din fereastra model a unei diagrame bloc în fereastra model a altei diagrame bloc, de exemplu, în diagrama bloc a sistemului sub studiu.

2.7.1. Pentru a muta un bloc în fereastra modelului:

a) îndreptați cursorul spre blocul de mutat și faceți clic pe butonul mouse-ului;

b) mutați blocul în locația dorită în fereastra modelului;

c) eliberați butonul mouse-ului.

2.7.2. Pentru a muta un grup de blocuri în fereastra modelului:

a) selectați un grup de blocuri mobile;

b) indicați spre unul dintre blocurile selectate și faceți clic pe butonul mouse-ului;

c) mutați grupul de blocuri în locația dorită în fereastra modelului;

d) eliberați butonul mouse-ului.

2.7.3. Pentru a copia un singur bloc în fereastra modelului:

a) selectați blocul de copiat;

b) apăsați tasta ctrlși îndreptați cursorul spre blocul de copiat. În interiorul pictogramei bloc, un X alb apare lângă cursor;

c) mutați blocul în locul în care doriți să plasați o copie a acestuia;

d) eliberați butonul mouse-ului. Copia blocului are aceiași parametri ca și blocul original.

Simulink dă un nume fiecărui bloc copiat. Prima copie transferată din fereastra bibliotecii primește numele blocului original, cum ar fi Transfer Fcn. Dacă diagrama bloc conține deja un bloc Transfer Fcn, atunci Simulink adaugă un număr de secvență la fiecare copie ulterioară, cum ar fi Transfer Fcn1, Transfer Fcn2 și așa mai departe.

2.7.4. Pentru a copia blocuri din ferestrele bibliotecii de blocuri SimulinkBibliotecă Browsersau Bibliotecă: simulink3sau alte diagrame bloc în diagrama bloc creată (cercetată):

a) deschideți fereastra bibliotecii bloc sau diagramei bloc corespunzătoare;

b) indicați cursorul spre pictograma (imaginea) blocului copiat;

c) faceți clic pe butonul mouse-ului;

d) ținând apăsat butonul mouse-ului, mutați cursorul în locația dorită în fereastra modelului diagramei bloc care se creează (investigată);

e) eliberați mouse-ul. O astfel de copiere necesită prezența a două ferestre deschise pe ecran: fereastra bibliotecii sau altă diagramă bloc și fereastra diagramei bloc care se creează (cercetat).

2.7.5. Pentru a muta sau copia blocuri într-o altă fereastră de model folosind comanda A tăiași Copie:

a) selectați blocurile pe care doriți să le mutați sau să le copiați;

b) pentru a muta blocuri, faceți unul dintre cele două lucruri:

Din bara de instrumente a ferestrei modelului, selectați pictograma; ;

Din meniu Editați | × A tăia;

c) pentru a copia blocuri, faceți unul dintre cele două lucruri:

Din bara de instrumente, selectați pictograma;

Din meniu Editați | × comanda de selectare a ferestrei modelului Copie.

2.7.6. Pentru a transfera conținutul tamponului clipboard(blocuri apar în acest buffer după operațiunile corespunzătoare subsecțiunilor 2.7.5, b și subsecțiunilor 2.7.5, c):

a) deschide cu comanda deschis din meniu fişier o altă fereastră de model în care doriți să transferați conținutul bufferului clipboard;

b) faceți unul dintre cele două lucruri:

Din bara de instrumente a unei alte ferestre de model, selectați pictograma

Din meniu Editați | × o altă comandă de selectare a ferestrei de model pastă. Un grup de blocuri apare într-o formă evidențiată. Indicați cursorul spre unul dintre blocurile incluse în acest grup;

c) mutați-l în acea parte a zonei client a unei alte ferestre în care doriți să transferați conținutul bufferului clipboard, și faceți clic.

2.8. Setarea și modificarea parametrilor blocului

Majoritatea blocurilor incluse în bibliotecă Simulink, au parametri care pot fi setabili independent de procesul de modelare astfel încât blocurile să aibă proprietățile funcționale necesare.

2.8.1. Pentru a seta sau modifica parametrii blocului:

a) faceți unul dintre cele două lucruri:

Selectați blocul ai cărui parametri doriți să setați sau modificați și selectați comanda blocParametrii… (parametri de blocare) din meniu Editați | × fereastra model;

Faceți dublu clic pe imaginea (pictograma) blocului din ferestrele modelului sau bibliotecii. Apare dialogul de setări blocParametrii: … (proprietăți de bloc) cu un nume în loc de puncte, de exemplu Integrator, blocul luat în considerare;

b) introduceți sau selectați noi valori ale parametrilor;

c) faceți clic pe butonul O.K.

2.9. Îndepărtarea blocurilor

Când o diagramă de flux conține blocuri de care nu mai aveți nevoie, le puteți șterge. Rețineți că atunci când ștergeți blocuri, toate liniile asociate acestora dispar și din fereastra modelului, cu excepția cazului în care blocurile sunt selectate folosind tasta Schimb.

2.9.1. Pentru a elimina blocurile:

a) selectați blocurile de șters;

b) selectați din meniu Editați | × comanda clar(ștergeți) sau apăsați oricare dintre taste Șterge(elimina) sau backspace. Același rezultat se obține dacă, după selectarea blocurilor, dați clic pe pictograma foarfece din bara de instrumente.

Dacă ați selectat un bloc sau un grup de blocuri folosind Schimb, apoi după executarea clauzei 2.9.1b, toate blocurile alocate sunt șterse, iar toate liniile de comunicație care le conectează rămân neschimbate. Astfel, trebuie să utilizați comanda Schimb pentru a selecta blocuri atunci când doriți să înlocuiți blocurile eliminate cu altele, păstrând în același timp aspectul liniilor de comunicație existente.

Puteți folosi comanda Anula din meniu Editați | × fereastra modelului pentru a readuce blocul eliminat la locul său.

2.10. Rotația blocului

Simulink vă permite să rotiți blocurile cu 90 ° în sensul acelor de ceasornic și 180 ° grade pentru a asigura direcția necesară a semnalelor care trec prin ele de sus în jos, de jos în sus, de la dreapta la stânga, de exemplu, în cazul blocurilor situate în circuite de feedback.

2.10.1. Pentru a roti un bloc:

a) selectați blocul de rotit;

faceți unul dintre cele două lucruri:

Selectați comanda Flip Block din meniul Format pentru a roti blocul cu 180°;

Selectați comanda Rotate Block din meniul Format pentru a roti blocul cu 90° în sensul acelor de ceasornic;

b) faceți clic pe o zonă goală a ecranului.

2.11. Redimensionarea unui bloc

Simulink vă permite să schimbați dimensiunea blocurilor.

2.11.1. Pentru a redimensiona un bloc:

a) selectați blocul pe care doriți să îl redimensionați;

b) îndreptați cursorul spre unul dintre pătratele (mânerele) negre pe care le-ați ales, care apare în colțurile dreptunghiului reprezentând blocul. Cursorul se transformă într-o săgeată diagonală bidirecțională;

c) apăsați butonul mouse-ului și, ținând-l apăsat, mutați cursorul, cu alte cuvinte, „trageți” colțul blocului de mâner. Apare un dreptunghi punctat care arată noile dimensiuni de bloc;

d) eliberați mouse-ul. Blocul se va redimensiona singur.

2.12. Schimbați numele blocului

Toate blocurile din diagrama bloc Simulink trebuie să aibă un nume unic unic pentru ei. În mod implicit, numele blocului este sub imaginea blocului dacă semnalul trece prin acest bloc de la stânga la dreapta.

2.12.1. Pentru a schimba numele unui bloc, inclusiv numele implicit:

a) indicați cu cursorul numele blocului care vă interesează și faceți clic cu mouse-ul. În acest caz, numele blocului va fi încadrat în cadre, iar cursorul va lua forma unei linii pâlpâitoare verticale;

b) ștergeți numele blocului folosind tastatura sau faceți dublu clic pe mouse (în acest din urmă caz ​​numele blocului este afișat în imagine negativă) și apăsați tasta Șterge;

c) introduceți numele blocului pe care l-ați ales;

d) faceți clic pe o zonă goală a ecranului pentru a elimina cadrul.

2.12.2. Pentru a elibera un bloc inclus în diagrama bloc de la toate legăturile către alte blocuri:

apasa tasta Schimbși folosește mouse-ul pentru a muta blocul, eliberat de toate legăturile, în alt loc la alegerea ta.

2.13. Crearea de blocuri compozite (subsisteme)

Unul dintre principalele avantaje ale pachetului Simulink este posibilitatea includerii conectării mai multor blocuri (grupuri de blocuri) într-un singur bloc (subsistem) compus. Această operațiune simplifică construcția și editarea diagramelor de flux complexe, deoarece reduce numărul de elemente din fereastra modelului dumneavoastră. Aceasta creează o diagramă bloc ierarhică în care nivelul superior al blocurilor, cu alte cuvinte, blocurile de construcție de nivel superior (subsistemele) reflectă relația dintre principalele componente ale diagramei bloc, iar nivelurile inferioare rămase ale blocurilor descriu logica. a fiecărei componente.

Blocurile compozite încurajează o așa-numită abordare modulară pentru construirea de organigrame complexe, de ex. permit în mod autonom și paralel proiectarea și testarea subcomponentelor independente funcțional (subsisteme sau module) care le formează. Folosind metodele de copiere a unei diagrame bloc dintr-o fereastră de model în alta, discutate în Secțiunea 2.7, puteți include fiecare subcomponentă (subsistem sau modul) într-o diagramă bloc de sistem complexă pe care o proiectați.

Simulink vă oferă două moduri de a crea blocuri de construcție (subsisteme). Să luăm în considerare fiecare dintre ele separat.

2.13.1. Pentru a crea un bloc compus (subsistem) folosind comanda Creasubsistem(creați un bloc compus (subsistem)):

a) utilizați o casetă pentru a selecta blocurile și liniile care le conectează pe care doriți să le includeți în blocul compus din diagrama bloc creată (cercetată);

b) selectați o echipă Creasubsistem din meniu Editați | × fereastra modelului. Simulinkînlocuiește blocurile selectate și liniile care le conectează cu un bloc compus (subsistem). Dacă un grup de blocuri selectate are o intrare externă și o ieșire externă, imaginea blocului compozit arată așa cum se arată în Fig. 7, unde este indicată intrarea sa. În1 si iesirea lui afară1 ;

c) faceți clic cu mouse-ul.

Orez. 7

2.13.2. Pentru a crea un bloc compus prin copierea unui bloc subsistem :

a) copiați blocul Subsistem din categoria Signal & Systems în fereastra model fără titlu;

b) faceți dublu clic pe imaginea subsistemului (subsistemului) SubSystem. Simulink deschide o nouă fereastră de model goală untitled1/Subsystem;

c) într-o nouă fereastră de model goală untitled1/SubSystem creați o diagramă bloc a blocului dumneavoastră compus (subsistem);

d) conectați blocurile In la intrările externe ale blocului compus (subsistem), iar blocurile Out la ieșirea externă (pot fi transferate din categoria Signal & Systems). De exemplu, un bloc compozit (Fig. 8) include un bloc Sum (adunator), blocuri de tipul de intrare In1, In2 și un bloc de tipul de ieșire Out1, care reprezintă intrările externe și ieșirile externe ale acestui bloc compozit;

e) închideți fereastra cu diagrama bloc a noului bloc compus (subsistem), de exemplu, fereastra untitled1/SubSystem. În acest caz, pentru acest exemplu din fereastra modelului, blocul compozit ia forma prezentată în Fig. 9;

f) mutați blocul compozit (subsistemul) creat în fereastra model a sistemului care se creează (studiat) și conectați-l la blocurile deja introduse în această fereastră.

Orez. 9

2.13.3. Pentru a extinde conținutul unui bloc compus:

- îndreptați cursorul spre blocul compus și faceți dublu clic pe mouse. Apare o nouă fereastră de model care arată diagrama bloc a blocului compozit, care are, de exemplu, numele fără titlu1 / subsistem.

2.13.4. Pentru a restrânge o diagramă într-un bloc compus:

Faceți clic pe butonul stânga (dreapta) al mouse-ului în orice zonă goală a ferestrei modelului.

2.13.5. Pentru a schimba numele implicit al unei părți compuse:

Utilizați aceleași comenzi ca pentru blocurile obișnuite.

2.13.6. Pentru a modifica numele porturilor de intrare/ieșire ale unui bloc compus:

a) extinde conținutul blocului compus;

b) schimbarea denumirilor blocurilor de tip In/Out cu numele dorite ale porturilor de intrare/ieșire (bucla de comunicație) ale blocului compozit;

c) restrânge diagrama bloc a blocului compus. Numele intrărilor In1, In2 și ieșirii Out1 pentru acest exemplu sunt schimbate cu cele dorite.

2.14. Mascarea blocurilor compozite (subsisteme)

Proprietățile importante ale pachetului Simulink includ o operațiune precum mascarea, care vă permite să creați o singură casetă de dialog pentru setarea parametrilor blocurilor incluse în acesta pentru un bloc compus și, dacă este necesar, să creați un desen special în interiorul dreptunghiului care afișează blocul principal pe afișaj. Un bloc mascat diferă de un bloc compus obișnuit (nemascat) prin faptul că conținutul său nu poate fi dezvăluit direct, de exemplu. făcând dublu clic pe imaginea acestuia.

După cum puteți vedea din cele de mai sus, o casetă compusă mascata facilitează editarea diagramelor de flux decât o casetă obișnuită. Într-un bloc compus obișnuit, pentru a modifica parametrii tuturor blocurilor incluse în acesta, trebuie să deschideți diagrama bloc corespunzătoare acestuia și apoi să apelați casetele de dialog pentru setarea parametrilor tuturor blocurilor editate, să modificați parametrii acestora, apoi închideți toate ferestrele de setări și restrângeți diagrama bloc într-un bloc compus. Pentru a edita parametrii unui bloc compus, trebuie doar să apelați propria casetă de dialog pentru setarea parametrilor (așa-numita mască), să executați modificările necesare si inchide-l pe ultimul. După cum puteți vedea, editarea parametrilor unui bloc compus mascat durează mai puțin.

În plus, mascarea vă permite să:

• creați un desen în interiorul unui dreptunghi care ilustrează o cutie compusă mascata care reflectă scopul casetei compuse;
• protejați schema bloc a sistemului de modificări accidentale ale structurii și parametrilor blocului compozit prin eliminarea posibilității dezvăluirii directe a conținutului acestuia din urmă;
• oferiți o interfață mai convenabilă pentru utilizator, introducând informații despre scopul și proprietățile sale în caseta de dialog pentru setările blocurilor compuse mascate.

Vom lua în considerare tehnologia de mascare a unui bloc compozit folosind următorul exemplu. Lăsați blocul compus numit zweno să includă diagrama de flux

legătură aperiodică (Fig. 10), descrisă de funcția de transfer

și ecuația diferențială

unde simbolurile a=1/T, b=k/T vor fi numite câștig de feedforward și, respectiv, câștig de feedback. LA starea originară a=b=1.

2.14.1. Pentru a masca blocul compus, în acest caz, modelul legăturii aperiodice:

a) selectați blocul compus și selectați comanda Subsistem masca... din meniul Editare al ferestrei modelului. Apare o casetă de dialog numită Editor de măști: fără titlu/<имя подсистемы>(editor de mască), în acest caz numit zweno;

b) selectați fila Inițializare (inițializare) și introduceți, respectiv, în câmpurile de text Prompt (comentar) și Variabilă (variabilă) denumirea coeficientului de conectare directă pe Limba engleză câștig anticipat și denumirea acestuia b;

c) apăsați butonul Adaugă, acest lucru va elimina caracterele introduse în paragraful anterior din câmpurile de text Prompt și Variable, iar mesajul din câmpul de informații

câștig anticipat: editb

deplasează cu o linie în jos, iar locul primei linii este ocupat de o bară albastră goală;

d) introduceți, respectiv, în câmpurile de text Prompt (comentar) și Variable (variabilă) denumirea coeficientului de feedback în limba engleză feedback gain și denumirea acestuia a;

e) în câmpul text Mask type: introduceți numele grupului de blocuri la care vă veți referi în continuare blocul compus mascat, în acest caz introduceți Masked Block (bloc mascat). În acest caz, editorul de măști ia forma prezentată în Fig. unsprezece;

f) faceți clic pe butonul OK sau Aplicați;

g) faceți dublu clic pe blocul compus cu numele „link”. Apare caseta de dialog Block Parameters: zweno parameter setting (Fig. 12), care conține două casete de text goale cu numele feedforward gain și feedback gain, care indică crearea unui bloc compus mascat. Rețineți că această casetă de dialog pentru setări este denumită mască casetă compusă mascata.

Acum trebuie să introducem informații despre valorile necesare ale parametrilor a și b în blocul mascat creat. Fie aceste valori: a=3, b=2. Informațiile specificate în blocul compus mascat pot fi introduse în două moduri.

2.14.2. Pentru a introduce valori numerice pentru parametrii blocului compus mascat, în acest caz parametriiAșibfolosind primul mod:

a) introduceți valorile solicitate ale parametrilor blocului mascat în fereastra de comandă MATLAB și apoi utilizați comanda de salvare pentru a salva aceste valori în câmpul de lucru, în acest caz introduceți comenzile

și apăsați tasta Enter;

b) introduceți caracterele b și respectiv a în casetele de text cu numele feedforward gain și feedback gain din caseta de dialog Block Parameters: zweno settings și faceți clic pe butonul Apply, după care această casetă de dialog va arăta ca în fig. 13;

c) selectați blocul compus mascat, în acest caz blocul zweno, și selectați comanda Look under Mask din meniul Editare al ferestrei Model. Apare o fereastră cu diagrama bloc conținută în blocul compus mascat, în acest caz diagrama bloc prezentată în dreapta în Fig. zece;

d) introduceți parametrii necesari ai blocului compus mascat în blocurile acestei scheme utilizând ferestrele de setări deschise de dublu click deasupra blocului corespunzător, în acest caz, deschideți fereastra pentru setarea parametrilor blocului cu numele feedforward gain și feedback gain și

introduceți caracterele b și, respectiv, a în ele. După acești pași, diagrama bloc a blocului mascat va arăta așa cum se arată în Fig. paisprezece.

A doua modalitate de introducere a parametrilor în blocul compus mascat diferă de prima prin faptul că este necesar să introduceți în casetele de text numele feedforward gain și feedback gain din caseta de dialog de setare a parametrilor Block Parameters: zweno nu caracterele b și a, dar valorile lor necesare 2 și, respectiv, 3. Nu este nevoie să utilizați fereastra de comandă MATLAB.

Pentru a edita parametrii unui bloc compus mascat, prima modalitate pare a fi mai convenabilă, deoarece este suficient să introduceți noi valori ale parametrilor în fereastra de comandă MATLAB și să le salvați în spațiul de lucru pentru a obține un bloc compus mascat cu parametri modificați . Când utilizați a doua cale în același scop, trebuie să deschideți dialogul de setări ale parametrilor blocului blocului mascat, introduceți noile valori ale parametrilor dorite în loc de valorile anterioare în casetele de text corespunzătoare, în acest caz feedforward ferestrele de câștig și feedback și faceți clic pe butonul OK.

Dacă parametrii blocului mascat sunt introduși în primul mod, atunci informații despre valoarea numerică a acestor parametri pot fi obținute prin introducerea denumirilor (simbolurilor) parametrilor menționați în fereastra de comandă MATLAB, în acest caz, introducând b și a în succesiune.

Simulink vă permite să setați pictograma (pictograma) dorită a blocului compus mascat. Fila Pictogramă a ferestrei Editor de măști este concepută în acest scop: fără titlu/<имя подсистемы>, în acest caz numit zweno (Figura 15). Odată ce un bloc mascat a fost creat, editorul de măști poate fi invocat selectând blocul și executând comanda Edit din meniul Fișier al ferestrei Model.

2.14.3 Pentru a desena un bloc compus mascat ca dreptunghi etichetat (text) în interior:

a) introduceți în caseta de text Comanda desen (comandă pentru crearea pictogramei bloc) comanda

unde argumentul este legenda pe care doriți să o utilizați ca pictogramă bloc, în acest caz, de exemplu, introduceți comanda

disp("zweno aperiodic").

Dacă doriți ca cuvintele aperiodic și zweno să fie localizate fiecare pe propria linie, introduceți comanda (Fig. 15)

disp("aperiodic\n zweno");

b) faceți clic pe butonul OK sau Aplicați. În acest caz, blocul mascat ia forma prezentată în Fig. Au mai rămas 15.

2.14.4 Pentru a utiliza funcția de transfer bloc ca pictogramă, în acest caz, funcția de transfer 2/(p+3 ):

a) introduceți în caseta de text Comanda de desenare (Fig. 16)

dpoly(,,"p").

Aici p definește notația dorită pentru variabila complexă;

b) faceți clic pe butonul OK sau Aplicați. În acest caz, blocul mascat ia forma prezentată în Fig. 16 au rămas.

În interiorul dreptunghiului reprezentând blocul mascat pentru legătura dinamică a sistemului de control, este adesea plasat un grafic simplificat al răspunsului tranzitoriu al acestei legături. În acest scop, puteți utiliza comanda plot(x, y), care trasează o polilinie din segmente de linie care leagă punctele nodale cu coordonatele [(xi,yi),i=1,2,…,n], date în vectorii x= și y= .

2.14.5. A folosi ca pictograma răspuns tranzitoriu al legăturii aperiodice:

A) tastați în caseta de text Comanda de desen din fila Pictogramă a comenzilor editorului de măști (Fig. 17).

complot();

complot();

complot();

Primele două comenzi desenează axe de coordonate, iar a treia comandă conectează cu o linie dreaptă punctele cu coordonatele corespunzătoare funcției

b) faceți clic pe butonul OK sau Aplicați. În acest caz, blocul mascat ia forma prezentată în Fig. 17 au ramas.

Pentru a introduce informații despre scopul și parametrii blocului mascat, precum și date de referință privind valorile numerice setate ale parametrilor specificați, trebuie să utilizați fila Documentație a editorului de măști (Fig. 18).

Caseta de text Descriere bloc conține o descriere verbală a blocului, în acest caz blocul zweno. După apăsarea butonului OK sau Aplicare, această descriere va fi plasată în partea de sus a ferestrei de setări a parametrilor blocului (Fig. 19).

2.14.6. Pentru a vă asigura că blocul compus mascat creat cu numele zweno :

A) conectați blocul Step din categoria Surse la intrarea sa și conectați blocul Scope din categoria Sinks la ieșire;

b) apăsați butonul (Start). În fereastra Scop, veți obține răspunsul tranzitoriu al legăturii aperiodice cu constanta de timp T=0,33 s. și câștig k=0,67.

2.15. Folosind meniul de clic dreapta sensibil la context pentru a introduce comenzi

Simulink afișează un meniu contextual dacă faceți clic dreapta în spațiul de lucru al unei ferestre de model sau bibliotecă. Meniul contextual al butonului drept al mouse-ului este convenabil deoarece pentru oricare dintre obiecte (blocuri și linii de comunicare) afișează o listă de comenzi și operații pentru context dat, adică pentru acest obiectși starea lui. Conținutul acestui meniu depinde dacă obiectul inclus în diagrama bloc este selectat sau nu. Dacă este selectat un obiect, meniul de clic dreapta arată comenzi care se aplică numai obiectului selectat. Dacă obiectul nu este selectat, atunci meniul include comenzi aplicabile ferestrelor modelului și bibliotecii în ansamblu.

În meniul contextual al butonului drept al mouse-ului pentru obiectul selectat, puteți găsi comenzi care vă permit să copiați (Copiere), tăiați (Tăiați) și ștergeți (Ștergeți) blocul specificat, deschideți (Parametri bloc) fereastra pentru stabilirea parametrilor acestui bloc. Submeniul Format al butonului din dreapta conține o serie de comenzi de formatare a blocului: schimbarea fontului și stilul acestuia pentru numele blocului (Font), ștergerea numelui blocului (Ascunde numele), schimbarea locației numelui blocului (Nume Flip), rotirea blocului cu 180 (Flip block) și 90 de grade (Rotate Block), pornind și dezactivând umbra (Show Drop Shadow). Există și opțiuni pentru schimbarea culorii de fundal.

Meniul clic-dreapta sensibil la context pentru o linie de comunicație selectată include comenzi precum Cut, Copy, Clear, Signal Properties. Comanda Signal Properties... deschide caseta de dialog Signal Properties, care permite, în special, să setați eticheta (desemnarea) semnalului (Signal Name) și adnotarea acestuia (Descriptor).

Meniul de clic dreapta al unui bloc compus conține comenzile Open Block (deschideți conținutul (deschide diagrama bloc) blocului compus), Mask Subsystem (apelați editorul de măști). Meniul de clic dreapta pentru un bloc compus mascat conține următoarele comenzi: Edit Mask (deschide editorul de măști pentru editarea blocului compus), Look under Mask (deschide conținutul, cu alte cuvinte, diagrama bloc a blocului compus mascat) , Masca parametrii... (deschide fereastra Block parameters: Subsistemul de setari ale parametrilor blocului compus mascat) si altele.

3. Construirea schemelor bloc ale sistemelor de control liniar

Simulink folosește două moduri principale de a reprezenta diagrame bloc ale sistemului de control liniare continuu și digital:

1) utilizarea unei diagrame bloc dinamice bazată pe conceptul de funcții de transfer ale legăturilor și ecuații de comunicare între acestea;

2) folosind o diagramă bloc operațională bazată pe ecuații în variabilele de stare.

Să luăm în considerare fiecare dintre aceste metode separat.

3.1. Construirea unei diagrame bloc a unui sistem de control liniar folosind o diagramă bloc dinamică

Elementele principale ale diagramei bloc dinamice sunt legătura descrisă de funcția de transfer W(p); un sumator care adaugă (scăde) semnalele aplicate acestuia; punct de despicare.

Primul dintre aceste două elemente din biblioteca Simulink corespunde blocurilor Transfer Fcn (funcția de transfer în forma obișnuită) și Sum (adunator), care implementează operații legate de transformarea și însumarea semnalelor care intră în intrarea sa. În diagrama bloc, un bloc al diagramei bloc poate fi reprezentat și de blocul Zero-Pol (funcția de transfer în formă redusă, definită de valorile zerourilor și polilor), care este convenabil pentru utilizare dacă funcția de transfer este specificat folosind zerouri și poli. Dacă funcția de transfer a legăturii este egală cu valoarea constantă k, i.e. W(p)=k, este convenabil să folosiți un bloc Gain (amplificator) în loc de blocuri de tip funcție de transfer.

Cel de-al treilea element principal al diagramei structurale dinamice (punctul de ramificare a semnalului) este implementat în schema bloc a sistemului de control pentru acele operațiuni care sunt luate în considerare în clauza 2.1.3, astfel, dacă o diagramă structurală dinamică a sistemului de control studiat este construit, atunci nu este dificil să obțineți afișarea sa efectivă în fereastra modelului Simulink sub forma unei diagrame bloc adecvate, compusă din blocuri de tip „funcție de transfer” (Transfer Fcn sau Zero-Pole) și blocuri de însumare (Sum) .

Specialiștii în domeniul controlului se referă la blocuri de tip „funcție de transfer” pur și simplu ca legături în sistemul de control, făcând astfel nicio distincție între o diagramă bloc dinamică și diagrama ei corespunzătoare. Cu toate acestea, folosind această terminologie, nu trebuie să uităm că, spre deosebire de o diagramă bloc, o diagramă bloc a unui sistem de control poate fi „animată” prin aplicarea semnalelor generate de blocuri din categoria Surse (generatoare de semnal) la intrările sale și că semnalele care circulă în bloc -schemă, sunt semnale fizice, iar în schema bloc sunt semnale „pe hârtie”.

Înainte de a lua în considerare tehnologia pentru construirea unei diagrame bloc a unui sistem de control, să ne oprim asupra creării blocurilor principale.

3.1.1. Crearea de blocuri de tip „funcție de transfer” și bloc de tip sumator

Blocul Transfer Fcn (funcția de transfer în forma obișnuită) modelează o legătură liniară (sistem) cu o intrare și o ieșire, descrise de funcția de transfer în forma obișnuită:

N≥m,

unde b și a sunt coeficienți constanți ai numărătorului și numitorului. În bancul de lucru MATLAB, forma obișnuită se numește forma tf a funcției de transfer.

Notă: În Simulink, variabila complexă p este notată cu s.

3.1.1.1. Pentru a crea un bloc Transfer Fcn , care implementează o legătură cu o funcție de transfer în forma obișnuită:

a) din fereastra bibliotecă Simulink Library Browsers sau fereastra Library: Simulink3 library, selectați categoria Continuous (elemente continue) și transferați blocul Transfer Fcn în fereastra modelului;

b) faceți dublu clic pe el cu mouse-ul. Apare caseta de dialog Block Parameters: Transfer Fcn settings (Figura 20);

c) în câmpul de text Numitor (numitor) din grupul de câmpuri Parametri (parametri), introduceți între paranteze drepte succesiv valorile tuturor coeficienților numitorului funcției de transfer, începând cu un , inclusiv valori egale cu zero. Acest lucru se datorează faptului că Simulink determină ordinea n a numitorului funcției de transfer din numărul n+1 de coeficienți pe care îl introduceți. Folosiți spații pentru a separa valorile coeficienților unul de celălalt. Nu uitați să includeți vectorul rezultat al coeficienților între paranteze drepte.

d) în câmpul de text Numător (numerator) din grupul de câmpuri Parametri (parametri), introduceți succesiv valorile tuturor coeficienților numărătorului funcției de transfer, începând cu b , inclusiv valori egale cu zero. Simulink determină ordinea m a numărătorului peste numărul m+1 de coeficienți de intrare;

e) faceți una dintre următoarele:

Faceți clic pe butonul Aplicați din fereastra de setări de bloc pentru ca valorile modificate ale parametrilor să intre în vigoare. În acest caz, fereastra de setări bloc nu se închide;

Faceți clic pe butonul OK din fereastra de setări de bloc pentru ca valorile modificate ale parametrilor să aibă efect și pentru ca fereastra de setări de bloc să se închidă.

În acest caz, funcția de transfer W(s) este afișată în fereastra modelului din interiorul dreptunghiului care descrie blocul Transfer Fcn.

Exemplul 1. Fie funcția de transfer W(p)=(2p+1)/p, n=m=1 .

Introduceți în caseta Numitor: , iar în caseta Numărător: . După comenzile Aplicare sau OK din blocul Transfer Fcn afișate în fereastra modelului, este afișată funcția de transfer.

Exemplul 2. W(p)=(p+2)/p, n=m=1, setat în fereastra Numitor: și în fereastra Numerator: .

Exemplul 3. Fie W(p)=p 2 /(p 2 +2p+3), n=m=2 . Apoi setați în fereastra Numitor: , iar în fereastra Numător: .

Exemplul 4. Fie W(p)=p/(p+1), n=m=1, setat în fereastra Numitor: și în fereastra Numerator: .

Exemplul 5. Fie W(p)=2/(p 2 +3p), n=2, m=0. Introduceți în caseta Numitor: , iar în caseta Numărător: .

În mod implicit, în fereastra de setări Block Parameters: Transfer Fcn, casetele de text Numerator: și Numitor: sunt setate la și, respectiv, iar funcția de transfer este afișată în interiorul dreptunghiului ce reprezintă blocul Transfer Fcn.

Blocul Zero-Pol (funcția de transfer în formă redusă, definită de valorile zerourilor și polilor) modelează o legătură liniară (sistem) cu o intrare și o ieșire, descrisă de funcția de transfer

, n≥m ,

unde z i , s i sunt zerouri și, respectiv, poli și este coeficientul redus de legătură (sistem).

În MATLAB, această formă a funcției de transfer se numește forma zpk de zerouri, poli și câștig, sau forma zpk a funcției de transfer.

3.1.1.2. Pentru a crea un blocZero- Stâlp, care implementează o legătură cu o funcție de transfer în forma redusă:

a) din fereastra de bibliotecă de blocuri Simulink Library Browsers sau din fereastra de bibliotecă de blocuri Library:simulink3, selectați categoria Continuous (elemente continue) și transferați blocul Zero-Pole în fereastra modelului;

b) faceți dublu clic pe el cu mouse-ul. Apare caseta de dialog Block Parameters: Zero-Pole settings (Fig. 21);

c) în caseta de text Zeros: (zeros), introduceți toate zerourile funcției de transfer între paranteze drepte. Dacă nu există zerouri (m=0), atunci trebuie introdusă o matrice goală. În mod implicit, în această fereastră este introdus un zero: 1;

d) în caseta de text Polii (poli) între paranteze pătrate se introduc polii funcției de transfer, implicit doi poli sunt introduși în această casetă: 0 și -1;

e) în caseta de text Câștig (factori de câștig), introduceți valoarea factorului de câștig redus între paranteze drepte. În mod implicit, câștigul redus este 1;

f) Faceți clic pe butonul Aplicați sau pe butonul OK. În același timp, funcția de transfer W(p) în formă zpk este afișată în fereastra modelului din interiorul dreptunghiului care descrie blocul Zero-Pol. În mod implicit, funcția de transfer afișată este

Redimensionați blocul, dacă este necesar, astfel încât expresia funcției de transfer să se potrivească în interiorul dreptunghiului care reprezintă acest bloc.

Exemplul 1. Fie

deci z 1 =0; s 1 \u003d 2, s 2,3 \u003d -2 ± 3i, \u003d -2. În același timp, în fereastra Zeros, setați: , în fereastra Poli: , iar în fereastra Câștig: [-2]. După comenzile Aplicare sau OK din blocul afișat în fereastra modelului, este afișată funcția de transfer

Exemplul 2. Fie W(p)=5p 2 /(p+2)(p-3). În acest caz, z 1 =z 2 =0; s 1 \u003d -2, s 2 \u003d 3, \u003d 5.

Apoi setați în fereastra Zeros: , în fereastra Poli: [-2 3], în fereastra Câștig: . În fereastra modelului apare un dreptunghi cu funcție de transfer 5s 2 /(s+2)(s-3).

Exemplu 3. Introduceți în caseta Zeros: , în caseta Poli, în caseta Câștig: . După comenzile Aplicare sau OK din fereastra modelului din interiorul dreptunghiului care reprezintă blocul Zero-Pol, este afișată funcția de transfer.

Când introduceți zerouri și poli, nu uitați să lăsați spații între ele și să includeți vectorii cu zerouri și poli între paranteze drepte. Dacă introduceți un zero / pol complex, atunci trebuie să introduceți conjugatul acestuia, adică. este permisă doar o pereche complexă conjugată de zerouri/poli.

Blocul Sum (adunator) implementează însumarea algebrică a N semnale v i care vin la intrarea sa folosind formula

S=γ 1 v 1 +γ 2 v 2 +…+γ N v N ,

unde coeficienții γ i pot lua valori egale cu +1 sau –1, în funcție de ceea ce este necesar: adăugați semnalul la suma semnalelor din partea dreaptă sau scădeți semnalul din această sumă.

Prin urmare, este posibil să se introducă în considerare un vector sau o listă de semne ale coeficienților [semn γ 1 , semn γ 2 , …, semn γ N ], care determină complet, cu semnale de intrare cunoscute, semnificația operației efectuate. folosind blocul Sum. Deși acest bloc permite adăugarea algebrică a semnalelor vectoriale și matriceale, ne limităm la cazul în care toate semnalele de intrare sunt scalare.

3.1.1.3. Pentru a crea un bloc sumă , care implementează operația de însumare algebrică a semnalelor scalare:

a) din fereastra de bibliotecă de blocuri Simulink Library Browsers sau din fereastra de bibliotecă de blocuri Library:simulink3, selectați categoria Math (elemente matematice) și transferați blocul Sum în fereastra modelului;

b) faceți dublu clic pe el cu mouse-ul. Fereastra de setări pentru acest bloc Parametri: Apare blocul Sum (Fig. 22);

c) în caseta de text Icon Shape, folosind lista derulantă, selectați forma imaginii bloc în fereastra modelului: sub formă de cerc (rotund) sau dreptunghi (dreptunghiular). La construirea diagramelor bloc ale sistemelor de control, se recomandă utilizarea unei forme rotunde (sub formă de cerc) a blocului Sum. Apropo, este instalat implicit;

d) introduceți în câmpul de text List of Sings (lista de caractere) fără paranteze pătrate vectorul de semne a tuturor coeficienților γ i . Numărul de N elemente din această listă informează Simulink despre numărul de semnale de intrare, iar semnele + și - indică dacă să se adauge sau să scadă la fiecare dintre aceste semnale.

e) Faceți clic pe OK. Un bloc Sum cu N bucle de comunicare de intrare (porturi de intrare) și o buclă de comunicare de ieșire (port de ieșire) este evidențiat în fereastra modelului. În interiorul imaginii blocului Sum, există un semn + sau - lângă fiecare buclă de intrare, care arată semnul cu care va fi adăugat acest semnal. Rețineți că nu trebuie să existe spații între caracterele introduse în câmpul List of Sings.

Blocul Gain (amplificator) implementează operația de înmulțire a semnalului de intrare v cu câștigul specificat k:

3.1.1.4. Pentru a crea un bloc Câştig , care implementează operația de înmulțire:

a) din fereastra bibliotecii Simulink Library Browsers sau fereastra Library: simulink3 selectează categoria Math (elemente matematice) și transferă blocul Gain în fereastra modelului;

b) faceți dublu clic pe el cu mouse-ul. Apare fereastra Block Parameters: Gain settings (Parametrii blocului: Gain settings) (Fig. 23);

c) introduceți în caseta de text Gain (gain) valoarea câștigului k;

d) Faceți clic pe butonul OK. În fereastra modelului, imaginea blocului Gain este afișată sub forma unui triunghi, în interiorul căruia este afișată valoarea factorului de câștig introdus.

3.1.1.5. Pentru a construi o diagramă bloc a unui sistem de control cu ​​o singură buclă cu feedback non-unitate:

a) introduceți în fereastra modelului toate blocurile Transfer Fcn, Zero-Pole, Gain corespunzătoare legăturilor sistemului acoperite de feedback, setați parametrii acestora și conectați-i între ele;

b) introduceți în fereastra modelului toate blocurile Transfer Fcn, Zero-Pole, Gain, corespunzătoare legăturilor sistemului aflat în feedback. Selectați și apoi rotiți aceste blocuri cu 180 de grade utilizând comanda Flip Block din meniul Format, apoi setați-le parametrii în conformitate cu funcțiile de transfer date și conectați-le între ele;

d) din fereastra de bibliotecă Simulink Library Browsers sau din fereastra Library:simulink3, selectați categoria Surse (generatoare de semnal) și introduceți unul dintre blocurile incluse în această categorie în fereastra modelului, de exemplu, Constant (semnal constant);

e) din ferestrele acelorași biblioteci, selectați categoria Chiuvete (inregistratoare de semnal) și introduceți blocul Scope (grafic) în fereastra modelului;

f) conectați blocurile introduse în fereastra modelului, așa cum se arată în Fig.24.

Aici luăm în considerare cazul în care q link-urile sunt acoperite de feedback, care include l link-uri conectate în serie.

Pentru a introduce feedback negativ, trebuie să schimbați semnul + în semnul - la bucla de comunicare a sumatorului conectat la blocul numit Transfer Fcn (q + 1). Pentru a face acest lucru, faceți dublu clic pe blocul Sum, apare fereastra de setări pentru acest bloc. În câmpul List of Sings, introduceți | + - și apoi faceți clic pe OK. Bara verticală oferă o locație convenabilă pentru porturile de intrare ale acestui bloc: în stânga și în jos. Setați parametrii blocului Scope și parametrii de simulare dinamică din meniul Simulare din meniul principal. Diagrama bloc a sistemului de control este pregătită pentru simulare dinamică.

Exemplu. Fie diagrama bloc dinamică a sistemului studiat să aibă forma prezentată în Fig.25.

Schema bloc a sistemului de control construit în fereastra model folosind această diagramă bloc (Fig. 26) diferă de prima în doar două elemente: blocul Constant și blocul Scope.

Să simplificăm diagrama bloc. Să selectăm primele două legături cu ajutorul unui cadru și să creăm un bloc compozit folosind comanda Creare subsistem din meniul Editare al ferestrei modelului. În acest caz, obținem următoarea diagramă bloc (Fig. 27).

Dacă acum faceți dublu clic pe imaginea unui bloc compozit (subsistem), apare o nouă fereastră fără titlu/Subsystem model, care dezvăluie conținutul acestui bloc (Fig. 28).

Să schimbăm numele porturilor de intrare In1 și de ieșire Out1 făcând clic secvențial pe etichetele In1 și Out1 și introducând literele e și u în câmpurile de text (cadre), respectiv. Folosind aceeași metodă pentru eticheta Subsistem, schimbăm apoi numele blocului compus în Compensator și, ca rezultat, obținem următoarea diagramă bloc a sistemului de control (Fig. 29). Pentru a „umbri” un bloc compus, pentru a reflecta specificul acestuia

comparat cu blocuri regulate, aici este folosită comanda Show Drop Shadow, care este inclusă în submeniul Format al meniului contextual al butonului drept al mouse-ului.

Mascați blocul compus compensator. Selectați-l și, folosind comanda subsistem Mask din meniul Editare, deschideți Editorul Mask: untitled/compensator (Fig. 30).

Această figură arată această fereastră cu numele și denumirile simbolice ale celor patru coeficienți ai numărătorilor și numitorilor funcțiilor de transfer ale legăturilor care formează conținutul blocului compus deja introdus în acesta. Închideți fereastra editorului de măști și faceți dublu clic pe blocul compus Compensator pentru a deschide masca, cu alte cuvinte, caseta de dialog Block Parameters: compensator. Această fereastră este prezentată în Fig.31 cu valorile numerice ale parametrilor deja introduși.

Rețineți că denumirile parametrilor constnumij și respectiv constdenij sunt numele coeficienților numărătorilor și numitorilor funcțiilor de transfer ale blocurilor Transfer Fcn și Transfer Fcn1 prezentate în Fig.28. Simbolul i il defineste număr de serie blocați conexiune serială, iar simbolul j este numărul ordinal al coeficientului din polinom.

Pentru modelarea sistemelor digitale de control, Simulink vă pune la dispoziție trei blocuri cu care puteți implementa elemente discrete descrise printr-o funcție de transfer discret W * (z) și având o intrare și o ieșire.

Primele două dintre ele Discrete Transfer Fcn (funcție de transfer discretă în forma obișnuită) și Discrete Zero-Pole (funcție de transfer discretă în formă redusă cu zerouri și poli) sunt analogi discreti ai blocurilor continue corespunzătoare Transfer Fcn și Zero-Pole, considerate în paragrafe. 3.1.1.1 și 3.1.1.2. În același timp, implementează filtre (sisteme) discrete cu funcții de transfer discrete:

În formă tf

În formă zpk

unde n i și z i sunt zerouri și, respectiv, poli, este câștigul redus al legăturii (sistemului) discretă.

Formal, aceste funcții de transfer pot fi obținute din expresiile pentru funcțiile de transfer corespunzătoare W(p) (secțiunile 3.1.1.1, 3.1.1.2) prin înlocuirea variabilei complexe p cu z. Prin urmare, crearea blocurilor Discrete Transfer Fcn și Discrete Zero-Pole este similară cu crearea blocurilor Transfer Fcn și Zero-Pol. Singura diferență este că primul dintre aceste blocuri este caracterizat, împreună cu câștigurile, zerourile și polii, de un alt parametru T numit Sample Time (perioada de eșantionare), a cărui valoare trebuie introdusă în câmpul cu același nume din Casetele de dialog pentru setările blocului Parametrii blocului: Transfer discret Fcn (Fig.32) și Parametrii blocului: Polul zero discret (Fig.33).

Desigur, astfel de ferestre de setări pot fi deschise într-un mod standard: făcând dublu clic pe imaginea unui anumit bloc.

Al treilea bloc Discrete Filter creează un model tf al filtrului discret (al sistemului) sub forma unei funcții de transfer de filtru discret

Crearea acestui bloc nu este în esență diferită de crearea blocului Discrete Transfer Fcn.

Trebuie să înțelegeți cu fermitate că circuitul echivalent (Fig. 34) al fiecăruia dintre aceste blocuri discrete care implementează un filtru (sistem) discret cu o funcție de transfer W * (z) include:

1) o cheie care convertește un semnal de intrare continuu v(t)

într-o succesiune numerică v[i]=v(t)| t = iT , i=0,1,2,…;

2) un filtru discret (DF) cu o funcție de transfer W * (z), care convertește secvența numerică a intrării v[i] în secvența numerică corespunzătoare a ieșirii y[i];

3) un fixator (Ф) sau un extrapolator de ordin zero care convertește secvența de ieșire a unui filtru discret într-un semnal continuu constant pe bucăți

y(t)=y[i], iT≤t<(i+1)T, i=0,1,2,… .

Astfel, la intrare, fiecare bloc discret conține o cheie „încorporată” în el care prelevează semnalul continuu de intrare v(t) cu o perioadă T, iar la ieșire un blocaj care stochează fiecare valoare a secvenței y[i] pentru perioada de eșantionare. În acest caz, dacă un bloc discret, de exemplu, Discrete Transfer Fcn, este conectat la un bloc continuu, de exemplu, un bloc Transfer Fcn, atunci intrarea ultimului bloc primește un semnal „scara” constant pe bucăți, și nu un succesiune numerică.

În același timp, se dovedește că este destul de ușor să utilizați Simulink pentru a construi o diagramă bloc care implementează un sistem de control digital.

(Fig. 35). Acest sistem constă dintr-un controler digital cu o funcție de transfer discretă

legând transformările z ale secvenței de control u[i] și secvenței de eroare e[i]=e(t)| t = iT (eroare de control e(t)); zăvor cu un semnal de comandă de ieșire continuu u(t) și un obiect de control

cu functie de transfer

legând transformata Laplace a variabilei controlate y(t) și semnalul de control u(t). Semnalul v(t) este forța motrice.

3.1.4. Pentru a construi o diagramă bloc a sistemului de control digital prezentat în fig. 35:

a) introduceți blocul Discrete Transfer Fcn din categoria Discrete în fereastra modelului și setați parametrii acestuia în conformitate cu funcția de transfer cunoscută W * (z) și perioada de eșantionare T selectată;

b) introduceți blocul Transfer Fcn în fereastra modelului și setați parametrii acestuia în conformitate cu funcția de transfer continuu cunoscută a obiectului de control W 1 (p);

c) introduceți blocul Sum în fereastra modelului;

d) introduceți blocurile Constant și Scope pe ecranul de afișare;

e) conectați blocurile așa cum se arată în fig. 36 prezentând o diagramă bloc a unui sistem de control digital pentru cazul în care l=2,r=3,m=1,n=4.

De exemplu, dacă T=1c, atunci diagrama bloc

arată ca în fig. 37.

Cometariu. Dacă expresia funcției de transfer nu se potrivește în interiorul dreptunghiului, atunci trebuie să întindeți blocul selectându-l și trăgând mânerele.

3.2 Construirea schemelor bloc ale sistemelor de control cu ​​o singură intrare

și o ieșire cu diagramă bloc de operare

Diagrama bloc operațională este o reprezentare grafică a ecuațiilor sistemului de control în variabile de stare. Elementele principale ale unui astfel de circuit sunt legăturile ideale de integrare (integratoare), legăturile de amplificare și sumatorii.

Diagramele bloc operaționale nu oferă doar o reprezentare vizuală a trecerii și transformării semnalelor în sistemele de control, dar permit și simularea. Dacă un sistem de control cu ​​o intrare v și o ieșire y este descris de funcția de transfer

atunci pentru m=n ecuațiile sale de stare pot fi scrise ca

unde sunt variabilele de stare. În acest caz, ecuația de ieșire are forma

Sistemul de ecuații în variabile de stare corespunde diagramei bloc operaționale prezentată în Fig.38.

Dacă m

ceea ce duce la o simplificare a schemei bloc operaţionale.

În pachetul Simulink, o diagramă de flux de simulare corespunzătoare structurii din Fig. 38 poate fi construită pe baza blocurilor Sum (bloc de însumare), blocuri de integrare (bloc de integrare), blocuri de produs (înmulțire/împărțire), Goto (transmitere) și Din (accepta) blocuri).

Exemplu. Fie sistemul de ordinul doi (n=m=2) să fie reprezentat de funcția de transfer

În același timp, ecuațiile sale de stare și de ieșire pot fi reprezentate sub formă

3.2.1. Pentru a construi o diagramă bloc a acestui sistem:

a) introduceți pe ecran două blocuri Sum (sumare), șase blocuri Produs (înmulțire / împărțire), două blocuri Integrator (integrator), șase blocuri From (acceptare), bloc constant (constant), bloc Scop (grafic);

b) adăugați câte o intrare la fiecare dintre blocurile Sum și Sum 1 introducând +-- și +++ în lista de semne (List of Signs) a ferestrelor de setări ale acestor blocuri, respectiv;

c) setați parametrul Număr de intrări al blocului Produs la */ pentru a implementa operația de înmulțire cu 1/a 0 ;

d) conectați blocurile așa cum se arată în fig. 39 care prezintă schema bloc dorită a sistemului de ordinul doi;

e) Faceți dublu clic pe fiecare bloc From pentru a seta etichetele Go. În acest caz, semnele acestor blocuri ar trebui

corespund coeficienților funcției de transfer a i și b i ;

f) introduceți șase blocuri Constant (constante) și șase blocuri Goto (transfer) și conectați-le așa cum se arată în partea de jos a Fig.39;

g) setați etichetele tuturor blocurilor Goto pentru a se potrivi cu valorile coeficienților a i și b i;

h) setați blocurile constante la valori numerice corespunzătoare coeficienților funcției de transfer. În Fig.39, coeficienții a i și b i sunt determinați de valorile a 2 =1 și a 1 =0,2; a 0 \u003d 0,01; b 0 =b 1 = 0; b2 =1; acestea. schema bloc prezentată în fig. 39 este o diagramă de simulare a sistemului de funcție de transfer

Diagrama bloc rezultată este convenabilă prin faptul că afișează valorile coeficienților a i și b i. Acest lucru vă permite să le schimbați pur și simplu valorile dacă este necesar. Blocurile Goto (transmit) și From (receive) din categoria Signal System vă permit să transmiteți un semnal de la un bloc la altul (blocuri) fără a utiliza linii de comunicație între ele, ca și cum ar fi „prin telegraf fără fir” sau ca și cum „peste”. aerul". Dacă nu sunt necesare informații despre valorile coeficienților în timpul simulării și simulării dinamice, atunci toate blocurile de multiplicare/diviziune pot fi înlocuite cu blocuri de câștig (câștig), cu excepția blocului numit Produs. Câștigurile acestor blocuri trebuie setate egale cu valorile corespunzătoare a i și b i. Desigur, în acest caz, toate blocurile de tipul Goto și From, cu excepția blocului cu numele From, sunt excluse din diagrama bloc și în locul blocului From cu numele a 0, blocul Constant (valoare constantă) se introduce, iar parametrul său este setat egal cu valoarea numerică a coeficientului a 0 .

Într-un mod similar, puteți simula sisteme de control discret descrise de o funcție de transfer discret

legând transformările z y * (z)=z(y[i]) și v * (z)=z(v[i]) ale y[i] controlate și specificând secvențele v[i]. Această funcție de transfer pentru m=n corespunde ecuațiilor de stare

și ecuația de ieșire

Aici x j [i], sunt variabilele de stare ale sistemului discret.

Folosind ecuațiile de stare și de ieșire obținute, ajungem la diagrama bloc operațională (Fig. 40), care este similară cu schema bloc de funcționare a unui sistem continuu (Fig. 39). Diferența dintre aceste scheme este

că în locul integratorilor, care sunt elemente ale diagramei structurale a unui sistem continuu, în circuitul din Fig. 40, blocurile de întârziere (B3) sunt utilizate pentru o perioadă de eșantionare.

Prin urmare, în pachetul Simulink, diagrama bloc (diagrama de simulare) a unui sistem discret este, de asemenea, similară cu diagrama bloc a unei simulări de sistem continue. Cu toate acestea, blocurile Integrator (blocuri de integrare) sunt înlocuite cu blocuri Unit Delay (blocuri de întârziere pentru o perioadă de eșantionare).

Pentru cazul n=2, m=0 diagrama bloc rezultată a sistemului discret pentru a 0 =1, a 1 =-1,8; a 2 = 0,81, b 0 = b 1 = 0; b 2 \u003d 0,01 este prezentat în Fig. 41. Rețineți că ferestrele de setări ale blocului Unit Delay conțin parametrul Sample Time, a cărui valoare pentru toate aceste blocuri trebuie setată la fel, de exemplu 0,1. În plus, trebuie menționat că blocurile Unit Delay sunt incluse în categoria Discrete (elemente discrete).

3.3. Construirea unei diagrame bloc a unui sistem de control liniar multidimensional folosind blocul State-Space (spațiul de stare)

Blocul State-Space este folosit pentru a modela un sistem liniar multidimensional și legături cu mai multe intrări și ieșiri, reprezentate prin ecuații în variabile de stare de următoarea formă:

unde este vectorul n stări; – r- vector de intrare; – vector l-ieșire. Aici x i (t) sunt numite variabile de stare; u i (t), semnale de intrare, y i (t), semnale de ieșire; A,B,C,D sunt matrici cu dimensiunea n×n, n×r, l×n, l×r.

3.3.1. Pentru a crea un blocStat- Spaţiu, modelând sistemul (link) descris prin ecuații în variabile de stare:

a) din fereastra bibliotecă Simulink Library Browser, selectați categoria Continuous (elemente continue) și introduceți blocul State-Space pe ecranul de afișare;

b) făcând clic pe acesta cu mouse-ul, veți obține o imagine a casetei de dialog Block Parameters: State-Space (parametrii blocului de spațiu de stare) (Fig. 42);

c) introduceți valoarea elementelor matricelor A, B, C, D în grupul de ferestre Parametri (parametri), luând ca model următorul exemplu

A: [-4 -1; 5 0,1]

În acest exemplu, i.e. n=2, l=r=1;

d) introduceți în fereastra Condiții inițiale (valorile inițiale ale variabilelor de stare) vectorul, unde x i 0 =x i (0), reprezintă valorile inițiale ale variabilelor de stare. Dacă pentru exemplul discutat la paragraful c), x 10 =1, x 20 =0, atunci introduceți în linia Condiții inițiale: ;

e) Faceți clic pe butonul OK.

În mod similar, puteți crea un bloc Discrete State-Space (spațiul de stare al unui sistem discret), care servește la modelarea sistemelor discrete și a legăturilor descrise de ecuații în variabilele de stare

x=Ax[i] + Bu[i],

y[i]=Cx[i] + Du,

unde u[i] este un semnal de intrare vectorial, x[i] este un vector de stare, y[i] este o ieșire vectorială. Matricele incluse în aceste ecuații trebuie să îndeplinească următoarele condiții:

А – matrice cu dimensiunea n×n, n – numărul de variabile de stare;

B este o matrice cu dimensiunea n×r, unde r este numărul de semnale de intrare;

C este o matrice l×n, unde l este numărul de semnale de ieșire;

D este o matrice cu dimensiunea l×r.

Introducerea matricelor A, B, C, D în ferestrele A:, B:, C:, D: din grupul de câmpuri Parametri și a valorilor inițiale ale variabilelor de stare, în câmpul Condiții inițiale din Parametrii blocului: stare discretă Caseta de dialog -Spațiu nu diferă de setările blocului State -Space. Rămâne de menționat că blocul Discrete State-Space aparține categoriei Discrete (elementele discrete) și de aceea, în câmpul Sample Time, nu uitați să introduceți valorile perioadei de eșantionare.

3.4. Construirea de diagrame bloc ale unui sistem de control multidimensional

cu feedback de stare

Fie ca un obiect de control cu ​​o intrare și o ieșire să fie descris printr-o ecuație în variabile de stare:

unde n×n matricea A, n×l matricea B, l×n matricea C, este vectorul n stări. Legea de control are forma u=v(t)-u f (t), unde v(t) este acțiunea de setare a vectorului l, iar vectorul l u f (t)=Kx(t) este feedback-ul de stare. Aici K este o matrice de feedback de stare l×n.

3.4.1. Pentru a construi o diagramă bloc a unui sistem de control cu ​​feedback de stare multidimensională;

a) introduceți pe ecran un bloc cu numele Stat-Spațiu și matrice de forma A 1 =A, B 1 =B, C 1 =I - o matrice de identitate de dimensiune n × n, D - o matrice de dimensiune zero l × l;

b) introduceți două blocuri Matrix Gain din categoria Math și setați parametrii acestora;

Bloc numit Matrix Gain cu matricea câștig egal cu matricea C;

Un bloc numit Matrix Gain1 cu un câștig de matrice egal cu Matrix K. Apoi plasați-l sub blocul State-Space și rotiți-l cu 180 de grade;

c) introduceți un bloc Mux (multiplexor) din categoria Signal & Systems care convertește l semnale scalare la intrarea sa într-un semnal vectorial ale cărui elemente sunt semnalele scalare menționate. Setați parametrul Număr de intrări la l și setați parametrul Opțiune de afișare la opțiunea substantiv adecvată;

d) introduceți blocurile Sum, Scop și l blocuri de tip Step. Setați valorile v 1 , v 2 ,…,v l pentru fiecare dintre semnalele de intrare constante folosind ferestrele de setări ale blocurilor Step;

e) conectați blocurile pe care le-ați introdus în același mod ca în Fig. 43 pentru l=3;

f) modificați denumirile blocului State-Space și blocurilor de tip Matrix Gain. Pentru a face acest lucru, îndreptați cursorul spre numele blocului State-Space și faceți clic cu mouse-ul. În acest caz, numele blocului va fi închis într-un cadru dreptunghiular, iar cursorul va lua forma unei linii intermitente verticale. Folosind tastatura, ștergeți numele bloc implicit State-Space și înlocuiți-l cu numele State. Faceți clic în afara zonei de text. Caseta de evidențiere va dispărea. Efectuați acțiuni similare cu blocurile Matrix Gain, Matrix Gain1 și înlocuiți numele acestora cu numele Output, respectiv Feedback;

g) să creeze etichete pentru semnalele de control, control și stare. Pentru a face acest lucru, faceți dublu clic pe linia de comunicație corespunzătoare semnalului controlat. Apare cursorul text. Introduceți eticheta y folosind tastatura și faceți clic în afara zonei de text. În mod similar, creați etichete pentru semnalul de control și, respectiv, pentru semnalul de stare, u și x;

h) combinați blocurile Step și blocul Mux într-un bloc compus (subsistem). În acest scop, selectați-le cu un cadru. După aceea, deschideți meniul Editare din fereastra modelului și selectați comanda Creare subsistem (pentru a crea un bloc compus (subsistem));

i) schimba numele subsistemului Subsistem în Step;

j) schimbați numele semnalului de ieșire Out1 al subsistemului. Pentru a face acest lucru, faceți clic pe acest bloc. În fereastra care apare, care dezvăluie conținutul subsistemului, înlocuiți numele blocului Out1 cu v în același mod în care se face cu blocurile obișnuite. Faceți clic în afara zonei de text și închideți fereastra de conținut al subsistemului;

k) activați comanda Linii late nonscalare (afișați linii de conexiune vectorială mai groase decât cele scalare) din meniul Format al ferestrei model. Diagrama bloc va lua forma prezentată în fig. 44.

3.5. Construirea schemelor bloc ale sistemelor de control neliniar

Nu există metode generale de analiză pentru sistemele de control neliniar. Prin urmare, pentru astfel de sisteme, problema modelării prin simulare (simulare cu ajutorul computerelor) are o relevanță deosebită; ca și în cazul sistemelor de ordin înalt cu mai mult de o neliniaritate (o situație comună pentru sistemele fizice reale), simularea este singura metodă posibilă pentru determinarea caracteristicilor acestora.

Din punct de vedere structural, sistemele de control neliniar diferă de sistemele liniare prin prezența unuia sau mai multor elemente neliniare statice și dinamice (neliniarități). De regulă, un element dinamic neliniar poate fi reprezentat ca o combinație de elemente liniare și elemente neliniare neinerțiale (statice). Astfel, schema bloc a unui sistem neliniar include de obicei elemente liniare (statice și dinamice) și elemente statice neliniare.

Din cele de mai sus rezultă că construcția diagramelor bloc ale sistemelor de control neliniar în pachetul Simulink conform diagramelor bloc cunoscute este similară cu crearea diagramelor bloc ale sistemelor de control liniar. Prin urmare, toate operațiunile principale efectuate în procesul de construire a diagramelor bloc ale sistemelor liniare și discutate în Secțiunea 4, cum ar fi, de exemplu, selecția, conectarea, copierea blocurilor etc. sunt aplicabile la crearea diagramelor bloc ale sistemelor de control neliniar. O trăsătură distinctivă a acestora din urmă este prezența blocurilor neliniare în compoziția lor. Categoriile Neliniare (neliniare) și Matematice (matematice) ale pachetului Simulink includ peste 30 de blocuri, împreună cu alte operații, permițându-vă să:

Simulați legături neliniare tipice, cum ar fi saturația (bloc de saturație), zona moartă (bloc zona moartă), spațiu de aer (bloc de reacție), frecare uscată și vâscoasă (bloc Coulomb și frecare), releu ideal cu două poziții (bloc semn) și altele;

Furnizați transformarea semnalului de intrare folosind una dintre funcțiile trigonometrice și hiperbolice (blocul Funcție trigonometrică) sau folosind funcții elementare și non-trigonometrice și non-hiperbolice, cum ar fi calcularea exponentului, ridicarea la o putere, extragerea unei rădăcini pătrate și altele (Matematică bloc funcțional);

Înmulțiți (împărțiți) semnalele de intrare (blochează Produsul punctual, Produsul).

Categoria Functions & Tables include blocul Fcn, care vă permite să introduceți orice funcție scalară a unui argument (scalar sau vectorial), exprimată în termeni de funcții standard MATLAB. Expresia funcției este introdusă în fereastra de configurare a blocului. Simbolul u este folosit pentru a desemna un semnal de intrare (argumentul funcției).

De exemplu, în fig. 45 prezintă o diagramă bloc a unui sistem autonom neliniar descris prin ecuații în variabile de stare:

Această structură conține două blocuri neliniare: 1) blocul Fcn, care evaluează expresia. Formula 1-u*u este introdusă în fereastra de setări a acestui bloc în câmpul Expresie. Aici se ține cont de faptul că simbolul u este folosit pentru a desemna semnalul de intrare, iar operatorul * este folosit pentru operația de înmulțire; 2) blocul Produs, care vă permite să efectuați înmulțirea a două simboluri de intrare și x 1 . Folosind blocul XY Graf (un plotter grafic din categoria Sinks), după rularea modelului, puteți observa portretul de fază al unui sistem autonom neliniar prin setarea diferitelor valori inițiale ale variabilelor de stare x 10 și x 20 .

4. SIMULARE DINAMICĂ

Simulink generează automat sisteme complexe de ecuații diferențiale liniare și neliniare care descriu comportamentul tuturor elementelor (blocuri și legături) într-o diagramă bloc și apoi utilizează integrarea numerică pentru a le rezolva. În același timp, intervalul de timp finit (interval de simulare) este împărțit de Simulink în funcție de dorința dvs. într-un număr fix sau variabil de pași de integrare (pași de simulare), adică. subintervale în care

se formează integrale din semnalele de intrare ale blocurilor și semnalele de ieșire care merg către alte blocuri asociate acestora. În mod obișnuit, simularea în etape variabile este utilizată pentru sistemele continue, în timp ce modelarea în pas constant este utilizată pentru sistemele discrete. Folosind fereastra de setări ale parametrilor de simulare:<название системы>(Fig. 46) a procesului de simulare dinamică (simulare) deschis cu ajutorul comenzii Parametrii de simulare ... din meniul Simulare (simulare) din fereastra modelului, setați începutul (ora de pornire) și sfârșitul (ora de oprire) a interval de simulare, selectați tipul de pas de simulare utilizat: constant (Fixed-step) sau variabil (Variable-step), introduceți, în funcție de tipul de pas de modelare selectat, valoarea pasului fix (Fixed step) sau inițial (Inițial) dimensiunea pasului), pasul variabil minim admisibil (Dimensiunea pasului minim) și maxim admisibil (Dimensiunea pasului maxim ), selectați metoda de integrare numerică a ecuațiilor diferențiale, de exemplu, oda 45 (metoda Dormand-Prince), și introduceți, de asemenea, valori admisibile ale erorilor de calcul relative (Toleranță relativă) și absolute (Toleranță absolută) cu o etapă variabilă de modelare. Dacă apoi alimentați semnalele de ieșire ale unuia sau mai multor blocuri la intrările blocurilor Scope (plot) sau XY Graph (plotter) din categoria Sinks (inregistratoare de semnal), incluzându-le anterior în circuit împreună cu blocurile din Source categorie (generatoare de semnal), puteți observa după rularea diagramei de flux și activarea blocurilor Scope și XY Graph la sfârșitul sesiunii de simulare, rezultatele simulării.

Cometariu. Înainte de a rula diagrama bloc (începutul simulării), trebuie să salvați modelul creat scriind fișierul cu diagrama bloc pe hard disk (vezi p. 59). În acest caz, numele fișierului, de exemplu Sys3, pe care îl alegeți, va deveni și numele diagramei de flux, de exemplu Sys3.

4.1. Pentru a începe simularea dinamică a diagramei:

a) din meniul Simulare din fereastra modelului, selectați comanda Parametri (parametri de simulare dinamică);

b) Faceți selecția corespunzătoare în dialogul Parametrii de simulare care apare:<название системы>. La prima pornire, vă puteți limita la setarea intervalului de simulare, presupunând că setările implicite ale altor parametri dinamici de simulare sunt destul de satisfăcătoare;

c) faceți unul dintre cele două lucruri:

Din bara de instrumente a ferestrei modelului, faceți clic pe pictograma;

Din meniul Simulare al ferestrei de simulare, alegeți Start.

5. PREZENTAREA VIZUALĂ A REZULTATELOR

SIMULARE DINAMICĂ

Prin setarea parametrilor acestui bloc, vă puteți familiariza cu modul în care rezultatele simulării dinamice sunt reflectate în fereastra acestui bloc. Amintiți-vă că Simulink nu deschide automat fereastra de blocare Scope.

Puteți deschide această fereastră și observa semnalele obținute ca rezultat al simulării dinamice dacă activați blocul Scope făcând dublu clic peste imaginea acestuia din fereastra modelului. Mărimea și proporțiile ferestrei Scop pot fi modificate în mod arbitrar folosind cursorul mouse-ului.

Blocul Scope afișează atât un semnal scalar, cât și unul vectorial. Acest bloc are o singură intrare și, dacă trebuie să afișați mai multe semnale scalare sau vectoriale, trebuie să includeți un bloc Mux (multiplexor) din categoria Signal & Systems în diagrama bloc pentru a combina toate aceste semnale într-un singur semnal vectorial (Fig. . 47). În acest caz, pentru fiecare semnal scalar, este construit un grafic separat, care arată cum valorile acestui semnal se modifică în timp și graficele în sine diferă în culoare. În fereastra de blocuri, puteți afișa până la 30 de grafice construite într-un singur sistem de coordonate.

Fereastra bloc Scope are o bară de instrumente (Fig. 48) formată din 7 pictograme butoane care vă permit să schimbați scara axelor graficului (Zoom, primele trei butoane), să setați automat scara axelor (Auto-Scale, butonul 4), salvați scara setată a graficelor axelor pentru a fi utilizate în simulările ulterioare (Salvați setarea axelor, butonul 5), apelați fereastra „Scope”

Setările de proprietăți ale parametrilor blocului Scope (Proprietăți, butonul 6), tipăriți conținutul ferestrei Scope (Imprimare, butonul 7).

5.1. Pentru a mări dimensiunea datelor afișate în fereastrădomeniul de aplicare, cu alte cuvinte, pentru a mări pe abscisa și pe axa y a graficului:

a) faceți clic pe primul buton din bara de instrumente a ferestrei Scop;

b) indicați cu cursorul colțul de sus al zonei, a cărui dimensiune doriți să o măriți;

c) faceți clic pe butonul stâng al mouse-ului pentru a agăța acest colț;

d) mutați cursorul spre dreapta fără a elibera butonul mouse-ului până când dreptunghiul acoperă zona pe care doriți să o măriți;

e) eliberați butonul mouse-ului. Dreptunghiul se va extinde pentru a se potrivi cu fereastra.

5.2. Pentru a reveni la dimensiunea normală a ferestrei:

Faceți clic pe al patrulea buton din bara de instrumente a ferestrei.

Folosind caseta de dialog Proprietăți „Scope” (Fig. 49), puteți

setați un număr de parametri ai blocului Scope. Să luăm în considerare unele dintre ele.

Cu un semnal de intrare vectorial aplicat blocului Scope, pentru fiecare element (semnal scalar) al unui astfel de vector, cu setarea corespunzătoare a acestui bloc, este trasată propria sa axă y și este trasată o curbă separată. Simulink desenează aceste curbe cu o culoare diferită.

5.3. Pentru a seta un număry- axele:

a) introduceți numărul la alegere în câmpul de text Număr de axe (număr de axe), aflat în fila General (parametri principali)

caseta de dialog „Scope” Proprietăți (Fig. 49). De exemplu, introduceți numărul trei și faceți clic pe OK. Trei sub-ferestre apar în fereastra Scope pentru a afișa modificarea fiecărui semnal de intrare pe un grafic separat, iar în blocul Scope numărul de intrări crește la trei. În mod implicit, numărul de axe y este egal cu numărul de semnale care alcătuiesc semnalul de intrare vectorial;

B) introduceți blocul Demux (demultiplexor) din categoria Signal & Systems în fereastra modelului înainte de blocul Scope pentru a descompune semnalul vectorial al blocului Scope în trei semnale scalare și conectați ieșirea blocului Demux la intrare a blocului Scope (Fig. 50). Aplicați la intrarea blocului Demux

un semnal vectorial aplicat blocului Scope înainte de a introduce un număr în câmpul Număr de axe (Fig. 47);

c) rulați diagrama bloc, trei semnale scalare sunt afișate în subferestrele Scope.

5.4. Pentru a seta intervalul de timp la care blocareadomeniul de aplicareafișează (dinamica) (comportamentul) semnalului de intrare, cu alte cuvinte, limita superioară a axeiX(axa timpului):

introduceți numărul dorit în caseta de text Interval de timp din fila General din fereastra Proprietăți „Scope”. Dacă intervalul de afișare a semnalului de intrare (interval de timp) este mai mic decât intervalul de simulare setat utilizând casetele de text Ora de pornire și Ora de oprire din fereastra de setări ale parametrilor de simulare:<название системы>(Fig. 46), apoi Simulink afișează doar comportamentul semnalului de intrare în ultimul interval de timp egal cu valoarea introdusă în câmpul Interval de timp. În același timp, în partea de jos a blocului Scop, apare inscripția Time offset (timpul adăugat) cu indicarea numărului de secunde.

În acest caz, axa timpului începe de la 0 și ocupă intervalul de afișare al semnalului de intrare. Prin urmare, pentru a determina timpul real, trebuie să adăugați la valoarea timpului care este afișat pe axa x, timpul adăugat.

În mod implicit, intervalul de afișare al semnalului de intrare este selectat automat, egal cu intervalul de simulare, așa cum este indicat de cuvântul auto din câmpul Interval de timp.

5.5. Pentru a selecta pasul la care semnalul de intrare va fi afișat în fereastrădomeniul de aplicare, cu alte cuvinte, perioada de eșantionare a semnalului de intrare utilizat atunci când este afișat în fereastrădomeniul de aplicare:

a) selectați comanda Sample Time folosind lista derulantă din câmpul din stânga al grupului de câmpuri Sampling din fila General;

b) introduceți valoarea numerică dorită a perioadei de eșantionare a semnalului de intrare în câmpul din dreapta al limitei câmpurilor de eșantionare. Rețineți că la afișarea semnalului de intrare, valorile sale discrete obținute ca urmare a eșantionării sunt fixate pentru perioada de eșantionare, astfel încât semnalul afișat are o structură „cutie” similară cu cea care apare la ieșirea elementelor discrete incluse în categoria Discrete.

Ne-am limitat la a lua în considerare doar una dintre modalitățile de analiză a rezultatelor simulării, și anume utilizarea blocului Scope. Cu toate acestea, trebuie spus că Simulink vă permite să aplicați și alte metode de analiză, legate, de exemplu, de utilizarea instrumentelor grafice puternice MATLAB.

6. IMPRIMARE DIAGRAME DE FLUX

Dacă trebuie să obțineți o copie tipărită a diagramei bloc, atunci folosind comanda Print... din meniul Fișier al ferestrei Model, aveți posibilitatea de a alege dacă să imprimați nivelul curent (sistemul curent) al diagramei bloc (toate blocurile). afișat în fereastra modelului); nivelul curent și mai jos (sistemul actual și mai jos), adică tipăriți conținutul tuturor blocurilor (subsistemelor) constitutive ale nivelurilor inferioare; nivelul curent și mai sus (sistemul actual și mai sus), de ex. tipăriți subsistemul selectat și toate subsistemele de nivel superior care includ subsistemul selectat; tipăriți diagramele bloc ale tuturor subsistemelor (Toate sistemele) incluse în diagrama bloc al sistemului.

6.1. Pentru a imprima o diagramă bloc:

a) faceți unul dintre cele două lucruri:

Din bara de instrumente Model Window, faceți clic pe pictograma din formular

imprimanta;

Din meniul Fișier al ferestrei modelului, selectați comanda Print...;

b) selectați opțiunile de imprimare adecvate;

c) faceți clic pe OK.

7. SALVARE DIAGRAMELE DE FLUX

Dacă în timpul simulării faceți modificări diagramei bloc pe care ați creat-o, atunci acestea sunt temporare. Pentru a efectua aceste modificări, trebuie să le scrieți pe disc, de exemplu. salvați diagrama de flux cu toate modificările pe care le-ați făcut.

a) faceți unul dintre cele două lucruri:

Din bara de instrumente, faceți clic pe pictogramă;

Din meniul Fișier, alegeți comanda Salvare.

Puteți utiliza comanda Salvare ca... din meniul Fișier atunci când doriți să salvați o diagramă bloc modificată sub un nume nou. Această comandă este utilă atunci când doriți să faceți modificări unei organigrame existente pe ecran și apoi să le salvați, dar în același timp nu doriți să pierdeți versiunea originală (originală) a diagramei de flux pe care o modificați. Rețineți că Simulink salvează diagrama bloc folosind un fișier model .mdl care conține diagrama bloc și proprietățile blocului, de exemplu. conține toate informațiile necesare pentru a deschide diagrama bloc în sesiunile ulterioare Simulink.

Cometariu. La sfârșitul fiecărei sesiuni de lucru, asigurați-vă că selectați comanda Salvare sau Salvare ca..., astfel încât toate modificările aduse diagramei de flux să fie salvate pentru lucru ulterioar.

8. SALVAȚI VALORILE SEMNALULUI

În modelarea dinamică, devine necesară salvarea valorilor anumitor semnale, cum ar fi o variabilă controlată, o eroare de control, o acțiune de control, obținute ca urmare a simulării, pentru a le utiliza în continuarea studiului diagramei bloc a sistemul de control.

a) introduceți blocul Out1 (port de ieșire) din categoria Signal & Systems în fereastra modelului și alimentați semnalul ale cărui valori doriți să le salvați la intrarea sa, de exemplu, semnalul y(t);

b) din meniul Simulare al ferestrei modelului, selectați comanda Parametrii simulare…. Se deschide fereastra Simulation Properties pentru setarea parametrilor de simulare;

c) pe fila Spațiu de lucru I/0 (intrare/ieșire din spațiul de lucru) în grupul de câmpuri Salvare în spațiu de lucru (scrieți în spațiu de lucru) activați câmpul de introducere Timp (linie), care vă permite să specificați numele vectorului în care vor fi stocate valorile punctelor de timp utilizate de Simulink pentru a calcula semnalul studiat (implicit, vectorul are nume tout);

d) în fila Workspace I/0, activați câmpul de intrare Ieșire (linie) din același grup, care determină posibilitatea scrierii valorilor semnalului în studiu corespunzătoare vectorului timp tout vectorului cu numele tu implicit. Restul parametrilor pot fi lăsați neschimbați;

e) Rulați diagrama bloc și așteptați ca simularea dinamică să se termine.

8.2. Pentru a obține informații despre semnaly(t) folosind spațiul de lucru:

a) introduceți în fereastra de comandă după prompt >> comanda

Sim(„numele sistemului”).

Argumentul din partea dreaptă corespunde denumirii diagramei bloc în studiu;

b) apăsați comanda Enter. Valorile vectorilor t și y apar în fereastra de comandă.

În multe cazuri, este de dorit să obțineți nu numai informații despre valorile stocate ale unui semnal, de exemplu, un semnal y(t), ci și un grafic al acestui semnal.

8.3. Pentru a obține un grafic de schimbare a semnaluluiy(t) (vectoryout) folosind spațiul de lucruMATLAB:

Introduceți graficul de comandă (tout, yout) în fereastra de comandă.

Apare fereastra Fig.1, care prezintă un grafic al dependenței y(t).

Aplicație

Lista blocurilor principale utilizate pentru construcție

diagrame bloc ale sistemelor de control liniar

Lista bibliografică

1. Lazarev Yu.F. MATLAB 5.X. K.: Grupul Editura BNV, 2000. 384 p.
2. Gultyaev A.V. MATLAB 5.2. Simulare în Mediul WINDOWS: Ghid practic. Sankt Petersburg: Korona Print, 1999. 288 p.
3. Gultyaev A.V. Modelare vizuală în mediul MATLAB, curs de formare, Sankt Petersburg: Peter, 2000. 432 p.
4. Phillips Ch., Harbour R. Sisteme de control al feedback-ului. M.: Laboratorul de cunoștințe de bază, 2001. 616 p.
5. Utilizarea pachetului VISSIM pentru studiul sistemelor de control (Constructia de diagrame bloc): Metoda.instruire./A.I.Bobikov. Ryazan. stat inginerie radio acad. Ryazan, 2001. 24 p.
6. Andrievsky B.R. Capitole alese de teorie control automat cu exemple în MATLAB. Sankt Petersburg: Nauka, 1999. 467 p.
7. Dorf R., Episcopul R., Sisteme moderne management. M.: Laboratorul de cunoștințe de bază, 2002. 832 p.

8. Dyakonov V. Simulink 4. Manual special. Sankt Petersburg: Peter, 2002.

Introducere……………………………………………………………………………… 3

1. Pornirea programului………………………………………………………………………………4

2. Crearea de diagrame bloc………………………………………………………………………..5

2.1. Crearea unei noi diagrame de flux…………………………………………………………….6

2.2. Selectarea și amplasarea blocurilor……………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………

2.3. Conectarea blocurilor…………………………………………………………………..10

2.4. Modificarea configurației liniilor de comunicație………………………………….12

2.5. Denumirea semnalului (etichetă)……………………………………………………….13

2.6. Selectarea blocului……………………………………………………………………………………14

2.7. Mutarea și copierea blocurilor…………………………………………….15

2.8. Setarea și modificarea parametrilor blocului………………………………………………16

2.9. Îndepărtarea blocurilor…………………………………………………………………..17

2.10. Rotația blocului……………………………………………………………………….17

2.11. Redimensionarea unui bloc……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………

2.12. Modificarea numelui blocului……………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………

2.13. Crearea de blocuri compozite (subsisteme)………………..……………..18

2.14.Mascarea blocurilor constitutive (subsisteme)………………………….20

2.15. Utilizarea meniului contextual al butonului din dreapta al mouse-ului pentru a introduce comenzi…………………………………………………………………………………………..28

3. Construirea schemelor bloc ale sistemelor de control liniar………….29

29

3.2. Construirea schemelor bloc ale sistemelor de control cu ​​o intrare și o ieșire utilizând o diagramă bloc de funcționare…………43

3.3. Construirea unei diagrame bloc a unui sistem de control liniar multidimensional folosind un bloc Stat- Spaţiu(spațiu de stat) ……………………………48

3.4. Construirea unei scheme bloc a unui sistem de control multidimensional cu feedback de stare…………………………………………………………………49

3.5. Construirea schemelor bloc ale sistemelor de control neliniar…………………….51

4. Simulare dinamică……………………………………………………53

5. Reprezentarea vizuală a rezultatelor simulării dinamice ... 54

6. Imprimarea diagramelor de flux………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………….

7. Salvarea diagramelor de flux………………………………………………………….58

8. Salvarea valorilor semnalului………………………………………………………….59

Aplicație………………………………………………………………………..60

2.3.1. Crearea unei ferestre de model nou

Pentru a crea o fereastră de model nou, faceți clic pe butonul Creare model nou (vezi Fig.2.1, poz.1) din bara de instrumente a browserului bibliotecii Simulink sau executați comanda corespunzătoare din meniul de comandă. O fereastră de model goală este prezentată în fig. 2.16.

Fig.2.16. Fereastra model goală (fereastra pentru crearea unui model nou)

2.3.2. Bara de instrumente

Fereastra modelului are propria sa bară de instrumente care conține 15 butoane (Fig. 2.17).

Fig.2.17. Bara de instrumente a ferestrei modelului

Butoanele au urmatorul scop:

1 - Model nou - crearea unui model nou (deschiderea unei ferestre de model nou);

3 - Salvare - salvarea modelului curent;

4 – Print - imprimarea modelului curent;

5 - Cut - transferul obiectului selectat în buffer;

6 - Copiere - copierea obiectului selectat în clipboard;

7 - Paste - lipiți un obiect din clipboard;

8 - Undo - anulați ultima operațiune;

9 - Redo - restabiliți ultima operațiune anulată;

10 - Browser bibliotecă - browser deschis bibliotecă;

11 - Comutare browser model - deschiderea browserului modelului (afișează prezența și compoziția submodelelor) în partea stângă a ferestrei modelului;

12 – Mergi la sistemul părinte - trecere la sistemul principal (sistemul părinte), activ în caz de lucru în fereastra submodelului;

13 - Depanare - comutați la modul de depanare a modelului;

14 - Start Simulation - pornire simulare;

15 - Stop Simulation - stop simulare.

2.3.3. Meniul de comandă

În ciuda prezenței barei de instrumente, meniul de comandă al ferestrei modelului Simulink joacă un rol important. Acesta oferă un set mai complet de instrumente pentru gestionarea procesului de modelare. Meniul (Fig. 2.18) conține următoarele elemente și subarticole (sunt date doar cele necesare pentru lucru, ținând cont de obiectivele acestui tutorial):

Fig.2.18. Meniul de comandă a ferestrei modelului

1) Fișier - operații cu fișiere model S:

Nou, Deschide și Închide - operațiuni standard crearea, deschiderea și închiderea unui fișier (fereastră) al modelului. Trebuie remarcată separat posibilitatea de a crea nu doar un model, ci și o secțiune a bibliotecii, în care puteți plasa atât blocuri noi, cât și cele existente (Ctrl+N, Ctrl+O și respectiv Ctrl+W);

· Print… – imprimă conținutul ferestrei model (diagrama structurală a modelului) (Ctrl+P);

· Configurare imprimare… – setări pentru imprimare;

· Ieșire din MATLAB – ieșire din MATLAB, închide toate ferestrele deschise ale modelelor și aplicațiilor sistemului, precum și MATLAB însuși (Ctrl+Q).

2) Editare - operatii de editare a modelului curent:

Nu se poate anula - anulați operația de anulare ultima actiune(în loc de cuvântul „undo” va fi numele ultimei operații) (Ctrl + Z);

· Nu se poate reface - operația este inversă celei anterioare (Ctrl + Y);

· Cut, Copy and Paste - operații standard de editare - tăiați în clipboard, copieți în clipboard și lipiți din clipboard (lucrați cu obiectele selectate în fereastra de modelare) (Ctrl+X, Ctrl+C și respectiv Ctrl+V);

· Clear – șterge (șterge) obiectul selectat (Delete);

· Selectați tot – selectați toate obiectele din fereastră (convenient pentru copierea sau ștergerea ferestrei modelului sau submodelului) (Ctrl+A);

· Copiați modelul în clipboard - plasați modelul în clipboard-ul Windows (util atunci când trebuie să plasați modelul în orice document electronic);

· Creare subsistem – creați un subsistem din blocurile selectate în fereastra modelului (Ctrl+G).

3) Vizualizare - controlați vizualizarea ferestrei modelului:

· Mergi la părinte - trecerea la modelul/submodelul anterior;

· Toolbar – arată/ascunde bara de instrumente;

· Bara de stare – arată/ascunde bara de stare;

· Show Library Browser – arată browserul bibliotecii;

· Zoom In/Out - creste/descreste dimensiunea blocurilor din fereastra modelului (schimbarea scarii imaginii blocurilor);

· Fit system to view – selectați scara optimă a imaginii;

· Normal (100%) – returnează scara imaginii „normală” (implicit).

4) Simulare - operațiuni de lansare a simulării și setările acesteia:

· Start – începerea procesului de modelare (Ctrl+T);

· Stop – oprirea procesului de modelare;

· Parametrii de simulare – parametrii procesului de simulare (Ctrl+E).

5) Format - operațiuni de formatare a modelului curent (lucrați cu blocurile și etichetele selectate):

· Font… – selectarea fontului textului;

· Alinierea textului – operațiuni de aliniere a textului într-o fereastră de text;

· Flip name – plasați numele blocului deasupra sau dedesubtul acestuia;

· Hide name – ascunde numele blocului;

· Flip block – schimbarea direcției blocului (input-output) (Ctrl+I);

· Rotire bloc – rotește blocul cu 90 de grade în sensul acelor de ceasornic (Ctrl+R);

· Show/Hide drop shadow – arată/ascunde umbra aruncată de bloc;

· Afișare/Ascunde etichetele portului – arată/ascunde etichetele portului pentru subsisteme;

· Culoare prim plan – selectați culoarea cadrului care înconjoară blocul;

· culoare de fundal– selectați culoarea câmpului bloc;

Culoare ecran - selectați o culoare fundal ferestre model;

6) Instrumente - acces la instrumente (depinde de kitul de instalare a sistemului):

· Analiză liniară… – pachet suplimentar „analiza liniară”.

7) Ajutor - acces la instrumentele sistemului de ajutor.

2.3.4. Plasarea blocurilor în fereastra modelului

Plasarea blocurilor în fereastra modelului se face astfel: în secțiunea bibliotecă, selectați blocul pe care dorim să îl plasăm în fereastra modelului pe care îl creăm (blocul se selectează printr-un singur clic pe el cu butonul stâng al mouse-ului) . Apoi, ținând apăsat butonul stâng al mouse-ului, trageți blocul în fereastra modelului și eliberați-l. O pictogramă pentru acest bloc ar trebui să apară în fereastra modelului. Sau făcând clic dreapta pe blocul de care avem nevoie în bibliotecă, selectați comanda Adaugă la „nume model” din meniul contextual.

2.3.5. Selectarea unui bloc sau a unui grup de blocuri în fereastra modelului

Pentru a selecta un bloc, trebuie doar să îndreptați săgeata mouse-ului spre el și să apăsați butonul din stânga. Mici dreptunghiuri întunecate vor apărea în colțurile cadrului blocului, care sunt un semn că blocul este selectat.

Pentru a selecta un grup de blocuri, plasați cursorul mouse-ului lângă blocurile selectate și țineți apăsat butonul stâng al mouse-ului. Acum, când mutați mouse-ul, va apărea o casetă dreptunghiulară extinsă de linii subțiri punctate. De îndată ce există un bloc în el, acesta va fi selectat. Astfel, toate blocurile care intră în cadru vor fi selectate.

Pentru a selecta toate blocurile modelului, puteți folosi comanda Editare > Selectați tot.

Blocul sau setul de blocuri selectat poate fi tras cu mouse-ul în timp ce țineți apăsat butonul din stânga. Prin eliberarea butonului stâng al mouse-ului, puteți vedea blocurile din noua locație.

2.3.6. Salvarea unui model

Puteți salva modelul creat pentru utilizare ulterioară, afișare sau upgrade. Pentru a face acest lucru, utilizați comanda Salvare sau Salvare ca... din meniul Fișier din fereastra editorului de modele. Modelul este scris ca un fișier cu extensia .mdl.

2.3.7. Setarea parametrilor blocurilor incluse în model

Pentru a apela fereastra de modificare a parametrilor blocului, treceți cursorul mouse-ului peste imaginea componentei și faceți dublu clic pe butonul stâng al mouse-ului sau, apăsând butonul din dreapta al mouse-ului, selectați comanda Parametri blocare din meniul contextual.

2.3.8. Setarea opțiunilor de simulare

Înainte de a rula modelul, merită să vă familiarizați cu setarea parametrilor generali ai simulării. Pentru a face acest lucru, executați comanda Simulation Parameters... din meniul Simulation al ferestrei Simulink. Va apărea o fereastră pentru setarea parametrilor de simulare (Fig. 2.19).

Fig.2.19. Fereastra pentru setarea parametrilor de simulare

Această fereastră are un număr de file cu un număr destul de mare de opțiuni. Dar având în vedere obiectivele acestui tutorial, trebuie să cunoașteți o singură filă, care se deschide implicit Solver (solver). Această filă vă permite să setați parametrii de rezolvare ai sistemului de simulare Simulink.

La număr cei mai importanți parametri Solver se referă la timpul de simulare - Timpul de simulare. Este dat de ora de începere Ora de începere (de obicei 0) și ora de încheiere Ora de oprire. Timp de oprire infinit (inf) înseamnă că simularea va continua pe termen nelimitat până când o întrerupem folosind butonul ferestrei model sau comanda Stop din meniul de comandă. Cu toate acestea, în acest caz este dificil să se obțină oscilograme distincte ale funcționării dispozitivului, de aceea se recomandă setarea valorilor finale ale timpului de oprire.

· Tip – tipul de rezolvare și metoda de modelare.

Tipul de rezolvare poate fi: Pas variabil - cu un pas de timp variabil și Pas fix - cu un pas de timp constant (pentru sisteme discrete).

În dreapta tipului de rezolvare, este selectată metoda de modelare, pot fi selectate următoarele metode: discret - discret, ode45 și ode5 - metoda Dormand-Prince, ode23 - trei opțiuni, inclusiv metoda Rosenbrock și ode113 - metoda Adams , ode4 - metoda Runge-Kutta etc.

Următorul grup de parametri variază de la alegerea tipului de rezolvare și pentru o etapă de simulare variabilă conține:

Dimensiunea maximă a pasului - valoare maximă pas de simulare;

· Dimensiunea pasului min – valoarea minimă a pasului de modelare;

Mărimea pasului inițial - pas inițial modelare.

Cele trei opțiuni de mai sus sunt setate la Auto (selectare automat) în mod implicit, dar puteți modifica această valoare pentru a se potrivi aplicației dvs.

· Toleranță relativă – eroare relativă de modelare;

· Toleranță absolută – eroare absolută de modelare.

Pentru un pas constant de simulare:

· Dimensiunea pasului fix – valoarea pasului fix de modelare (atunci când este setat pe auto, se setează pasul specificat de sursa semnalului, iar dacă sunt mai multe surse, se setează cel mai mic pas de modelare);

· Mode – modul de operare (auto – selectare automată; Single task – modul single task; Multitasking – modul multitasking).

Atunci când modelați sisteme complexe, este necesar să setați corect valoarea tuturor parametrilor de mai sus, dar atunci când modelați tunuri liniare autopropulsate acțiune continuă (nu discretă), este important doar setarea timpului final de simulare, restul parametrilor pot fi lăsați setați automat. Cele de mai sus sunt valabile și pentru modelarea sistemelor discrete, trebuie doar să alegeți tipul de rezolvare - cu un pas constant de simulare și să specificați pasul (dacă este necesar).

2.3.9. Adăugarea de etichete și comentarii de text

În programare, există părerea că un programator bun este acela care scrie numărul necesar de comentarii în programul său, ceea ce face mai ușor să înțelegem mai târziu ce funcționează și cum. Acest lucru este valabil și pentru modelele create în pachetul Simulink. Modelele care nu conțin comentarii de text nu sunt vizuale și greu de perceput de către alte persoane. Dar suprasaturarea cu comentariile modelului este nedorită.

Pentru a crea o inscripție text în câmpul model, este suficient să indicați locul inscripției cu mouse-ul făcând dublu clic pe butonul stâng al mouse-ului. În acest caz, va apărea un bloc de inscripție cu un cursor de intrare, unde este introdus efectiv textul de comentariu.

Pentru a schimba legenda pentru blocuri de model, plasați mouse-ul în zona de subtitrări și faceți clic pe butonul stâng al mouse-ului - un cursor de intrare va apărea în legenda și poate fi editat.

Pentru a elimina o inscripție, trebuie să o selectați (apropo, ca orice alt obiect) și să executați comanda Editare > Ștergere sau apăsați tasta Ștergere de pe tastatură.

Datorită faptului că sistemul MATLAB este în limba engleză (acest lucru este valabil și pentru pachetul Simulink), nu percepe bine limba rusă. Prin urmare, dacă există un număr mare de comentarii în limba rusă, sunt posibile erori de sistem.

2.3.10. Conectarea blocurilor între ele

Blocurile sunt conectate între ele folosind mouse-ul. Blocurile model au intrări și/sau ieșiri. De regulă, ieșirea unui bloc este conectată la intrarea blocului următor și așa mai departe. Pentru a face acest lucru, cursorul mouse-ului este poziționat la ieșirea blocului din care ar trebui să provină conexiunea. În acest caz, cursorul se transformă într-o cruce mare de linii subțiri. Ținând apăsat butonul stâng al mouse-ului, ar trebui să mutați ușor cursorul la intrarea blocului următor, unde cursorul mouse-ului va lua forma unei încrucișări de linii duble subțiri.

După ce ați realizat un desen în linie la intrarea blocului următor, în timp ce cursorul se va transforma într-o cruce dublă, trebuie să eliberați butonul stâng al mouse-ului. Conexiunea va fi finalizată și o săgeată îngroșată va apărea la sfârșitul acesteia. Cu un clic de mouse, puteți selecta o conexiune, care va fi indicată prin dreptunghiuri negre situate la punctele nodale ale liniei de legătură.

Uneori poate fi necesar să se facă o buclă a liniei de legătură într-o direcție sau alta. Pentru a face acest lucru, trebuie să apucați partea dorită a liniei și să o mutați în direcția corectă, mișcând mouse-ul cu butonul din stânga apăsat. Crearea unei bucle de linie este finalizată prin eliberarea butonului stâng al mouse-ului.

De remarcat este capacitatea de a seta linii de conexiune înclinate în timp ce țineți apăsată tasta Shift.

2.3.11. Crearea unui cot de linie

Adesea este nevoie de a face o ramură dintr-o linie deja creată. Pentru a face acest lucru, mutați săgeata mouse-ului pe linia de pe care doriți să faceți o retragere și apăsați butonul dreapta al mouse-ului. Ținând apăsat butonul din dreapta al mouse-ului, ar trebui să mutați ușor cursorul la intrarea blocului următor. După ce ați realizat desenul la intrarea blocului următor, trebuie să eliberați butonul mouse-ului. Conexiunea va fi finalizată și o săgeată îngroșată va apărea la sfârșitul acesteia.

Cu tasta Shift apăsată, ramura este desenată cu linii înclinate.

2.3.12. Îndepărtarea conexiunilor

Pentru a șterge o linie de legătură, trebuie doar să o selectați cu un clic de mouse și să executați comanda Clear sau Cut (sau apăsați tasta Delete de pe tastatură).

2.3.13. Redimensionarea blocurilor

Simulink are capabilități avansate de editare a diagramelor de flux. Deci, blocurile din fereastra de editare pot fi mutate nu numai cu mouse-ul, ci și redimensionate. Pentru a face acest lucru, blocul este selectat, după care cursorul mouse-ului trebuie plasat pe pătratele din colțurile blocului. De îndată ce cursorul mouse-ului se transformă într-o săgeată diagonală cu două capete, va fi posibil să întindeți blocurile în diagonală în timp ce țineți apăsat butonul din stânga, mărind sau micșorându-le dimensiunea.

Numai imaginea grafică (pictograma) blocului este întinsă, iar dimensiunea titlului său sub forma unei inscripții text nu se modifică.

2.3.14. Mutarea blocurilor și inserarea blocurilor într-o conexiune

Blocul care participă la conexiune poate fi mutat în fereastra modelului selectându-l și trăgându-l cu mouse-ul ca de obicei. În acest caz, conexiunea nu este întreruptă, ci pur și simplu redusă sau mărită în lungime. De asemenea, puteți muta blocuri selectându-le și apăsând tastele săgeți de pe tastatură.

Un bloc nou poate fi introdus într-o conexiune lungă fără a-l distruge și fără a efectua manipulări complexe. Trebuie doar să potriviți intrarea și ieșirea noului bloc cu liniile de conectare (valabil pentru blocurile cu o intrare și o ieșire, această metodă nu funcționează pentru alte blocuri).

2.3.15. Imprimarea modelului curent

Comanda Fișier > Imprimare... afișează fereastra de tipărire a modelului. Această fereastră conține toate setările necesare pentru imprimarea modelului curent. În primul rând, aceasta este alegerea tipului de imprimantă pentru imprimare, zona de imprimare și alegerea opțiunilor de imprimare. Selectarea imprimantei este posibilă dacă în Windows sunt instalate un număr de drivere de imprimantă. Opțiunile de imprimare setează volumul de imprimare, numărul de copii, schema de imprimare (determinarea adâncimii tipăririi datelor bloc), tipărirea cadrului modelului etc. O atenție deosebită trebuie acordată alegerii schemei de imprimare și capacității de a imprima un model cu imbricare diferită. niveluri de submodele (subsisteme).

Comanda Configurare imprimare... din meniul Fișier al unei ferestre Simulink deschide fereastra de configurare a imprimantei. Aceasta este fereastra sălii de operație. sisteme Windows, deci dacă este rusificat, atunci nu ar trebui să fii surprins de apariția inscripțiilor în limba rusă în fereastră. Opțiunile din această fereastră sunt evidente. Butonul Proprietăți deschide fereastra de proprietăți pentru imprimanta selectată.

2.3.16. Inserarea unui model în editori de text

Pentru a lipi modelul în diverse editoare de text sau grafică, trebuie să executați comanda Editare > Copiere model în clipboard - modelul va fi copiat ca imagine în clipboard-ul Windows și poate fi lipit în orice editor de text sau grafică apăsând Shift + Introduceți cheile deschide fișierul editor de text.

2.3.17. Crearea unui model simplu

Orice model creat într-un pachet Simulink trebuie să fie format din trei părți principale:

1) sursa semnalului;

2) un model format dintr-un set de blocuri diferite;

3) receptor de semnal.

De exemplu, să creăm un model simplu format dintr-o sursă cu un singur pas (bloc constant din secțiunea Surse) și un osciloscop virtual (blocul Scop din secțiunea Chiuvete). Modelul va fi reprezentat de un conductor, care este o legătură ideală de amplificare cu un câștig de 1.

Pentru a crea un model și a-l simula, trebuie să efectuați următorii pași:

1) creați o nouă fereastră de model;

2) plasați blocul Constant din secțiunea Surse în această fereastră (Fig. 2.20);

3) plasați blocul Scop din secțiunea Sinks în fereastra modelului și plasați-l în dreapta blocului sursă semnal constant (Fig. 2.21);

4) conectați blocurile Constant și Scope între ele (Fig. 2.22);

5) setați parametrii necesari de simulare (Parametrii de simulare) Timp de oprire = 2 s ( restul parametrilor îi lăsăm neschimbați);

6) începe procesul de simulare;

7) vizualizați rezultatele simulării făcând dublu clic pe butonul stâng al mouse-ului din blocul Scope (Fig. 2.23);

Fig.2.20. Sursa de semnal plasată în fereastra modelului

Fig.2.21. Sursa de semnal și receptorul de semnal plasate într-o fereastră

Fig.2.22. Cel mai simplu model, gata pentru procesul de modelare

Fig.2.23. Rezultatele simularii

În fereastra osciloscopului virtual (vezi Fig. 2.23), se pot distinge două zone: bara de instrumente (sus) și fereastra osciloscopului (jos), care arată rezultatele simulării.

Bara de instrumente este formată din următoarele butoane(de la stanga la dreapta):

1 - Zoom - schimba scara diagramei proces de tranziție pe axele X-Y, păstrând proporțiile;

2 - Zoom axa X - schimbați scara graficului tranzitoriu de-a lungul axei X;

3 - Zoom axa Y - schimbați scara graficului tranzitoriu de-a lungul axei Y;

4 - Autoscale - selectare automată a scalei;

6 − Proprietăți – proprietăți bloc;

7 - Print - imprimarea graficului procesului tranzitoriu.

Fereastra de proprietăți a blocului Scop (Fig. 2.24) conține două file: General - proprietăți de bază și Istoricul datelor - salvarea datelor.

Prima filă conține setările:

1) Axe - axe:

· Număr de axe – numărul de axe, când acest parametru este modificat, numărul de grafice afișate simultan se modifică (cu diferite ecrane, unul sub celălalt) și, în consecință, numărul de intrări;

· Interval de timp – limite de interval de timp;

· Bifați etichete – stabilirea etichetelor pe axe: numai pe axa de jos – doar sub diagrama de jos, toate – sub toate diagramele și niciunul – nu etichetați;

2) Eșantionare - stabilirea timpului:

· Decimare – în fracții zecimale de timp, implicit 1;

· Timp de probă – în cicluri de ceas de timp de referință (eșantioane), implicit 0 – timp continuu.

Fig.2.24. Fereastra de proprietăți a blocului domeniului, filă

A doua filă conține setările de stocare a datelor (Fig. 2.25):

· Limitare punct de date la ultimul – activați/dezactivați limita și numărul de puncte de pe grafic (dacă sistemul simulat funcționează suficient de mult și o parte din grafic dispare, se recomandă debifarea acestei opțiuni înainte de a începe procesul de modelare);

· Salvare date în spațiul de lucru - salvați rezultatele în spațiul de lucru sub numele specificat în fereastra Nume variabilă și tipurile de date specificate în fereastra Format (Structură cu timp - structură cu timp, Structură - structură și Matrice - matrice).

Fig.2.25. Fereastra de proprietăți a blocului domeniului, filă

Rezultatul simulării prezentat în Fig. 2.23 este un grafic al procesului tranzitoriu al unei legături de amplificare ideale cu un câștig egal cu 1 (conductorul dintre blocuri, sursa semnalului și receptor) și care nu distorsionează acțiunea de intrare sub forma unui semnal cu un singur pas.

În locul blocului Constant, este posibil să utilizați blocul Step pentru a obține o singură acțiune pas, dar în ultimul bloc trebuie să modificați valoarea Step time de la 1 la 0.

Subsistemul este un fragment Simulink-modele, concepute ca un bloc separat. Utilizarea subsistemelor la compilarea unui model are următoarele aspecte pozitive:

1. Reduce numărul de blocuri afișate simultan pe ecran, ceea ce face mai ușoară perceperea modelului (ideal, modelul ar trebui să fie afișat complet pe ecranul monitorului).

2. Vă permite să creați și să depanați fragmente ale modelului separat, ceea ce crește capacitatea de fabricație a creării unui model.

3. Vă permite să vă creați propriile biblioteci.

4. Oferă posibilitatea sincronizării subsistemelor de operare paralele.

5. Vă permite să includeți propriile instrumente de referință în model.

6. Oferă capacitatea de a asocia un subsistem cu oricare m-fișier, asigurându-se că acest fișier este lansat la deschiderea subsistemului (deschidere a subsistemului non-standard).

Utilizarea subsistemelor și mecanismul blocurilor acestora vă permite să creați blocuri care nu sunt inferioare celor standard în designul lor (proprie fereastră de parametri ai blocului, pictogramă, ajutor etc.).

Numărul de subsisteme din model nu este limitat, în plus, subsistemele pot include și alte subsisteme. De asemenea, nivelul de imbricare a subsistemelor unul în celălalt nu este limitat.

Conectarea subsistemului cu modelul (sau subsistemul nivelului superior al ierarhiei) se realizează folosind intrarea (blocul Import biblioteci Surse) și weekend (bloc export biblioteci Chiuvete) porturi. Adăugarea unui port de intrare sau de ieșire la subsistem are ca rezultat apariția unei etichete de port pe imaginea subsistemului, cu ajutorul căreia semnale externe sunt transferate în interiorul subsistemului sau ieșire către modelul principal. Redenumirea blocurilor Import sau export vă permite să schimbați subsistemele afișate pe pictogramă față de cele standard ( Înși afară) celor de care utilizatorul are nevoie.

Subsistemele pot fi virtuale ( subsistem) și monolitice ( Subsistemul atomic). Diferența dintre aceste tipuri de subsisteme constă în ordinea în care blocurile sunt executate în timpul calculului. Dacă subsistemul este virtual, atunci Simulink ignoră prezența granițelor care separă un astfel de subsistem de model atunci când se determină ordinea calculului blocului. Cu alte cuvinte, într-un sistem virtual, semnalele de ieșire ale mai multor blocuri pot fi calculate mai întâi, apoi blocurile sunt calculate în modelul principal, iar apoi blocurile incluse în subsistem sunt calculate din nou. Un subsistem monolitic este considerat a fi un singur bloc (indivizibil) și Simulink efectuează calculul tuturor blocurilor dintr-un astfel de subsistem fără a trece la calculele altor blocuri din modelul principal. Imaginea subsistemului monolitic are un cadru mai gros comparativ cu subsistemul virtual.

Subsistemele pot fi, de asemenea, gestionate sau neadministrate. Subsistemele gestionate sunt întotdeauna monolitice. Subsistemele controlate au intrări suplimentare (de control), care primesc semnale care se activează acest subsistem. Intrările de control sunt situate în partea de sus sau de jos a subsistemului. Când subsistemul gestionat este activat, acesta efectuează calcule. În cazul în care subsistemul controlat este pasiv, acesta nu efectuează calcule, iar valorile semnalelor la ieșirile sale sunt determinate de setările porturilor de ieșire.

Există două moduri de a crea un subsistem într-un model:

1. Copiați subsistemul necesar din bibliotecă subsistemîn model.

2. Selectați fragmentul dorit al modelului cu mouse-ul și executați comanda Creați subsistem din meniu Editați | × model de ferestre. Fragmentul selectat va fi plasat în subsistem, iar intrările și ieșirile subsistemului vor fi prevăzute cu porturile corespunzătoare. Această metodă vă permite să creați un subsistem virtual negestionat. Pe viitor, dacă este necesar, puteți face subsistemul monolitic prin modificarea parametrilor acestuia sau gestionabil prin adăugarea unui element de control din subsistemul necesar aflat în bibliotecă. Puteți anula gruparea blocurilor într-un subsistem cu comanda Anula.

Orez. 2,68. Model folosind subsistemul

Există mai multe moduri de a crea un fișier nou:

Set de programe

Când introduceți un program, trebuie să urmați regulile de ortografie și punctuație adoptate pentru limbajul de programare MatLab.

Un exemplu de program pentru construirea unui grafic al unei funcții.

curata tot; % șterge memoria de lucru (spațiu de lucru)

X= 0:pi/15:4*pi; % de modificare a intervalului X de la 0 la 4 cu pasul/15

Y=exp(2*cos(X));funcție %

plot(Y);% funcția plot Y(X)

Salvarea programului.

Există mai multe moduri de a salva un program.

Când le utilizați, rețineți următoarele:

Prima dată când economisiți în Fereastră de salvare trebuie să denumești fișierul.

Dacă căile nu au fost configurate, atunci implicit Fereastră de salvare oferă salvarea folderului ..\bin în care se află fișierele de serviciu.

Dacă programul este modificat, dar nu este salvat, atunci simbolul „*” este adăugat la numele fișierului din antet.

Lansarea programului

Pentru a rula programul, este suficient să tastați numele programului fără extensie în linia de comandă.

Funcție nedefinită sau variabilă „хххххххх”,

înseamnă că căile nu sunt configurate.

Dacă un mesaj ca:

XXXXXXXXXXXXXXX

Pe linia XX ==>,

atunci înseamnă că există o eroare în linia XX.

Simulink

Simulink, programul însoțitor al MatLab, este un sistem interactiv pentru simularea unei game largi de sisteme dinamice. Simulink funcționează cu sisteme multidimensionale liniare și neliniare, continue și discrete. Programul oferă utilizatorului o interfață grafică pentru construirea de modele din blocuri standard (module), care sunt colectate în biblioteci (vezi Anexa).

Prin gruparea blocurilor în subsisteme, puteți crea modele ierarhice. Numărul de blocuri și link-uri din model este nelimitat. Simulink are o arhitectură deschisă și vă permite să îmbogățiți mediul de simulare prin crearea propriilor blocuri și biblioteci de blocuri cu acces din programe în MatLab, Fortran sau C.

Rularea Simulink

Pentru a rula Simulink, puteți fie să faceți clic pe butonul din bara de instrumente, fie să tastați în linia de comandă Simulink. Pe ecran se vor deschide 2 ferestre:

Prima fereastră - fără titlu este spațiul de lucru Simulink - fereastra în care este creat modelul de lucru din linkurile generice:

A doua fereastră - Library:simulink (Library Simulink) - conține biblioteca de blocuri Simulink:

Creați un model nou

Este creat un nou model

Când deschideți prima dată Simulink.

Din meniu fişierFerestrele bibliotecii selectați elementul Nou subparagraf Model.

2. Creați un model simplu

Scop: crearea unui model tipic, vizualizarea unui semnal sinusoidal pe un osciloscop.

Modelul tipic integrează o undă sinusoidală și afișează rezultatul împreună cu unda în sine (Fig. 1).

Tip Simulinkîn linia de comandă MatLab sau faceți clic pe butonul de pe bara de instrumente - pe ecran vor apărea fereastra încă goală a modelului fără titlu și biblioteca de blocuri Simulink (Fig. 2).

Deplasând cursorul mouse-ului peste titlul ferestrei fără titlu și apăsând butonul stâng al mouse-ului, puteți muta fereastra modelului nou (fără titlu) în partea dreaptă a ecranului monitorului, astfel încât să puteți vizualiza simultan conținutul acesteia și conținutul biblioteci de blocuri.

Modelul generic utilizează blocuri din următoarele biblioteci:

Bibliotecă sursă - surse (Sine Wave - bloc sinusoid)

Biblioteca chiuvete - receptoare (Scope - bloc osciloscop)

Biblioteca liniara - elemente liniare (integrator - integrator)

Bibliotecă de conexiuni - bibliotecă de conexiuni (Mux - bloc)

Deschideți biblioteca sursă (surse) pentru a selecta o undă sinusoidală (SineWave). Pentru a deschide o bibliotecă, pur și simplu faceți dublu clic pe pictograma bibliotecii respective.

Simulink va afișa o fereastră care conține toate blocurile din biblioteca dată.

De exemplu, în biblioteca Surse, toate blocurile sunt surse de semnal (Fig. 3).

Puteți adăuga blocuri la modelul dvs. prin copierea lor din bibliotecă sau dintr-un alt model creat anterior. Pentru acest exercițiu, va trebui să copiați blocul Sine Wave. Pentru a face acest lucru, mutați cursorul peste el, apoi apăsați și mențineți apăsat butonul mouse-ului în această poziție.

Acum doar trageți blocul în fereastra modelului. Pe măsură ce îl mutați, conturul și numele blocului se deplasează odată cu el:

Când indicatorul se află în fereastra modelului în care doriți să plasați blocul, eliberați butonul mouse-ului. Astfel, o copie a blocului Sine Wave este acum în fereastra modelului.

În același mod, copiați restul blocurilor din schema tipică - un exemplu în fereastra modelului. De asemenea, puteți muta aceste blocuri dintr-un loc în altul în fereastra modelului, în același mod ca atunci când copiați un bloc. Un bloc poate fi mutat pe o distanță scurtă selectându-l și apăsând tasta de direcție dorită (săgeată).

După ce toate blocurile sunt copiate în fereastra modelului, modelul în sine ar trebui să arate cam așa:

Dacă te uiți îndeaproape la pictogramele blocului, vei vedea o paranteză unghiulară în partea dreaptă a blocului Sine Wave și trei astfel de paranteze în partea stângă a blocului Mux. Caracterul > care îndreaptă spre exterior din bloc este zi libera port. Dacă simbolul > este îndreptat către un bloc, atunci acesta intrare port . Semnalul trece de la portul de ieșire al unui bloc la portul de intrare al altuia printr-o linie de conectare. Când blocurile sunt conectate, simbolurile portului dispar:

Poate ați observat că blocul Mux are trei porturi de intrare, în timp ce există doar două semnale de intrare. Pentru a modifica numărul de porturi de intrare, deschideți caseta de dialog Bloc Mux făcând dublu clic pe bloc cu mouse-ul. Schimbare Numărul de intrări(număr de intrări) valoarea parametrului la 2, apoi faceți clic pe butonul închide(închide). Simulink va ajusta imediat numărul de porturi de intrare:

Acum este timpul să conectăm blocurile. Conectați blocul Sine Wave la portul de intrare de sus al blocului Mux: poziționați indicatorul mouse-ului pe portul de ieșire din partea dreaptă a blocului Sine Wave. Rețineți că forma cursorului s-a schimbat într-o cruce:

Faceți clic și țineți apăsat butonul mouse-ului în timp ce mutați cursorul peste portul de intrare de sus al blocului Mux. Observați că linia devine punctată în timp ce butonul mouse-ului este în jos și că atunci când cursorul se apropie de blocul Mux, forma acestuia se va schimba într-o cruce dublă.

Acum eliberați butonul mouse-ului. Blocurile sunt conectate. De asemenea, puteți conecta o linie la un bloc eliberând butonul mouse-ului în timp ce indicatorul se află în interiorul pictogramei bloc. Dacă faceți acest lucru, linia se va conecta la portul de intrare cel mai apropiat de cursor:

Dacă vă uitați din nou la modelul de referință din Figura 1, veți observa că una dintre linii conectează o linie la portul de intrare al celuilalt bloc. Acest așa-zis de ieșire linia, conectează ieșirea undei sinusoidale la integrator și transmite același semnal care trece de la blocul sinusoid la blocul Mux.

Desenarea liniei de ieșire este puțin diferită de desenul pe care tocmai l-ați făcut. Pentru a vă conecta la o linie existentă, procedați în felul următor:

1. Mai întâi plasați indicatorul pe linia dintre Unda Sinusoială și blocul Mux.

2. Apăsați și mențineți apăsată tasta Ctrl(Control) de pe tastatură. În acest caz, apăsați butonul stâng al mouse-ului, apoi trageți indicatorul acestuia către portul de intrare al integratorului (integrator) sau către această legătură în sine. (Fig. 13).

3. Eliberați butonul mouse-ului și butonul Ctrl. Simulink va desena o linie între punctul de pornire și portul de intrare al integratorului (vezi Figura 14). Același efect ar putea fi obținut într-un alt mod - după pasul 1 descris mai sus, puteți apăsa butonul drept al mouse-ului și trageți indicatorul acestuia către portul de intrare al integratorului până când indicatorul ia forma unei cruci duble, ca în Fig. 13.

4. Acum trebuie să conectați portul de ieșire al integratorului (Integrator) la portul de intrare inferior al blocului Mux. Faceți acest lucru în același mod ca cel descris mai sus pentru blocul SineWave și blocul Mux.

5. În același mod, conectați portul de ieșire al blocului Mux la portul de intrare al osciloscopului (Scope).

Aceasta completează crearea de legături între blocuri. După ce ați făcut toate acestea, modelul dvs. ar trebui să arate cam așa (Fig. 15):

Acum deschideți blocul osciloscopului pentru a vedea rezultatul modelului de ieșire pe care l-ați creat. Este mai bine să poziționați fereastra osciloscopului astfel încât să nu se suprapună (și, la rândul său, să nu fie deasupra) altor ferestre - în acest fel este mai convenabil să urmați procesul de simulare.

Rămâne să setați parametrii simulării (procesului) selectând elementul Parametri (parametri) din meniul Simulare (simulare). În caseta de dialog care apare, asigurați-vă că timpul de oprire este setat la 10 secunde (valoare implicită) - Figura 17. Închideți dialogul simulareparametrii(descrierea celorlalți parametri de modelare ai acestei ferestre poate fi găsită în fișierul „UTS_application.doc”) folosind butonul închide(închide). Simulink va aplica parametrii introduși și va închide caseta de dialog.

Alege o echipă start(Start) din meniu simulare(simulare) și priviți formele de undă de la intrarea osciloscopului. (Fig.18) Simularea se oprește când timpul specificat în caseta de dialog a trecut simulareparametrii(parametri de simulare) sau când selectați comanda Stop(oprire) din meniu simulare(modelare).

Parametrii modelului asamblat pot fi modificați. De exemplu, să setăm o amplitudine diferită a semnalului sinusoidal generat de blocul SineWave în modelul nostru asamblat. Pentru a face acest lucru, faceți dublu clic pe acest bloc. În caseta de dialog care apare (vezi Fig. 17)

setați o nouă valoare pentru Amplitudine: 2 (puteți schimba, de asemenea, atât Frecvența, cât și Faza). După aceea, apăsați butonul închideși rulați din nou simularea cu comanda start(Start) din meniu simulare. Ne uităm la rezultat în fereastră domeniul de aplicare.

Parametrii modelului pot fi specificați și ca vector. Să o arătăm pe exemplul unei legături de integrare în modelul nostru. Faceți dublu clic pe pictograma integratorului, va apărea caseta de dialog pentru parametrii acestuia:

Parametrul de stare inițială ( Iniţialăcondiție) trebuie setat așa cum se arată în Fig. mai mare, adică vector . Dacă începem acum procesul și ne uităm la rezultat în fereastră domeniul de aplicare(vezi Fig. 19), atunci poți

veți vedea deja 5 curbe, dintre care una (galben) este un semnal sinusoidal de intrare dat, iar celelalte 4 curbe sunt semnale de ieșire în conformitate cu 4 condiții inițiale diferite stabilite de noi pe integrator. În acest model simplu, obiectul de studiu este integratorul (Integrator), generatorul de semnal de intrare este generatorul sinusoid (SineWave), iar coordonata de ieșire este semnalul de la integrator.

Acest fișier conține descrierea modelului. Pentru a închide atât Simulink, cât și MatLab, selectați Ieșirematlab(ieșire) din meniu fişier(fişier). De asemenea, puteți tasta părăsi(ieșire) în fereastra de comandă MatLab (CommandWindow). Dacă doriți să părăsiți programul Simulink, dar să rămâneți în MatLab, atunci pur și simplu închideți toate ferestrele Simulink. Va apărea următoarea casetă de dialog (Figura 21)