Скачать:  

Лабораторная работа

       Отчет по лабораторной работе №1

  ИЗУЧЕНИЕ ПАКЕТА SIMULINK И ПРИНЦИПОВ ВИЗУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Цель работы: изучение основных возможностей системы Matlab и ее подсистемы Simulink, как эффективного средства математического моделирования и исследования электромеханических и мехатронных систем..

Общие сведения

Программа Simulink является приложением к пакету MATLAB. При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области, в которой он работает.

Simulink является достаточно самостоятельным инструментом MATLAB и при работе с ним совсем не требуется знать сам MATLAB и остальные его приложения. С другой стороны доступ к функциям MATLAB и другим его инструментам остается открытым и их можно использовать в Simulink. Часть входящих в состав пакетов имеет инструменты, встраиваемые в Simulink (например, LTI-Viewer приложения Control System Toolbox – пакета для разработки систем управления). Имеются также дополнительные библиотеки блоков для разных областей применения (например, Power System Blockset – моделирование электротехнических устройств, Digital Signal Processing Blockset – набор блоков для разработки цифровых устройств и т.д).

При работе с Simulink пользователь имеет возможность модернизировать библиотечные блоки, создавать свои собственные, а также составлять новые библиотеки блоков.

При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.

Преимущество Simulink заключается также в том, что он позволяет пополнять библиотеки блоков с помощью подпрограмм написанных как на языке MATLAB, так и на языках С + +, Fortran и Ada.

Выполнение работы

1 Запускаем Matlab. При этом открывается пользовательский интерфейс, открывающий доступ к главному окну, в котором имеется доступ к меню и кнопке Start, при помощи которой можно запускать установленные приложения Matlab. В главном окне “по умолчанию” размещены рабочие окна: Command Window, Workspace и Command History.

Рисунок 1

Окно Command Window – предназначено для ввода команд пользователя и получения ответа от системы. В этом окне создается программа пользователя.

Окно Workspace – содержит рабочие массивы.

Окно Command History – хранит историю команд.

Используя команды меню View и File-Preferences, пользователь может изменить настройки интерфейса установленные по умолчанию, или сохранившиеся от предыдущей сессии.

2 Для создания модели исследуемой системы ввели команду File-New-Model. При этом откроется новое окно с именем untitled, в котором пользователь может создать структуру исследуемой системы из типовых блоков, хранящихся в библиотеках.

Рисунок 2

Доступ к библиотекам открывается из меню главного окна, или окна проекта пользователя при помощи команды View-Library-Browser (удобно воспользоваться кнопкой на панели).

Окно Simulink Library Browser, содержит перечень основных разделов библиотеки, каждый из которых содержит вложенные подразделы, соответствующей тематики.

Рисунок 3

3.  Раскрыли поочередно каждый из подразделов библиотеки Simulink, изучили их состав и отразили его в отчете.

4 Пользуясь модулями, имеющимися в разделах библиотеки Simulink, подготовили модель устройства, выполняющего интегрирование суммы постоянного и гармонического сигналов.

Для этого «перетащили» с помощью мыши нужные модули в рабочее окно, обозначенное untitle. Перенесенные из библиотеки блоки соедините линиями связи в соответствии со схемой, которая представлена на рис.4.

Рисунок 4

5 Открыли раздел меню Simulation и подраздел Parameters. Установили значения параметров моделирования. Ввели время моделирования. За этот период должны завершиться переходные процессы в исследуемой системе.

Рисунок 5

6  Выделив на модели блок Sine Wave щелкнули правую кнопку мыши и установили единичные амплитуду и частоту параметров сигнала блока (Block Parameters)

Рисунок 6

7 Нажав кнопку Start, промоделировали процессы в исследуемой системе и просмотрели графики изменения контролируемых переменных.

8. Выбрали масштабы просмотра полученных кривых на Function и Integral  (удобно использовать кнопку Autoscale).

9.  Зафиксировали графики в отчете

Рисунок 7

Вывод: изучили основные возможности системы Matlab и ее подсистемы Simulink, выписали общие сведения, ыбл осуществлен , запуск Simulink основное окно программы MATLAB, обозреватель разделов библиотеки Simulink, как эффективного средства математического моделирования и исследования электромеханических и мехатронных систем..