Описание пакета Simulink - Среда визуального моделирования Simulink

С помощью Simulink возможно быстрое создание, моделирование и управление детализированной блок-диаграммой системы, использующей предопределенные блоки.

Для запуска программы необходимо предварительно запустить пакет MATLAB. После открытия основного окна программы MATLAB нужно запустить программу Simulink. Выполнение этих действий приводит к открытию окна обозревателя разделов библиотеки Simulink (рис. 4.1).

Визуальный моделирование simulink спутник

окно обозревателя разделов библиотеки блоков

Рис. 4.1. Окно обозревателя разделов библиотеки блоков

Окно обозревателя библиотеки блоков содержит следующие элементы:

    1. Заголовок, с названием окна - Simulink Library Browser. 2. Меню, с командами File, Edit, View, Help. 3. Панель инструментов, с ярлыками наиболее часто используемых команд. 4. Окно комментария для вывода поясняющего сообщения о выбранном блоке. 5. Список разделов библиотеки, реализованный в виде дерева. 6. Окно содержимого раздела библиотеки (список вложенных разделов библиотеки или блоков) 7. Строка состояния, содержащая подсказку по выполняемому действию.

На рис. 4.1 выделена основная библиотека Simulink (в левой части окна) и показаны ее разделы (в правой части окна).

Библиотека Simulink содержит следующие основные разделы:

    1. Continuous - линейные блоки. 2. Discrete - дискретные блоки. 3. Functions &; Tables - функции и таблицы. 4. Math - блоки математических операций. 5. Nonlinear - нелинейные блоки. 6. Signals &; Systems - сигналы и системы. 7. Sinks - регистрирующие устройства. 8. Sources - источники сигналов и воздействий. 9. Subsystems - блоки подсистем.

Список разделов библиотеки Simulink представлен в виде дерева, и правила работы с ним являются общими для списков такого вида. При выборе соответствующего раздела библиотеки в правой части окна отображается его содержимое (Рис. 4.2).

окно обозревателя с набором блоков раздела библиотеки

Рис. 4.2. Окно обозревателя с набором блоков раздела библиотеки

Simulink содержит более 200 блоков, наиболее часто встречающихся при моделировании различных систем. Возможно как использование готовых блоков библиотеки, так и создание новых. Дополнительные библиотеки блоков (blocksets) позволяют расширить возможности Simulink для применения в аэрокосмической области, обработке сигналов, связи и в других приложениях.

Также возможно моделирование физических систем в Simulink SimMechanics и SimPowerSystems, обеспечивающих возможность построения механических и электрических систем соответственно.

Для создания модели в среде SIMULINK необходимо последовательно выполнить ряд действий:

    1. Создать новый файл модели с помощью команды File/New/Model, или используя кнопку на панели инструментов. 2. Расположить блоки в окне модели. 3. Далее, если это требуется, нужно изменить параметры блока, установленные программой "по умолчанию". 4. После установки на схеме всех блоков из требуемых библиотек нужно выполнить соединение элементов схемы. 5. После составления расчетной схемы необходимо сохранить ее в виде файла на диске, выбрав пункт меню File/Save As... в окне схемы и указав папку и имя файла. При повторных запусках программы SIMULINK загрузка схемы осуществляется с помощью меню File/Open... в окне обозревателя библиотеки или из основного окна MATLAB.

Также Simulink позволяет организовывать созданные модели таким образом, чтобы обеспечить наилучшую читабельность и понимание процессов, происходящих в системе, путем создания подсистем. Подсистема объединяет группы блоков и сигналов в один блок.

Также возможно разделение модели на отдельные компоненты и моделирование каждого компонента отдельно от остальных. Компоненты могут быть сохранены в качестве отдельных моделей или подсистем библиотеки. Далее их можно использовать для построения новых сложных систем.

Simulink позволяет определять и контролировать атрибуты сигналов и параметров, ассоциируемых с моделью. Сигналы представляют собой зависимые от времени величины, отображаемые в виде линий, которые соединяют блоки между собой. Параметры - это коэффициенты, помогающие определить динмику и поведение системы.

Атрибуты сигналов и параметров могут быть определены прямо на структурной схеме или отдельно описываемыми данными.

Можно определить следующие атрибуты сигналов и параметров:

    - тип данных; - размерность - скаляр, вектор или матрица; - тип числа - действительное, мнимое или комплексное; - минимальное и максимальное значение.

В Simulink модели также можно вставлять коды, написанные в MATLAB, C, Fortran или Ada, что позволяет представить алгоритм функционирования модели удобным для пользователя способом.

Отладчик Simulink является инструментом для поиска и диагностирования ошибок в моделях Simulink. Он дает возможность точно определить проблемы, выполняя моделирование постепенно с отображением значений входных и выходных сигналов любого из интересующих блоков модели. Simulink-отладчик имеет и графический, и интерфейс пользователя командной строки. Графический интерфейс позволяет наиболее удобно использовать основные возможности отладчика. Интерфейс командной строки дает способ обращаться ко всем возможностям отладчика. Пользователь, как правило, работает с графическим интерфейсом отладчика и обращается к интерфейсу командной строки по мере необходимости.

После построения модели в Simulink возможно моделирование динамики и отображение результатов в реальном масштабе времени. В Simulink реализовано несколько инструментов, позволяющих увеличить скорость и точность моделирования. Например, решатели с фиксированным и изменяемым шагом интегрирования.

Решатели - это алгоритмы численного интегрирования, которые вычисляют динмику системы во времени, используя информацию, содержащуюся в модели. В Simulink реализовано несколько видов решателей, что позволяет проводить моделирование для широкого круга систем, включающих непрерывные, дискретные и гибридные системы любой размерности.

Пользователь может определять опции моделирования, включающие тип и свойства решателя, время начала и окончания моделирования, а также место загрузки и сохранения данных.

После установки опций моделирования к заданной модели можно запускать моделирование либо путем использования графического интерфейса Simulink (GUI) , либо из командной строки MATLAB.

Для анализа системы, визуализации результатов, тестирования Модели и добавления пояснений в Simulink включено несколько инструментов.

Для визуализации результатов работы системы можно использовать дисплеи и осциллографы реализованные в Simulink, или пользователь может сам построить собственный дисплей, используя MATLAB.

В Simulink также реализованы инструменты, позволяющие генерировать любые тестовые сигналы, например Signal Builder. Формально задать требования к модели и протестировать ее н соответствие этим требованиям можно с помощью Simulink Verification and Validation.

Добавить пояснения в Simulink модель легко. Это можно сделать прямо на структурной схеме, а также в свойствах отдельных блоков.

Похожие статьи




Описание пакета Simulink - Среда визуального моделирования Simulink

Предыдущая | Следующая