Пример моделирования динамической системы в среде Simulink системы компьютерного моделирования Matlab

Инструмент Simulink LTI-Viewer входит в состав пакета прикладных программ Control System Toolbox и предназначен для анализа линейных стационарных систем. С помощью данного инструмента можно легко построить частотные характеристики исследуемой системы, получить ее отклики на единичные ступенчатое и импульсное воздействия, найти нули и полюса системы и т. д. Рассмотрим пример моделирования динамической системы в среде Simulink LTI-Viewer.

1. Выполнить команду Tools\Linear Analysis... окна Simulink-модели.

Рисунок 4.1 – Model_Inputs_and_Outputs инструмента Simulink LTI-Viewer

В результате выполнения команды откроется окно Model_Inputs_and_Outputs как это показано на рисунке 4.1, а также пустое окно Simulink LTI-Viewer.

2. Установить блок Input Point на входе и блок Output Point на выходе исследуемой системы, как это показано на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 – Модель с установленными блокамиInput Point и Output Point

3. В окне LTI Viewer выполнить команду Simulink\Get Linearized Model.

Данная команда выполняет линеаризацию модели и строит реакцию системы на единичное ступенчатое воздействие. Результат выполнения данного пункта показан на рисунке 4.3

Рисунок 4.3 – Реакция системы на единичное ступенчатое воздействие

Если система имеет несколько входов и выходов и для всех них установлены блоки Input Point и Output Point, то на графике будет отображено несколько окон показывающих реакцию на каждом выходе при воздействии на каждый вход.

5. Для получения остальных характеристик системы необходимо выполнить команду Edit\Plot Configuration... в окне LTI Viewer. В результате выполнения этой команды откроется окно Plot Configuration, показанное на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 – Окно Plot Configuration

В открывшемся окне можно выбрать число отображаемых графиков (панель Select a response plot configuration) и вид отображаемых графиков (панель Response type). Для построения доступны следующие графики (диаграммы):

− step – реакция на единичное ступенчатое воздействие;

− impulse – реакция на единичное импульсное воздействие;

− bode – логарифмические амплитудная и фазовая частотные характеристики;

− bode mag – логарифмическая амплитудная частотная характеристика;

− nyquist – диаграмма Найквиста;

− nichols – годограф Николса;

− sigma – сингулярные числа;

− pole/zero – нули и полюса системы.

На рисунке 4.5 приведен пример окна Simulink LTI-Viewer с несколькими различными характеристиками исследуемой системы.

Рисунок 4.5 – Окно Simulink LTI-Viewer с несколькими графиками

Настройку внешнего вида графиков можно выполнить с помощью команды Edit\Line Styles…(установка вида и цвета линий, вида маркеров).