Початок роботи з пакетом Simulink

Лабораторна установка представляє модель, створену в програмному пакеті MATLAB, середовищі для моделювання Simulink. Наведені схеми орієнтовані на програмне забезпечення MATLAB 6.5.

Для початку роботи, після запуску MATLAB необхідно створити директорію, в якій буде виконуватись робота. Для цього у вікні Current Directory (Відкрити і закрити це вікно можна встановленням або зняттям прапорця в головному меню View►Current Directory) натиснути кнопку New Folder і задати ім’я директорії. Виділивши створену директорію слід додати її до переліку робочих директорій MATLAB. Для цього необхідно обрати пункт меню FILE►Set Path…. У вікні, що з’явиться, натиснути кнопку Add Folder…, вибрати створену директорію та натиснути OK, після чого натиснути кнопки Save, Close. Отриману директорію необхідно відкрити, і після відкриття створеної директорії у вікні Current Directory, вона стане поточною для наступних дій.

Для створення нової моделі слід обрати пункт меню File►New►Model. Для додавання нових елементів, у вікні, що відкрилось, слід обрати пункт меню View►Library Browser. В цьому вікні зліва наведені доступні бібліотеки, а справа – вміст виділеної бібліотеки. Для додавання елемента до моделі необхідно перетягнути його у робочу область з бібліотеки.

Для відкриття вікна параметрів блока слід двічі клікнути лівою кнопкою миші по блоку в моделі. Для копіювання елементів можна використовувати перетягання правою кнопкою миші. Кожен блок має вхідні і вихідні порти, що можуть бути поєднані між собою за допомогою лівої кнопки миші.

Для настройки параметрів моделювання можна скористатись пунктом меню Simulation►Simulation Parameters. Для запуску та зупинки симуляції можна скористатись кнопками Start Simulation і Stop Simulation.

Для виведення графічних даних доцільно скористатись блоком Scope бібліотеки Simulink\Sinks. При відкритті цього блока з’являється вікно, що демонструє результати попередньої симуляції. Для аналізу даних, отримані результати можна отримати у вигляді масивів даних. Для цього у вікні блока слід натиснути кнопку Parameters. Важливим параметром є число координатних площин (число входів) – Number of Axes. У вкладці Data history слід прибрати прапорець Limit data points to last та поставити прапорець Save data to Workspace, що дозволить зберегти результати симуляції у змінну, ім’я якої слід задати у полі Variable name. Тип представлення даних Format доцільно обрати як Array.

Остаточна обробка даних може бути виконана у програмному середовищі. Для створення нової програми у головному вікні слід обрати пункт меню File►New►M-File. Програма має бути одразу збережена у поточну папку роботи і представляє собою перелік команд для почергового виконання. Для запуску готової програми треба натиснути кнопку Run, при цьому програма буде збережена на диску і запущена. Виконання проходить з початку програми і до закінчення, або до першої помилки. В разі виникнення помилки – інформація про неї буде виведена в головному вікні MATLAB - Command Window.

Даний комплекс лабораторних робіт передбачає використання програмного пакету лише для побудови графіків отриманих величин, тому в даних методичних вказівках подані лише необхідні для цього команди.

При використанні описаного раніше блоку Scope, в пам’яті буде збережено змінну, ім’я якої задано в блоці. Фактично – це матриця, що містить два і більше стовпців. Перший – значення часу, другий – значення першого сигналу в указані моменти часу, третій – другого сигналу, якщо він є. Для виклику елементів матриці використовується наступний синтаксис: Ім’я_Змінної(Line,Col), де Line і Col – номера строки і стовпця. Слід зазначити, що крім цифри може використовуватись символ «:», який означає «всі». Таким чином, запис Mass(:,1) дозволяє звернутися до всіх елементів першого стовпця масиву під іменем Mass.

Створену програму доцільно починати з двох строк:

clc

close all

Ці строки дозволяють очистити область виводу інформації (clc) та закрити всі відкриті раніше вікна побудови графіків (close all). За цими командами починається основний текст програми. Нижче наводяться функції, що використовуються для побудови графіків:

figure(n) – робить активним графічне вікно номер n, або створює нове вікно з таким номером, якщо воно не було створено раніше.

plot(x,y,k) – в активному графічному вікні будує графік y=f(x) по точках, що містяться в масивах x і y. Розміри масивів повинні бути однаковими. Аргумент k – параметр виводу, що характеризує колір та тип лінії і записується у наступному форматі: ‘КолірТип’. Приклади форматів кольорів: r – червоний, b – синій, g – зелений, k – чорний, y – жовтий. Типи ліній: «-» - суцільна лінія, «--» - пунктирна лінія. Приклад параметра виводу для чорної пунктирної лінії ‘k--'. Приклад побудови червоною суцільною лінією першого сигналу від блоку Scope, в якому вказано ім’я змінної Mass: plot(Mass(:,1),Mass(:,2),’r-’).

hold on – вмикає режим побудови графіків на одній площині. Після вмикання режиму всі побудови будуть накладатись одна на іншу. Використовується для побудови кількох сигналів на одній координатній площині.

hold off – вимикає режим побудови графіків на одній площині. Кожен наступний графік будується на пустій площині, вся попередня інформація, що там містилась знищується.

xlabel(‘text’), ylabel(‘text’), title(‘text’) – в активному графічному вікні створюють підписи вісі Х, вісі У та підпис всього графіка. Text – бажаний надпис.

grid on - в активному графічному вікні будує масштабну сітку.

Legend(‘str1’,’str2’,……,0) – в активному графічному вікні додає до графіка легенду. Str – текст для відповідного сигналу.

Нижче наведено приклад програми для побудови двох графіків, один з яких повинен містити сигнал, що збережений у змінній Signal1, а другий – одночасно Signal1 і Signal2. Обидва сигнали взяті із різних блоків Scope. Графіки представляють собою суцільні лінії, для другого графіка необхідно побудувати сигнали різними кольорами та додати легенду.

clc

close all

figure(1)

plot(Signal1(:,1), Signal1(:,2),’k-’)

grid on

xlabel(‘t, c’)

ylabel(‘signal1’)

figure(2)

hold on

plot(Signal1(:,1), Signal1(:,2),’b-’)

plot(Signal2(:,1), Signal2(:,2),’r-’)

grid on

xlabel(‘t, c’)

title(‘signals’)

legend(‘Signal#1’,’Signal#2’,0)