Как открыть simulink в matlab

Автоматический запуск Simulink из Matlab

Использование современных программных средств, таких как Matlab/Simulink, позволяет существенно упростить анализ различных сложных систем. Скрипты Matlab позволяют в автоматическом режиме запускать схемы Simulink с изменением различных параметров.

Пройдите наш онлайн-курс по MATLAB/SIMULINK. Там вы научитесь пользоваться MATLAB как мощным калькулятором, создавать свои модели в SIMULINK, моделировать электрические цепи, а также сложные электроэнергетические системы с устройствами релейной защиты.

Такая задача может появиться, к примеру, при построении амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) некоторого фильтра. Если фильтр достаточно сложный, то его аналитическое описание не всегда представляется возможным. В таком случае прибегают к численным методам анализа.

Simulink позволяет представить рассматриваемый фильтр в виде совокупности элементов, из которого он состоит, и сымитировать его работу при подаче на него определённого входного сигнала, например, напряжения.

Известно, что АЧХ представляет собой характеристику, описывающую амплитуду выходного сигнала в зависимости от входного при различных частотах. То есть для её построения необходимо изменять частоту входного сигнала при неизменной амплитуде и измерять амплитуду выходного сигнала. Это итерационная процедура, которая может быть автоматизирована.

Рассмотрим простейший фильтр, представленный на рис. 1. Параметры фильтра R = 1 Ом, L = 10 мГн, C = 400 мкФ.

Рис. 1. Исследуемый фильтр

Для построения АЧХ необходимо при известной амплитуде входного напряжения U_вх измерять амплитуду выходного напряжения U_вых при различных частотах входного напряжения и формировать замер

Для этого в Simulink собрана схема, представленная на рис. 2. Сама модель в Simulink: circuit.mdl.

Рис. 2. Схема в Simulink для построения АЧХ фильтра

Таким образом, схему по рис. 2 необходимо прогонять определённое число раз, при этом изменяя частоту источника ЭДС и измеряя выходное напряжение с помощью вольтметра Voltage. Для этого воспользуемся следующим скриптом Matlab (сам скрип вы можете скачать: simulink_start.m):

Рис. 3. АЧХ исследуемого фильтра

Итак, в статье представлен пример использования запуска модели в Simulink с помощью скрипта в Matlab для построения АЧХ фильтра.

Рекомендуемые записи

Using modern software tools, such as Matlab / Simulink, can significantly simplify the analysis of…

The Matlab / Simulink software package allows you to simulate not only electrical networks, but…

Программный комплекс Matlab/Simulink позволяет моделировать не только электрические сети, но и многое другое, в том…

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Источник

Документация

Запустите программное обеспечение Simulink

Чтобы создать модели, используйте Редактор Simulink ® и Браузер Библиотеки.

Запустите программное обеспечение MATLAB

Первая модель, которую вы открываете в сеансе работы с MATLAB, занимает больше времени, чтобы открыться, чем последующие модели, потому что по умолчанию MATLAB запускает Simulink при открытии первой модели. Этот своевременный запуск Simulink уменьшает время запуска MATLAB и избегает ненужного использования системной памяти.

В зависимости от того, как вы запускаете MATLAB, используете команду:

В startup.m MATLAB файл

Откройте редактор Simulink

Чтобы открыть Редактор Simulink, вы можете:

Создайте модель. На вкладке MATLAB Home нажмите Simulink и выберите шаблон модели.

Откройте существующую модель. Чтобы открыть недавние модели, на вкладке MATLAB Home, нажимают Simulink.

Совет

Редактор Simulink открывается сверх рабочего стола MATLAB.

Откройте браузер библиотеки

Используйте любой из этих методов, чтобы открыть Браузер Библиотеки Simulink из MATLAB:

Браузер Библиотеки открывает и отображает структурный вид библиотек блока Simulink по вашей системе. Когда вы кликаете по библиотекам в дереве, содержимое библиотеки появляется на правой панели.

Примечание

Simulink идет с библиотеками блоков в дополнение к Библиотеке Simulink. Эта поддержка библиотек, симулирующая предоставленные модели в качестве примера, которые содержат блоки из тех библиотек. Однако можно сгенерировать код или изменить эти блоки только с лицензиями соответствующего продукта.

Связанные примеры

Больше о

Документация Simulink

Поддержка

© 1994-2019 The MathWorks, Inc.

1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.

2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.

4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.

5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.

Источник

Запуск Simulink

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Практического применения

среды моделирования MatLab\ Simulink

в лабораторных работах по курсу

«ТЕОРИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ»

Напрям підготовки 6. 050701

“Електротехніка та електротехнології”

Виробництвом та розподілом електроенергії ”

доц. кафедри автоматизація енергосистем

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.

Simulinkявляется достаточно самостоятельным инструментом MATLABи при работе с ним совсем не требуется знать сам MATLABи остальные его приложения. С другой стороны доступ к функциям MATLABи другим его инструментам остается открытым и их можно использовать в Simulink.Часть входящих в состав пакетов имеет инструменты, встраиваемые в Simulink

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).

Запуск Simulink

Для запуска программы необходимо предварительно запустить пакет MATLAB.Основное окно пакета MATLABпоказано на Рис. 2.1. Там же показана подсказка появляющаяся в окне при наведении указателя мыши на ярлык Simulink в панели инструментов.

Рис 2.1. Основное окно программы MATLAB

После открытия основного окна программы MATLAB нужно запустить программу Simulink.

Это можно сделать одним из трех способов:

Последний вариант удобно использовать для запуска уже готовой и отлаженной модели, когда требуется лишь провести расчеты и не нужно добавлять новые блоки в модель. Использование первого и второго способов приводит к открытию окна обозревателя разделов библиотеки Simulink (рис. 2.2).

Рис 2.2. Окно обозревателя разделов библиотеки Simulink

Источник

Документация

Запустите отладчик Simulink

Запуск с окна модели

В окне модели выберите Simulation> Debug> Debug Model.

Графический интерфейс пользователя отладчика открывается. Смотрите Графический интерфейс пользователя Отладчика.

Продолжите выбирать кнопки на панели инструментов.

Примечание

При выполнении отладчика в режиме графического интерфейса пользователя (GUI) необходимо явным образом запустить симуляцию. Для получения дополнительной информации смотрите, Запускают Симуляцию.

Примечание

Запуск с командного окна

В Окне Команды MATLAB войдите также

В обоих случаях, загрузки модели vdp в качестве примера в память, запускает симуляцию и останавливает симуляцию в первом блоке в образцовом списке выполнения.

Отладчик открывается, и командная строка отладчика появляется в окне команды MATLAB. Продолжите вводить команды отладчика в этой подсказке отладчика.

Связанные примеры

Больше о

Документация Simulink

Поддержка

© 1994-2019 The MathWorks, Inc.

1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.

2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.

4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.

5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.

Источник

Школа MATLAB. Урок 1. Моделирование устройств силовой электроники. Основные инструментарии Simulink

Краткие сведения

Система MATLAB (от слов Matrix Laboratory — матричная лаборатория) создана специалистами фирмы Math Works Inc. с привлечением большого количества партнеров. Существует она около двадцати лет. Это лицензионный программный продукт высочайшего уровня, который постоянно совершенствуется, что проявляется в появлении новых более совершенных версий. Так, в 2001 году фирма Math Works выпустила в свет версию MATLAB 6.1, ставшую явным лидером в классе подобных систем и получившую развитие в последующей версии MATLAB 6.5 (Release 13). Летом 2004 года фирмой Math Works объявлено о начале поставок MATLAB 7.0 (Release 14), но эта версия пока еще не получила должного распространения.

Размещается система MATLAB 6.5 (Release 13) на трех компакт-дисках и ее рекомендуется устанавливать на персональный компьютер на базе процессоров типа Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Xeon, AMD Athlon, Athlon XP при условии, что оперативная память имеет объем не менее 128 Mбайт (предпочтительнее 256 Mбайт). Полная версия системы занимает объем памяти на жестком диске свыше 1,1 Гбайт. Совмещается с Microsoft Word 8.0 (Office 97), Office 2000 или Office XP. В то же время, Office 95 не имеет полной поддержки. Установка системы MATLAB осуществляется в соответствии с инструкцией, расположенной на первом компакт-диске в файле install_guide.pdf (книга Installation Guide for Windows). Отметим, что вся документация системы MATLAB выполнена на английском языке.

Уроки школы MATLAB в журнале «Силовая электроника» рассчитаны на специалистов в области проектирования устройств силовой электроники, электропривода, систем автоматического управления, а также на аспирантов и студентов, обучающихся указанным специальностям. Предполагается, что читатель в достаточной мере знаком с персональным компьютером, пакетами Windows, Microsoft Office, имеет навыки работы с РС с помощью мыши. Желательно знание технического английского языка.

Введение

Система MATLAB представляет собой язык программирования высокого уровня, предназначенный для инженерных и научных вычислений и создания средств моделирования различных устройств и систем. Базируется на алгоритмах матричных вычислений с выполнением операций над наборами векторов, что определяет основное отличие этой системы от других известных пакетов — MathCAD, Maple, Mathematika и других. За счет матричного и векторного представления данных разработчикам удалось существенно повысить скорость вычислений, экономно использовать ресурсы памяти и обеспечить высокую точность расчетов. В MATLAB реализован модульный принцип построения с широкими возможностями модификации и расширения, что подтверждает состав этого продукта, а именно: несколько десятков пакетов прикладных программ и более двух сотен приложений и расширений, богатейшая библиотека функций (свыше 800), а также огромный объем документации, насчитывающий десятки тысяч страниц.

Для удобства пользования вся система MATLAB поделена на разделы, оформленные в виде пакетов программ, наиболее общие из которых образовали ядро. Другие пакеты объединены или существуют индивидуально в виде так называемых Toolboxes. Особо следует выделить пакет Simulink, предназначенный для моделирования линейных и нелинейных динамических систем. Он базируется на принципах визуальноориентированного программирования с использованием моделей в виде комбинаций компонентов-блоков, путем соединения которых между собой составляются функциональные модели устройств и систем. При этом математическая модель, описывающая поведение такой системы, формируется и решается автоматически. Для исследователя Simulink создает массу возможностей, начиная от функционального представления устройства и вплоть до генерирования кодов, используемых для программирования микропроцессоров. Пакет Simulink вместе с пакетом расширения SimPowerSystems (в более ранних версиях — Power Systems Blockset) являются основой для изучения и исследования устройств силовой электроники и электромеханических устройств.

Система MATLAB 6.5 объединена с версиями пакетов Simulink 5.0 и SimPowerSystems 2.3. Важно отметить, что оба указанных пакета снабжены обширными библиотеками. Библиотека Simulink содержит блоки, в основном ориентированные на моделирование конкретных устройств в виде функциональных схем. В нее входят источники сигналов, масштабирующие, линейные и нелинейные блоки, квантователи, интеграторы, дифференциаторы, измерители и т. д. В библиотеку SimPowerSystems входит набор блоков для имитационного моделирования электротехнических устройств в виде пассивных и активных электротехнических элементов, источников энергии, электродвигателей, трансформаторов, полупроводниковых элементов. С помощью Simulink и SimPowerSystems можно имитировать работу устройств во временной области, а также выполнять анализ их свойств — рассчитывать импеданс цепи, получать амплитудно- и фазочастотные характеристики, выполнять гармонический анализ токов и напряжений.

Несомненное достоинство Simulink и Sim PowerSystems состоит в возможности построения моделей сложных электротехнических систем на основе методов имитационного и функционального моделирования. Так для построения силовой части полупроводникового преобразователя используются блоки SimPowerSystems, имитирующие элементы и устройства, а в его системе управления — функциональные блоки Simulink, которые отражают алгоритм ее работы без представления электрической схемы. За счет такого подхода, в отличие от известных пакетов схемотехнического моделирования типа OrCAD, PSpice, DesignLab, Workbench и т. п., модель упрощается, экономится память, повышается скорость расчета и работоспособность ПК. Важно отметить, что после построения функциональной модели исключается сложный этап составления и решения алгебраических и дифференциальных уравнений и обеспечивается возможность визуального контроля поведения созданной модели и протекающих в ней процессов.

При построении моделей с применением элементов SimPowerSystems и блоков из библиотеки Simulink допустимо привлечение функций самой системы MATLAB, что существенно расширяет возможности моделирования электротехнических систем и полупроводниковых устройств. Несмотря на обширность библиотеки SimPowerSystems, возможны случаи, когда нужный блок как таковой в библиотеке отсутствует. В этих случаях пользователь может разрабатывать свои собственные блоки, используя имеющиеся в библиотеке элементы и применяя созданные подсистемы в Simulink. Все указанное позволяет утверждать, что SimPowerSystems и Simulink — это современные постоянно развивающиеся пакеты с широкими возможностями моделирования устройств силовой электроники, электромеханических устройств и систем автоматического управления.

Урок 1. Основные инструментарии Simulink

Цель первого урока состоит в знакомстве читателя с построением окон, которые необходимы для функционального моделирования в Simulink, и с применяемыми в них меню опций, кнопками управления и элементами контроля. Излагается порядок построения S-моделей и основные правила их редактирования. Даются краткие сведения по разделам библиотеки Simulink.

Запуск пакета Simulink

Рис. 1. Командное окно системы MATLAB 6.5

Работа с пакетом Simulink начинается с запуска системы MATLAB с помощью выведенного на «Рабочий стол» ярлыка (см. рисунок), либо через кнопку на панели задач Пуск/Программы/MATLAB (здесь и ниже через косую черту указывается последовательность нужных пунктов или действий в меню, подменю и т. д.). В результате открывается окно (рис. 1), содержащее:

Запуск пакета Simulink осуществляется одним из следующих способов:

Последний из перечисленных способов следует применять для запуска отлаженной модели, в которую не требуется добавлять какие-либо блоки. Сразу отметим, что под S-моде-лью понимается модель, созданная в Simulink, а под SPS-моделью — модель, созданная в SimPowerSystems. Основные манипуляции в процессе работы осуществляются с помощью левой кнопки мыши (в дальнейшем — ЛК мыши). Использование правой кнопки мыши (ПК мыши) будет оговариваться особо. Открывать окно браузера нужно в тех случаях, когда либо создается новая модель, либо в имеющуюся модель добавляются новые блоки из библиотеки.

Окно браузера библиотеки Simulink (рис. 2, сверху вниз) содержит:

Рис. 2. Окно браузера (обозревателя) библиотеки Simulink

При вызове окна браузера автоматически открывается раздел библиотеки Simulink в левой (подстрочное подменю в виде дерева) и правой (пиктограммы подразделов) частях окна. Заметим, в нижнем отделе списка левой части окна имеется строка с названием раздела SimPowerSystems. С разделами в левой части правила работы общие для подобных списков: в пиктограмме свернутого узла дерева знак «+», а у развернутого «-». Щелчком ЛК мыши по указанному знаку можно развернуть или свернуть узел дерева.

На панели меню окна браузера имеются 4 меню (рис. 2):

Кнопки, располагающиеся на панели инструментов окна браузера:

Окно для создания S-модели

Рис. 3. Окно для создания S-модели

Вновь открытое окно модели имеет имя Untitled— «Без названия» с соответствующим номером, если открыты несколько окон модели. При сохранении созданной модели в виде mdl-файла через пункты меню File-Save as… открывается окно сохранения в папку Work системы MATLAB. В нижнем текстовом окне следует набрать название модели и выполнить операцию сохранения. Название должно начинаться с букв (использовать только латинский шрифт) и содержать при необходимости цифры. В качестве разделителя допускается использовать только черту подчеркивания. Пример названия: Diod_3_04. После того, как выполнено сохранение, название модели автоматически присваивается в качестве названия окну.

Меню содержат опции для настройки, редактирования модели, управления процессом моделирования и т. п.:

При работе с моделью целесообразно пользоваться кнопками панели инструментов, основные из которых пронумерованы (рис. 3). Не проставлены номера у кнопок с общепринятыми обозначениями. Приведем перечень пронумерованных кнопок:

В строке состояния располагаются комментарии к задействованным кнопкам инструментов и к пунктам меню, на которых находится указатель мыши. Кроме того, в этой строке отражается состояние Simulink: Ready (Готов), Running (Выполнение), а также:

Более подробно функции указанных меню и инструментов рассматриваются ниже по мере надобности.

Построение S-модели

Рис. 4. Окно источников Sources (а) и приемников Sinks (б) сигналов в окне браузера Simulink

Найдем пиктограмму блока Constant (Источник постоянного сигнала), поместим на него указатель мыши и, нажав ЛК мыши, переместим блок в окно модели и отпустим ЛК. Пиктограмма блока, точнее, ее копия, останется в окне модели (рис. 5а). Это же перемещение можно осуществить так. Выделяется пиктограмма щелчком ЛК мыши и затем в окне браузера выполняется действие в меню Edit/Add to the current model. Выбранный блок сам переместится в окно модели. Вновь щелчком ЛК мыши в левой части браузера по пиктограмме Sinks вызовем в правой части набор пиктограмм блоков этого подраздела (рис. 4б). Найдем измерительный блок Display (Цифровой вольтметр). Перетащим пиктограмму с помощью ЛК мыши в окно модели (рис. 5б). Теперь необходимо соединить оба блока, чтобы собрать схему измерения. У блока Constant справа имеется «воронка» (маленький треугольник), направленная наружу (выход имеется у всех источников), а у блока Display она расположена слева и направлена внутрь (вход имеется у всех приемников). Соединение блоков возможно двумя способами:

В результате операции между блоками возникнет связь в виде соединительной линии со стрелкой, направленной к входу блока Display (рис. 5в). Теперь необходимо настроить блоки. У блока Constant выставляется выходное напряжение 10 В. При двойном щелчке ЛК мыши по пиктограмме этого блока открывается окно настройки Block parameters: Constant. В текстовом окне Constant value с клавиатуры надо исправить 1 на 10 (рис. 5г). Сохраняется введенное значение нажатием ЛК мыши кнопки Apply (окно при этом не закрывается) или кнопки Ok (введенное значение сохранится, а окно закроется). В пиктограмме блока Constant вместо 1 появится 10 (рис. 5д). Блок Display можно не настраивать, хотя настройки у него также имеются. Для запуска построенной модели следует нажать кнопку запуска Н. Процесс моделирования в такой задаче выполняется относительно быстро, что видно по изменениям надписей на строке состояния окна. По окончании на экране блока Display появляется результат измерения, равный 10 (рис. 5е). Итак, порядок действий при построении S-модели следующий:

Рис. 5. Порядок построения S-модели

Основные операции при редактировании S-модели:

При работе с блоками можно изменять пиктограммы и их окраску, разворачивать на плоскости, изменять и перемещать их названия (блочные подписи), шрифт текста и т. д. Эти действия сгруппированы в меню Format окна модели.

Основные разделы библиотеки Simulink

Рассмотрим основные блоки библиотеки Simulink, которые в дальнейшем будут использоваться при построении систем управления для устройств силовой электроники. Вызовем последовательно из окна браузера Simulink Library Browser библиотеку Simulink и раздел Sources.

Sources — источники сигналов

Генератор синусоидального напряжения Sine Wave

Пиктограмма генератора синусоидального напряжения.

Назначение — получение сигна ла синусоидальной формы с заданной частотой, амплитудой, фазой и смещением.

Окно параметров блока (рис. 6), вызываемое двойным щелчком ЛК мыши по пиктограмме генератора, содержит:

Рис. 6. Окно настройки параметров генератора синусоидального напряжения

Формирование сигнала осуществляется в соответствии с алгоритмом, выбираемым в текстовом окне Sine type: Time based или Sample based. В первом случае сигнал формируется по текущему времени для непрерывных систем

u = U_m sin (2xpixfxt + φ) + U₀

Параметры блока: Amplitude— амплитуда U_m, Bias — постоянная составляющая (смещение) в сигнале U₀, Frequency— частота f (рад/с), задается значение в (2xpixf), Phase— начальная фаза (рад), Sample time— такт дискретности TS, Interpret vector parameters as 1-D — интерпретация вектора как массива скаляров. В MATLAB число к обозначается «pi».

Во втором случае Sample based формирование сигнала осуществляется по количеству тактов в периоде

u = U_msin (2xpixfxkxTs + φ) + U₀ = U_m sin(2xpixk + l_φ))/N + U₀

где f — частота сигнала в Гц, N — количество тактов в секунду, k — номер текущего шага от 0 до N-1, l — начальная фаза, заданная количеством тактов.

Параметры блока: Amplitude— амплитуда U_m, Bias — постоянная составляющая в сигнале U₀, Sample per period — количество тактов за период N = 1/ (fxTS) или p = 2xpixN, Number of offset samples — начальная фаза в тактах дискретности l = ср xp/(2xpi), Sample time — такт дискретности TS, Interpret vector parameters as 1-D — интерпретация вектора как массива скаляров.

В качестве примера приведена функциональная модель (рис. 7а) и результат моделирования (рис. 7б) в виде временной диаграммы — осциллограммы. В модели использован новый блок измерения — осциллограф (Scope), который будет рассмотрен далее.

Рис. 7.
а) Функциональная модель с генератором синусоидального напряжения;
б) результат моделирования

Генератор ступенчатого сигнала Step

Пиктограмма генератора ступенчатого сигнала.

Назначение — получение сигнала в виде единичного скачка.

Параметры блока: Step time — время начала перепада сигнала, Initial value — начальное значение сигнала, Final value — конечное значение сигнала (оба значения могут быть положительными или отрицательными), Sample time — такт дискретности TS, Interpret vector parameters as 1-D— интерпретация вектора как массива скаляров, Enable zero crossing detection — определение прохождения сигнала через нуль.

Функциональная модель с генератором ступенчатого сигнала и осциллографом (Scope), а также результат моделирования приведены на рис. 8.

Рис. 8.
а) Функциональная модель с генератором ступенчатого сигнала;
б) результат моделирования (б)

Генератор импульсного сигнала Pulse Generator

Пиктограмма генератора импульсного сигнала.

Назначение— формирование импульсного напряжения.

Параметры блока: Pulse Type — способ формирования сигнала:

Amplitude — амплитуда, Period — период (задается в секундах для режима TB или количеством тактов для SB), Pulse width — ширина импульса (задается в процентах по отношению к периоду для TB или количеством тактов для SB), Phase delay— фазовая задержка (задается в секундах для режима TB или количеством тактов для SB), Sample time — такт дискретности TS, Interpret vector parameters as 1-D — интерпретация вектора как массива скаляров. Схема с использованием Pulse Generator и результаты моделирования приводятся на рис. 9.

Рис. 9.
а) Функциональная модель с генератором импульсного сигнала;
б) результаты моделирования (б)

Генератор сигналов Signal Generator

Пиктограмма генератора сигналов.

Назначение — формирование периодических сигналов.

Параметры блока: Wave form —вид формируемого сигнала:

Amplitude— амплитуда, Frequency— частота, Units — единицы измерения частоты (Hertz — Гц, rad/sec — рад/с), Interpret vector parameters as 1-D — интерпретация вектора как массива скаляров.

На рис. 10 представлены функциональная модель с Signal Generator и результат моделирования.

Рис. 10.
а) Функциональная модель с генератором сигналов;
б) результат моделирования пилообразного сигнала

Sinks — приемники сигналов

Вызовем раздел Sinks в окне браузера Simulink. В этом разделе библиотеки располагаются блоки для измерения и контроля сигналов. Наиболее часто используется измерительное устройство — осциллограф Scope, который следует рассмотреть подробнее.

Осциллограф Scope

Назначение — построение временных диаграмм сигналов.

Рис. 11.
а) Окно с осциллограммой;
б) панель инструментов для его настройки;
в) окно настройки оси координат

Дает возможность наблюдения за ходом процессов при моделировании. Окно для наблюдения за сигналами (окно осциллограммы) открывается двойным щелчком ЛК мыши по пиктограмме Scope, что выполняется на любой фазе моделирования. Такое окно с осциллограммой прямоугольных импульсов показано на рис. 11 а. Для настройки этого окна используются кнопки панели инструментов (рис. 11б):

Изменение масштаба осциллограммы:

Для настройки осциллографа используется окно задания параметров ‘Scope’ parameters, которое вызывается кнопкой Parameters и содержит две закладки: General — общие параметры и Data history — параметры сохранения сигнала в рабочем пространства Workspace системы MATLAB (рис. 12а и 12б соответственно). На закладке General задаются Number axes (число осей или число входов осциллографа); Time range (величина временного интервала, на котором отображается график — модельное время); Tick labels — вывод и скрытие осей и меток: all — подписи для всех осей; none — без осей и подписей к ним; bottom axis only — подписи горизонтальной оси только для нижнего графика. Sampling — установка параметров вывода графиков в окне: Decimation — прореживание (кратность вывода точек графика, так, при кратности 2 выводится каждая вторая точка); Sample time — шаг модельного времени (интервал дискретизации при отображении сигнала); Floating scope — изменяющийся режим (перевод осциллографа в изменяющийся режим).

Рис. 12. Окно настройки параметров Scope

На закладке Data history задаются следующие параметры: Limit data points to last — максимальное количество отображаемых расчетных точек графика (если этот флажок не установлен, то количество отображаемых точек определяется количеством расчетных значений); Save data to workspace — сохранить расчетные значения сигналов в рабочем пространстве MATLAB; Variable name — имя переменной для сохранения сигналов в рабочем пространстве; Format — формат данных для сохранения сигналов в рабочем пространстве: Array — массив; Structure — структура (массив записей); Structure with time — структура (массив записей) с дополнительным полем времени.

Графопостроитель XY Graph

Назначение — построение гра фика значений одного сигнала в функции другого.

Параметры блока: x-min и x-max — минимальное и максимальное значения сигнала по оси X; y-min и y-max — минимальное и максимальное значения сигнала по оси Y, Sample time— такт дискретности TS.

Другие блоки из библиотеки Simulink будут рассмотрены далее по мере надобности.

Установка параметров моделирования

Перед моделированием необходимо задать основные параметры анализируемых процессов. Для этого в окне модели выполняются действия в меню Simulation/ Simulation Parameters. Появляется окно (рис. 13), имеющее 5 закладок: Solver — решатель для установки параметров моделирования; Workspace I/O — ввод-вывод данных в рабочую область; Diagnostics — диагностика для настройки параметров диагностирования; Advanced — дополнительные параметры; Real-Time Workshop — параметры инструмента ‘Мастерская реального времени’.

Рис. 13. Окно настройки параметров моделирования решателя Solver (а) и ввода/вывода данных в рабочее пространство (б)

В закладке решателя Solver имеется три группы параметров (рис. 13а):

Важный момент при установке параметров решателя — это выбор метода интегрирования (Type) при решении дифференциальных уравнений: ode45, ode23, ode113, ode15s, ode23s, ode23t, ode23tb, которые отличаются друг от друга скоростью расчета и погрешностью получаемого решения. После списка Type приводится область, содержание которой зависит от выбора Fixed-step или Variable-step. При выборе Variable-step, который является предпочтительным, появляются поля для установки следующих параметров:

Погрешности вычислений при моделировании непрерывных систем по умолчанию задаются равными — относительная (Relative tolerance) 10 –3 и абсолютная (Absolute tolerance) auto или устанавливаются в требуемых пределах.

В нижней части настраиваются параметры вывода выходного сигнала моделируемой системы (Output options):

В закладке Workspace I/O (рис.13б) осуществляется управление вводом в рабочее пространство и выводом из него результатов моделирования. Имеются три поля:

Теперь рассмотрим, как выполняется выбор времени и шага моделирования. Предположим, нужно получить синусоидальный сигнал с амплитудой 4 В и частотой 20 Гц. Собираем схему из генератора Signal Generator (настраиваем его амплитуду и частоту) и осциллографа Scope и запускаем полученную модель. Результат в окне осциллограммы Scope получается неожиданный — на осциллограмме практически прямая линия (рис. 14а). Нажимаем кнопку «бинокль» (на рис. 11б кнопка 6). Получается временная диаграмма, далекая от синусоиды (рис. 14б). Причина этого явления объясняется неправильно выбранными параметрами моделирования.

Рис. 14. Окно осциллограммы при изменении параметров настройки

Для установки параметров моделирования необходимо знать частоту или период T получаемого сигнала. Если этот сигнал сложный, то следует иметь те же параметры для его высокочастотной и низкочастотной составляющих. В окне модели через меню Simulation/ Simulation Parameters вызывается закладка Solver. Шаг моделирования выбирается из простого требования — минимальный период сигнала должен на порядок или более превышать максимальный шаг моделирования At (шаг дискретизации). В нашем случае при T = 1/20 = 0,05 шаг выбирается At 05.09.2011 | Софт
Метки: MATLAB, Simulink
1 Комментарий

Комментарии на “ Школа MATLAB. Урок 1. Моделирование устройств силовой электроники. Основные инструментарии Simulink ”

Здравствуйте! Помогите пожалуйста составить график зависимости напряженности электрического поля для высоковольтной линиии напряжением 35 кВ

Источник