56 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАКЕТА SIMULINK/MATLAB ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ - Страница 7

б) введите в модельное окно перед блоком  Scope блок Demux (демультиплексор) из категории  Signal & Systems,  чтобы векторный сигнал блока Scope разложить на три скалярных сигнала, и соедините выход блока Demux  с  входом   блока  Scope  (рис. 50).   На  вход    блока   Demux    подайте

векторный сигнал, приложенный до введения числа в поле Number of axes к блоку Scope (рис. 47);

 

 

 

Рис. 50

 

в) запустите блок-схему, в подокнах Scope отображаются три скалярных сигнала.

5.4. Чтобы установить временной интервал, на котором блок Scope отображает (динамику) (поведение) входного сигнала, другими словами, верхнее ограничение оси x (оси времени):

введите в текстовое поле Time range (интервал) вкладки General окна 'Scope' Properties требуемое число. Если интервал отображения входного сигнала (Time range) меньше интервала моделирования, установленного с помощью текстовых окон Start time и Stop time из окна настроек Simulation Parameters: <название системы> (рис. 46), то Simulink  отображает лишь поведение входного сигнала в последний отрезок времени, равный значению, введенному в поле  Time range. При этом в нижней части блока Scope появляется надпись Time offset (добавляемое время) с указанием числа секунд.

При этом ось времени  начинается от 0 и занимает интервал отображения  входного сигнала. Следовательно, чтобы определить истинное время, надо добавить к значению времени, которое отображается на оси  x, добавляемое время.

По умолчанию интервал изображения входного сигнала выбирается автоматически, равным интервалу моделирования,  о чем свидетельствует слово auto в поле Time range.

5.5. Чтобы выбрать шаг, с которым будет отображаться входной сигнал в окне Scope, другими словами, период дискретизации входного сигнала, используемый при его отображении в окне Scope:

а) выберите команду Sample Time, используя раскрывающийся список в левом поле группы полей Sampling вкладки General;

б) введите желаемое численное значение периода дискретизации входного сигнала в правое поле границы полей Sampling. Заметим, что при отображении входного сигнала его дискретные значения, полученные в результате дискретизации, фиксируются на период дискретизации, так что отображаемый сигнал имеет “ящичную”  структуру, аналогичную той, которая имеет место на выходе дискретных элементов, входящих в категорию Discrete.

Мы ограничились рассмотрением лишь одного из способов анализа результатов моделирования, а именно использования блока Scope. Однако следует сказать, что Simulink  позволяет применить и другие способы анализа, связанные, например, с использованием мощных графических средств MATLAB [1].

 

6. ПЕЧАТАНИЕ БЛОК-СХЕМ

 

Если вам требуется получить печатную копию блок-схемы, то, используя команду Print… из меню модельного окна File, вы имеете выбор, печатать ли текущий уровень (Current system) блок-схемы (все блоки, изображенные в модельном окне); текущий уровень и ниже (Current system and below), т.е. печатать содержимое всех составных блоков  (подсистем) нижних уровней; текущий уровень и выше (Current system and above), т.е. печатать выбранную подсистему и все  подсистемы более высокого уровня, в состав которых входит выбранная подсистема; печатать блок-схемы всех подсистем(All systems), входящих в состав блок-схемы системы.

6.1. Чтобы напечатать блок-схему:

а) сделайте одно из двух:

- из панели инструментов модельного окна щелкните значком в виде

принтера  ;

- из меню File модельного окна  выберите команду Print…;

б) выберите соответствующие параметры печатания;

в) щелкните кнопкой ОК.

 

7. СОХРАНЕНИЕ БЛОК-СХЕМ

 

Если в процессе моделирования вы вносите изменения в созданную вами блок-схему, то они носят временный характер. Чтобы закрепить эти изменения, вы должны записать их на диск, т.е. сохранить блок-схему со всеми внесенными вами изменениями.

7.1. Чтобы сохранить существующую блок-схему:

а) сделайте одно из двух:

- из панели инструментов щелкните значком ;

- из меню File выберите команду Save.

Вы можете  использовать команду Save as… из меню File, когда хотите сохранить измененную блок-схему под новым именем. Эта команда удобна тогда, когда вы хотите внести изменения в существующую на экране блок-схему, а затем сохранить их и в то же время не хотите потерять оригинальную (первоначальную) версию изменяемой блок-схемы. Заметим, что Simulink сохраняет блок-схему, используя модельный файл с расширением .mdl,  который содержит блок-схему и свойства блоков, т.е. содержит всю информацию, необходимую для открытия блок-схемы в следующих сеансах работы в Simulink.

Замечание. В конце каждого сеанса работы обязательно выбирайте  команду Save или Save as…, с тем чтобы все изменения блок-схемы были сохранены для последующей работы.

 

8. СОХРАНЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ СИГНАЛА

 

При динамическом моделировании возникает необходимость сохранения значений тех или иных сигналов, таких, как управляемая величина, ошибка управления, управляющее воздействие, полученных в результате симуляции с целью использования при дальнейшем исследовании блок-схемы системы управления.

8.1. Чтобы сохранить значения какого-либо сигнала, имеющего место в блок-схеме, в рабочей области (пространстве) MATLAB:

а) введите в модельное окно блок  Out1 (выходной порт) из категории Signal & Systems и подайте на его вход сигнал, значения которого вы хотите сохранить, например сигнал y(t);

б) из меню Simulation модельного окна выберите команду Simulation parameters…. Открывается окно Simulation Properties настроек параметров моделирования;

в) на вкладке Workspace I/0 (рабочая область вход/выход)  в группе полей  Save to workspace (записать в рабочую область) активизируйте поле (строку) ввода  Time, позволяющее указать имя вектора, в котором будут сохраняться значения моментов времени, используемых Simulink для вычисления исследуемого сигнала (по умолчанию вектор имеет имя tout);

г) на вкладке Workspace I/0 активизируйте в той же группе поле (строку) ввода Output, которое определяет возможность записи значений исследуемого сигнала, соответствующих вектору времени  tout, в  вектор с названием yout по умолчанию. Остальные параметры можно оставить без изменения;

д) запустите блок-схему и дождитесь окончания динамического моделирования.

8.2. Чтобы получить информацию о сигнале y(t),  используя рабочую область:

а) введите в командное окно после приглашения >> команду

[t,y]=sim('название системы').

Аргумент правой части соответствует названию исследуемой блок-схемы;

б) нажмите команду Enter.  В командном окне появляются значения векторов t и  y.

Во многих случаях желательно получить не только информацию о сохраненных значениях сигнала, например сигнала y(t), но и график изменения этого сигнала.

8.3. Чтобы получить график изменения сигнала y(t) (вектора yout), используя рабочую область MATLAB:

-         введите в командное окно команду  plot (tout, yout).

Появляется окно Fig.1, в котором изображен график зависимости y(t).

 

 

 

Приложение

 

 

 

Список основных блоков, используемых для построения

блок-схем линейных систем управления

 

 

 

Блок

Категория

Назначение

1

2

3

Step (скачок)

Sources (генераторы сигналов)

Генерирует ступенчатый сигнал

Constant (постоянная величина)

Sources

Генерирует постоянный сигнал

Transfer Fcn (передаточная функция в обычном виде)

Continuous (непрерывные системы)

Моделирует линейную систему с одним входом и одним выходом, заданную передаточной функцией в обычном виде

Zero-Pole (передаточная функция, заданная нулями, полюсами и приведенными коэффициентами усиления)

Continuous

Моделирует линейную систему с одним входом и одним выходом, заданную передаточной функцией, представленной нулями, полюсами и приведенным коэффициентом усиления

State-Space (пространство состояний)

Continuous

Моделирует многомерную линейную систему, представленную уравнениями в переменных состояния

Integrator (интегратор)

Continuous

Осуществляет численное интегрирование входного сигнала

Transport Delay (временное запаздывание)

Continuous

Задерживает входной сигнал на установленное время

Discrete Transfer Fcn (передаточная функция дискретного фильтра в обычном виде)

Discrete

Моделирует дискретный фильтр с одним входом и одним  выходом, представленный передаточной функцией в обычном виде

Discrete Zero-Pole (передаточная функция дискретного фильтра, заданная нулями, полюсами и приведенным коэффициентом усиления)

Discrete

Моделирует дискретный фильтр с одним входом и одним  выходом,   заданный передаточной функцией, представленной  нулями, полюсами и приведенным коэффициентом усиления)

Discrete -Time Integrator (дискретный интегратор)

Discrete

Осуществляет суммирование значений входной числовой последовательности

Discrete State-Space  (пространство состояний дискретного фильтра)

Discrete

Моделирует многомерный дискретный фильтр, представленный уравнениями в переменных состояния

Unit Delay (блок запаздывания)

Discrete

Задерживает дискретный сигнал на один период дискретизации

Sum (сумматор)

Math (математические блоки)

Осуществляет алгебраическое суммирование двух и более входных сигналов

Gain (усилитель)

Math

Умножает входной сигнал на постоянную величину

Produсt (умножитель)

Math

Осуществляет умножение/деление нескольких входных сигналов

Inport (входной порт) и Outport (выходной порт)

Signal & Systems (сигналы и системы)

Обеспечивает обмен данными между подсистемами (составными блоками) блок-схемы, а также между блок-схемой и рабочей областью MATLAB

Mux (мультиплексор)

Signal & Systems

Объединяет входные  сигналы в один векторный выходной сигнал

Demux (демультиплексор)

Signal & Systems

Разделяет входной векторный сигнал на скалярные выходные сигналы

Goto (передатчик)

и From (приемник)

Signal & Systems

Обеспечивают пересылку данных между блоками модели (блок-схемы)

Subsystem (подсистема)

Signal & Systems

Представляет собой заготовку для создания подсистемы

From Workspace (ввод из рабочей области (поля))

Sources (генераторы сигналов)

Осуществляет ввод в блок-схему данных непосредственно из рабочей области

From File (ввод из файла)

Sources

Осуществляет ввод в блок-схему данных, хранящихся в MAT-файле

Ramp

Sources

Генерирует сигнал, изменяющийся с постоянной скоростью

Sine Wave

Sources

Генерирует  гармонический сигнал

Signal Generator (генератор сигнала)

Sources

Генерирует непрерывный сигнал произвольной формы

Scope (график)

Sinks (регистраторы сигналов)

Отображает графически результаты динамического моделирования

XY Graph (двумерный график)

Sinks

Обеспечивает создание двумерных графиков в прямоугольной  (декартовой) системе координат

To Workspace (запись в рабочую область)

Sinks

Обеспечивает сохранение результатов моделирования в рабочей области

To File (запись в файл)

Sinks

Обеспечивает сохранение результатов моделирования в MAT-файле

Fcn (функция)

Function & Tables

Вычисляет любое доступное для MATLAB выражение, аргументом которого является значение входного сигнала

 

 

 

Библиографический список

 

  1. Лазарев Ю.Ф. MATLAB 5.Х. К.: Издательская группа BNV, 2000. 384 с.
  2. Гультяев А.В. MATLAB 5.2. Имитационное моделирование в среде WINDOWS: Практическое пособие. СПб.: Корона Принт, 1999. 288 с.
  3. Гультяев А.В. Визуальное моделирование в среде MATLAB, учебный курс.СПб.: Питер, 2000. 432 с.
  4. Филлипс Ч., Харбор Р. Системы управления с обратной связью. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. 616 с.
  5. Использование пакета VISSIM для исследования систем управления (Построение блок-схем): Метод.указ./А.И.Бобиков. Рязан. гос. радиотехн. акад. Рязань, 2001. 24 с.
  6. Андриевский Б.Р. Избранные главы теории автоматического управления с примерами на языке MATLAB. СПб.: Наука, 1999. 467 с.
  7. Дорф Р., Бишоп Р., Современные системы управления. М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. 832 с.

8. Дьяконов В. Simulink 4. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2002.

528 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Введение………………………………………………………………………3

1. Запуск программы………………………………………………………….....4

2. Создание блок-схем…………………………………………………………..5

2.1. Создание новой блок-схемы……………………………………………….6

2.2. Выбор и размещение блоков………………………………………………8

2.3. Соединение блоков………………………………………………………..10

2.4. Изменение конфигурации линий связи………………………………….12

2.5. Обозначение (метка) сигнала…………………………………………….13

2.6. Выделение блоков…………………………………………………………14

2.7. Перемещение и копирование блоков…………………………………….15

2.8. Установка и изменение параметров блока………………………………16

2.9. Удаление блоков…………………………………………………………..17

2.10. Поворот блоков…………………………………………………………...17

2.11. Изменение размеров блока………………………………………………17

2.12. Изменение названия блока………………………………………………18

2.13. Создание составных блоков (подсистем)………………..……………..18

2.14.Маскирование составных блоков (подсистем)………………………….20

2.15. Использование контекстно-зависимого меню правой клавиши мыши     для введения команд……………………………………………………….......28

3. Построение блок-схем линейных систем управления…………………….29

3.1.Построение блок-схем линейной системы управления с помощью динамической структурной схемы……………………………………………29

3.2. Построение блок-схем систем управления с одним входом и одним выходом с помощью операционной структурной схемы……………………43

3.3. Построение блок-схемы многомерной линейной системы управления с помощью блока State-Space (пространство состояний)   ……………………48

3.4. Построение блок-схемы многомерной системы управления с обратной связью по состоянию……………………………………………………………49

3.5. Построение блок-схем нелинейных систем управления………………...51

4. Динамическое моделирование………………………………………………53

5. Наглядное представление результатов динамического моделирования…54

6. Печатание блок-схем…………………………………………………………58

7. Сохранение блок-схем……………………………………………………….58

8. Сохранение значений сигнала……………………………………………….59

Приложение……………………………………………………………………..60



 
опыт предыдущих кампаний. работы каждой турбины при необходимости. экспертиза и оценка . юридические услуги . индивидуальная оценка комнаты . юридические услуги для бизнеса . Информация: Юрист севастополь