Задание:

Получить навыки создания и анализа работы моделей Simulink. Изучить существующие блоки библиотеки Simulink и научиться их параметризации.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Построить в Simulink следующую модель(рис.1):

Рис. 1 Модель Simulink.

Для этого использовать следующие блоки:

– Sine Wave – Источник синусоидального воздействия;

– Constant – Источник постоянного воздействия;

– Step – Источник одиночного перепада;

– Integrator – Интегрирующий блок;

– Mux – Блок мультиплексора;

– Scope – осциллограф для наблюдения временных и иных зависимостей;

– Gain – Блок масштабирования;

– Sum – Блок суммирования;

2. Изучение блоков «Sources» (Источники сигналов и воздействий)

Промоделировать систему при различных параметрах источников сигналов (источник синусоидального воздействия, источник постоянного воздействия, источник одиночного перепада). Привести графики сигналов на выходах системы, проанализировать результаты.

3. Изучение блока «Integrator» (Интегрирующий блок)

Промоделировать систему при различных значениях параметра «Initial condition» (начальное состояние). Привести графики сигналов на выходах системы, проанализировать результаты.

4. Изучение обратных связей (ОС)

Промоделировать систему при различных значениях блока «Gain» (Блок масштабирования). Рассмотреть вариант ООС (отрицательной ОС) и ПОС (положительной ОС). Привести графики сигналов на выходах системы, проанализировать результаты.

5. Изучение параметров моделирования системы

Промоделировать систему при различных параметрах моделирования:

– время моделирования (Simulation time);

– тип решения (Variable-step solvers – решение с переменным шагом, Fixed-step solvers – решение с фиксированным шагом);

– метод моделирования;

– шаг интегрирования;

– точность интегрирования.

Привести графики сигналов на выходах системы, проанализировать результаты.

Раздел II Основы работы с Stateflow

Общие сведения

Программное средство Stateflow является расширением системы Simulink, которое представляет собой среду для построения и моделирования событийно-управляемых систем. Для моделирования конечных автоматов можно использовать стандартные логические блоки системы Simulink, однако программное средство Stateflow обеспечивает возможность формирования конечных автоматов путем построения иерархических моделей в виде подсистем.

Конечные автоматы

Модели системы Simulink могут включать подсистемы, способом представления которых является конечный автомат — система с дискретным временем и определенным в ней множеством состояний (с учетом начального состояния), входным и выходным алфавитом и правилами формирования переходов и выходных сообщений. Состояние может быть представлено как вектор, состоящий из конечного числа элементов, подобно вектору состояния непрерывной и дискретной частей системы. Примером такой подсистемы является коммутируемое логическое устройство, которое управляет шасси в ходе взлета и посадки самолета. Входными переменными логического устройства являются сигналы с рукоятки управления в кабине летчика, а также различных датчиков и переключателей, которые предназначены для предотвращения преждевременного убирания шасси и подтверждения, что шасси выпущены, когда рукоятка управления находится в нижнем положении.

Одним из способов описания логических операций являются таблицы истинности. Модель выключателя света, определённая с использованием таблицы истинности, представлена в таблице 1.

Таблица 1. Таблица истинности для системы, состоящей из одного переключателя лампы

В системе, состоящей из двух переключателей, управляющих одной лампой, каждый переключатель имеет два возможных состояния: Вверх и Вниз, таким образом система описывается одним из четырех возможных состояний (таблица 2).

Таблица 2. Таблица истинности для системы, состоящей из двух переключателей

Таблица истинности определяет возможные состояния системы, но не отображает условия срабатывания переходов. Например, в рассматриваемой системе в данный момент времени только один переключатель может изменять свое состояние. Для представления множества состояний и доступных переходов при наступлении заданных событий можно использовать диаграммы переходов состояний.