Тема: пакет Matlab. Бібліотека Blockset and toolboxes. Бібліотека powerlib extras. Технологія складання блок-схем.

 

Мета: Отримати практичні навички роботи у програмі MATLAB з бібліотеками Blockset and Toolboxes і Powerlib Extras

 

Опис оболонки моделювання SIMULINK.

Загальна характеристика

Розробка моделей засобами SIMULINK (надалі S-моделей) заснована на використанні технології Drag-and-Drop (Перетягни і Залиши). У якості “цеглинок” для побудови S-моделі використовуються модулі (чи блоки), що зберігаються в бібліотеці SIMULINK.

SIMULINK гарний тим, що, з одного боку, забезпечує користувачу доступ до всіх основних можливостей пакета MATLAB, а з іншого боку — є досить самостійним його компонентом, у тім змісті, що при роботі з ним не обов'язково мати навички у використанні інших інструментів, що входять до складу пакета.

Блоки, що включаються в створювану модель, можуть бути зв'язані один з одним як за інформацією, так і по керуванню. Тип зв'язку залежить від типу блоку і логіки роботи моделі. Дані, якими обмінюються блоки, можуть бути скалярними величинами, чи векторами матрицями довільної розмірності.

Будь-яка S-модель може мати ієрархічну структуру, тобто складатися з моделей більш низького рівня, причому число рівнів ієрархії практично не обмежено.

Поряд з іншими параметрами моделювання користувач може задавати спосіб зміни модельного часу (з постійним чи перемінним кроком), а також умови закінчення моделювання.

У ході моделювання мається можливість спостерігати за процесами, що відбуваються в системі. Для цього використовуються спеціальні “оглядові вікна”, що входять до складу бібліотеки SIMULINK. Цікавлячі користувача характеристики системи можуть бути представлені як у числовий, так і в графічній формі. Крім того, існує можливість включення до складу моделі засобів анімації.

Ще одне важливе достоїнство SIMULINK полягає в тім, що він є відкритою системою: склад бібліотеки може бути поповнений користувачем за рахунок розробки власних блоків.

Демонстрація можливостей

Щоб одержати представлення про те, що таке модель, розроблена за допомогою SIMULINK, можна скористатися демонстраційними засобами MATLAB

Для відкриття вікна MATLAB Demos із середовища SIMULINK досить вибрати у вікні Library: simulink поле Demos, двічі клацнувши на ньому ЛКМ.

При відкритті вікна MATLAB Demos із середовища SIMULINK зміст demo-розділів відображається в трохи зміненому виді.

Користувач має можливість вибрати один з наступних пунктів, що входять у розділ Simulink-demo:

• New Simulink 2 — ілюстрація додаткових можливостей версій Simulink 2.X у порівнянні з версією Simulink 1, що входить до складу MATLAB 4.

• Simple models — приклади простих S-моделей.

• Complex models — приклади більш складних S-моделей.

• Advanced Products — висновок довідки по використанню двох додаткових модулів для роботи з SIMULINK: Accelerator (засіб підвищення швидкості моделювання) і RTW (Real Time Workshop — засіб генерації коду мовою З із блок-діаграм).

При виборі одного з розділів у правій частині вікна виводиться список вхідних у нього прикладів S-моделей. У свою чергу назва відзначеної в цьому списку моделі відображається на кнопці Run..., розташованої нижче. “Натискання” цієї кнопки приводить до того, що відкривається вікно, що містить блок-діаграму обраної моделі.

Щоб скласти перше враження про S-модель, скористаємося одним із прикладів, у розділі Simple Models (Прості моделі). Виберіть цей розділ у лівому списку вікна MATLAB Demos. У списку прикладів виберіть модель Tracking a bouncing ball, що дозволяє одержати траєкторію стрибучого м'яча. “Натисніть” кнопку Run Tracking a bouncing... На екрані з'являться два вікна. Перше з них містить блок-схему моделі з коментарями, інше являє собою “оглядове вікно”, що забезпечує спостереження за поводженням системи що моделюється.

Це вікно називається Scope і по виду нагадує екран осцилографа. До початку моделювання на ньому нічого ні, крім вимірювальної шкали і кнопок панелі керування.

Блок-схема моделі являє собою набір блоків, з'єднаних лініями зв'язку. Напрямок руху сигналів позначено стрільцями. Будь-яка лінія зв'язку може мати довільне число відгалужень, початок кожного з який позначається крапкою. Число входів і виходів блоку визначається його типом і значеннями параметрів настроювання блоку. Для забезпечення наочності діаграми вхідні в неї блоки не тільки розрізняються графічним представленням, але і забезпечуються (при необхідності) індивідуальними іменами, що вибираються користувачем. На вибір імені не накладається ніяких обмежень, воно може являти собою навіть цілу разу.

До складу розглянутої S-моделі входять два “оглядових вікна” типу Scope. Одне з них уже згадувалося вище. Воно називається Bouncing Ball Display (Демонстрація стрибучого м'яча) і відкривається автоматично при відкритті файлу моделі. Друге “оглядове вікно” представлено на діаграмі блоком Velocity Scope (Індикатор швидкості). Щоб його відкрити, потрібно двічі клацнути ЛКМ на зображенні блоку. До початку моделювання це вікно, так само, як і перше, порожньо.

Інші блоки моделі є функціональними. Подвійний щиглик ЛКМ на кожнім з них приводить до того, що відкривається вікно настроювання параметрів блоку.

Бібліотека модулів (блоків)

Бібліотека блоків SIMULINK являє собою набір візуальних об'єктів, використовуючи які можна збирати, як з кубиків, довільну схему.

Для будь-якого блоку можна одержувати необхідне число копій і використовувати кожну з них абсолютно автономно. Більш того, практично для всіх блоків існує можливість індивідуального настроювання: користувач може змінити як внутрішні параметри блоків (наприклад, кількість входів), так і зовнішнє оформлення (розмір, колір, ім'я і т.д.).

На порядок з'єднання блоків один з одним також не накладається ніяких обмежень. Звичайно, при зв'язуванні блоків необхідно дотримувати визначені правила, про які буде сказано трохи пізніше, однак вони обумовлені в основному логікою роботи самої моделі, а не спеціальними вимогами SIMULINK.

Для зручності роботи користувача бібліотека блоків розбита на сімох розділів. Шість з них є базовими і не можуть змінюватися користувачем (за винятком зовнішнього оформлення):

• Sources (Джерела),

• Sinks (Одержувачі),

• Discrete (Дискретні елементи),

• Linear (Лінійні елементи),

• Nonlinear (Нелінійні елементи),

• Connections (З'єднання).

Сьомий розділ — Blocksets & Toolboxes (Набори блоків і інструменти) — містить блоки, що відносяться до компонентів MATLAB, включеним користувачем у робочу конфігурацію пакета. При цьому для кожного компонента створюється свій підрозділ бібліотеки. При мінімальній робочій конфігурації в розділі Blocksets &Toolboxes мається тільки один підрозділ — SIMULINK Extras (Доповнення до SIMULINK). Цей підрозділ, у свою чергу, розбитий на шістьох частин, три з який є доповненням до однойменних основних розділів бібліотеки, а три інших мають самостійне значення. Це набори блоків Transformations (блоки перерахування координат і шкал температури), Flip-Flops (блоки, що відповідають основним типам тригерів) і Linearization (містить єдиний блок, що реалізує функцію лінійної апроксимації). Щоб відкрити цікавлячий розділ бібліотеки, досить двічі клацнути на ньому ЛКМ.

Кожен блок, що входить у бібліотеку SIMULINK, має, принаймні, один параметр настроювання. Задаючи необхідне значення параметра (чи вибираючи його з пропонованого меню), користувач має можливість скорегувати функцію, реалізовану даним блоком. Щоб відкрити вікно настроювання параметрів, потрібно двічі клацнути ЛКМ на зображенні блоку. Однак можливість змінювати значення параметрів з'являється тільки після того, як блок буде поміщений у вікно блок-діаграми.

Вікна настроювання параметрів усіх бібліотечних блоків мають ідентичну структуру і містять коротку характеристику блоку, полючи введення (чи вибору) значень параметрів блоку і 4 кнопки:

• Apply — застосувати;

• Revert — повернути попереднє значення параметрів;

• Help — виклик файлу допомоги у форматі html;

• Close — закрити вікно настроювань.

Змінені значення параметрів набирають сили після “натискання” кнопки Apply. Щоб запустити модель на виконання з новими параметрами, закривати вікно настроювань не обов'язково.

Розділ SOURCES (джерела)

У вікні Library: simulink знайдіть розділ Sources і відкрийте його, двічі клацнувши на його зображенні ЛКМ.

Блоки, що входять у цей розділ, призначені для формування сигналів, що забезпечують керування роботою S-моделі в цілому чи окремих її частинах. Усі блоки-джерела мають по одному виході і не мають входів.

Зауваження. Термінологія, використовувана для опису блоків цього й іншого розділів бібліотеки, говорить про те, що в основному маються на увазі електричні сигнали. Проте фізична інтерпретація поняття “сигнал” у кожнім конкретному випадку різна і визначається в першу чергу фізичною природою системи що моделюеться.

Отже, як джерела сигналів (вхідних величин) можуть використовуватися наступні блоки:

Constant — формує постійну величину (скаляр, чи вектор матрицю);

Signal Generator — створює безупинний сигнал довільної форми;

Step — генерує одиничний дискретний сигнал із заданими параметрами;

Ramp — створює лінійно зростаючий (убутний) сигнал;

Sine Wave — генератор гармонійних коливань;

Discrete Pulse Generator — генератор дискретних імпульсних сигналів;

Chirp Signal — генератор гармонійних коливань перемінної частоти;

Clock — джерело безупинного тимчасового сигналу;

Digital clock — формує дискретний часовий сигнал;

Random Number — джерело дискретного сигналу, амплітуда якого є випадковою величиною, розподіленої але нормальному закону;

Uniform Random Number — джерело дискретного сигналу, амплітуда якого є рівномірно розподіленою випадковою величиною;

Band-Limited White Noise — генератор “білого шуму” з обмеженою смугою.

Наступні два блоки з розділу Джерела відрізняються від перерахованих тем, що забезпечують використання в моделі різних числових даних, отриманих раніше як за допомогою SIMULINK, так і іншими засобами MATLAB.

Перший з них — From File — призначений для введення в S-модель даних, що зберігаються в Маті-файлі.

Другий — From Workspace — забезпечує введення в модель даних безпосередньо з робочої області MATLAB.

Структура даних у Маті-файлі являє собою багатомірний масив з перемінним числом рядків, що визначається числом змінних що регеструються. Елементи першого рядка містять послідовні значення модельного часу, елементи в інших рядках — відповідні їм значення перемінних.

Як і інші бібліотечні блоки, блоки — “джерела” можуть набудовуватися користувачем (за винятком блоку Clock, робота якого заснована на використанні апаратного таймера комп'ютера).

Розглянемо особливості настроювання тих блоків, що знадобляться нам надалі при розробці власних S-моделей.

Блок Step. Він забезпечує формування одиничного керуючого сигналу, що може використовуватися в будь-якій крапці моделі. Блок має 3 параметри настойки:

• Step time (Крок часу) — визначає тривалість сигналу, вихідне значення параметра дорівнює 1.

• Initial value (Початкове значення) — задає значення амплітуди сигналу в початковий момент часу; вихідне значення — 0.

• Final value (Кінцеве значення) — задає значення амплітуди сигналу після закінчення кроку моделювання; вихідне значення цього параметра дорівнює 1.

Щоб побачити, що являє собою сигнал, створюваний блоком Step, і як на нього впливають значення зазначених параметрів, скористаємося вже знайомим нам вікном Scope.

Послідовність дій для досягнення поставленої мети така.

1. У розділі File командного вікна MATLAB виберіть послідовність команд New —> Model. Відкриється (чи стане активним) порожнє вікно для створення нової блок-діаграми.

2. У розділі бібліотеки Джерела знайдіть блок Step, натисніть ЛКМ і, не відпускаючи її, перетягнете контур блоку на вільне поле вікна untitled. Відпустите ЛКМ. У вікні з'явиться блок Step — перший блок майбутньої діаграми.

3. У вікні бібліотеки SIMULINK відкрийте розділ Sinks (Одержувачі), двічі клацнувши на його зображенні ЛКМ. Знайдіть у ньому блок Scope і, натиснувши ЛКМ, перетягнете його контур на вільне поле вікна untitled. Відпустите ЛКМ. У вікні з'явиться блок Scope.

4. Для зручного з'єднання блоків розташуєте їх так, щоб вхід блоку Scope знаходився напроти виходу блоку Step (на будь-якій відстані).

5. Підведіть курсор миші до виходу блоку Step. Курсор прийме форму хрестика. Натисніть ЛКМ і, не відпускаючи її, перемістите курсор до входу блоку Scope. Як тільки хрестик стане подвійним, відпустите кнопку миші. Між блоками утвориться лінія зв'язку зі стрілкою, що вказує напрямок передачі сигналу.

6. Відкрийте вікно Scope, двічі клацнувши на ньому ЛКМ. Тепер можна “оживити” отриману блок-діаграму, що складається з двох елементів. Для цього, як і при спостереженні за “стрибучим м'ячем”, потрібно виконати команду Start. Сформований сигнал відображається у вікні Scope. З малюнка видно, що при вихідних значеннях параметрів блоку Step величину Step time можна інтерпретувати як період затримки сигналу.

Заміните значення параметра Initial value на “1”, а параметра Final value — на “О” і повторите моделювання. Форма сигналу змінилася. Тепер величина Step time визначає тривалість керуючого сигналу. Саме такий підхід до використання блоку Step виявляється більш зручним при розробці багатьох S-моделей. Необхідно відзначити, що значення всіх трьох параметрів блоку можуть задаватися не тільки у формі констант, але й у виді виражень, що обчислюються, у тому числі утримуючих функції.

Блок Discrete Pulse Generator. Відшукайте його в розділі Джерела і за допомогою подвійного щиглика відкрийте вікно настроювань блоку. Воно дозволяє змінювати значення п'яти параметрів:

• амплітуди сигналу (Amplitude),

• величини періоду сигналу (Period),

• ширини імпульсу (Pulse width),

• величини затримки сигналу (Phase delay),

• крок зміни модельного часу (Sample time).

Значення параметрів 2...4 повинні задаватися як ціле число кроків модельного часу (number of samples). Тому вибір значень параметрів блоку доцільно починати з вибору величини Sample time. Розмір кроку можна вказати як у формі константи, так і у формі вираження, що обчислюється. Якщо обчислене значення є дробовим, воно округляється до цілого. Аналогічно може бути задане і значення амплітуди, але у випадку дробової величини округлення не виробляється.

Блок Random Number забезпечує формування сигналів, амплітуда яких є випадковою величиною, розподіленої по нормальному законі з заданими параметрами. Блок має чотири параметри настроювання. Перші два — Mean і Variance — є параметрами нормального закону (середнє і дисперсія), третій - Initial seed - задає початкове значення для ініціалізації генератора послідовності випадкових чисел. При фіксованому значенні цього параметра генератор завжди виробляє ту саму послідовність СЧ. Четвертий параметр (Sample time) використовується так само, як і в розглянутих раніше блоках.

Блок Uniform Random Number забезпечує формування сигналів, амплітуда яких є випадковою величиною, розподіленої рівномірно в заданому інтервалі. У блоці маються такі ж параметри настроювання Initial seed і Sample time, як і в Random Number. Ще два параметри (Minimum і Maximum) задають діапазон розподілу СВ.

Блок Digital Clock. Цей блок має єдиний параметр настроювання — величину кроку зміни модельного часу (Sample time). Величина кроку задається в такий же спосіб, як і в блоці Discrete Pulse Generator. Якщо величина кроку задана вираженням, то воно обчислюється тільки один раз, і отримане значення використовується на всьому інтервалі моделювання. Особливість блоку Digital Clock полягає в тому, що він не тільки формує величину кроку, але й обчислює нове значення модельного часу, що використовується для перевірки умови закінчення моделювання. Чергове значення модельного часу обчислюється як сума попереднього значення і величини кроку моделювання.

Блок From File має як параметр настроювання ім'я Мата-файлу, з якого будуть зчитуватися необхідні дані. Якщо вказується тільки ім'я файлу, то пошук файлу виробляється у відкритій папці. При необхідності можна вказати повний шлях доступу до файлу. Після закриття вікна настроювань ім'я файлу виводиться на зображенні блоку. Небагато забігаючи уперед відзначимо, що в розділі бібліотеки Одержувачі мається блок Те File, що виконує запис результатів моделювання в Мат-файл.

Блок From Workspace, як було сказано раніше, забезпечує використання в S-моделі даних, що зберігаються в робочій області (власної оперативної пам'яті) MATLAB. Блок має один складений параметр настроювання, що являє собою упорядкований список використовуваний даних, ув'язнений у квадратні дужки. Список повинний містити не менш двох елементів, першим з який є вектор значень модельного часу з ім'ям tout. Інші елементи списку являють собою вектори значень величин, що вводяться з робочої області. Довжина кожного з цих векторів повинна бути дорівнює довжині вектора tout. Як правило, як елементи списку даних використовуються величини, поміщені в робочу область MATLAB за допомогою блоку Те Workspace, що входить у розділ бібліотеки Sinks (Одержувачі).

 

Розділ SINKS (приймачі)

Блоки, зібрані в цьому розділі, досить істотно розрізняються по функціональному призначенню. Умовно їх можна розділити на три види:

1) блоки, використовувані при моделюванні в якості “оглядових вікон”. До них відносяться:

- блок Scope, що вже згадувався вище;

- блок XYGraph, що забезпечує створення двовимірних графіків у прямокутній системі координат;

- блок Display, призначений для відображення чисельних значень величин;

2) блоки, що забезпечують збереження проміжних і/чи вихідних результатів моделювання:

- блок Те File;

- блок Те Workspace;

3) блок керування моделюванням — Stop Simulation, що дозволяє перервати моделювання при виконанні тих чи інших умов. Блок спрацьовує в тому випадку, якщо на його вхід надходить ненульовий сигнал.

Блок Scope дозволяє в процесі моделювання спостерігати динаміку зміни характеристик системи. Відкрити вікно Scope можна тільки після того, як блок поміщений на поле блок-схеми (клацнувши двічі на його зображенні ЛКМ). Розмір і пропорції вікна можна змінювати довільно, використовуючи курсор миші.

По осі ординат шкали вимірів відкладаються значення величини, що спостерігається, по осі абсцис — значення модельного часу. За замовчуванням для осі ординат використовується діапазон [-5;5], а для осі модельного часу - [0;10].

Блок-схема може бути побудована таким чином, щоб на вхід блоку Scope надходила векторна величина. У цьому випадку для кожного елемента вектора у вікні будується окрема крива, що відбиває динаміку його зміни. Виведені криві розрізняються кольором, що встановлюється автоматично. Одночасно у вікні Scope може відображатися до 30 кривих.

Для керування параметрами вікна Scope у ньому мається панель меню, що містить сім кнопок:

1 — зміна масштабу осей графіка;

2 — зміна масштабу по осі абсцис;

3 — зміна масштабу по осі ординат;

4 — автоматична установка оптимального масштабу осей (автошкалування);

5 — збереження встановленого масштабу осей;

6 — виклик діалогового вікна настроювання параметрів блоку Scope;

7 — печатка умісту вікна Scope.

Кнопки 1...3 є альтернативними, тобто в кожен момент часу може бути “натиснута” тільки одна з них.

Для зміни масштабу по обраній осі координат необхідно:

• “натиснути” відповідну кнопку зміни масштабу;

• підвести курсор миші до тієї ділянки графіка, що повинний бути відображений у новому масштабі;

• натиснути (один раз!) ЛКМ.

Перше натискання ЛКМ приводить до чотириразового збільшення масштабу, кожне наступне дає збільшення масштабу в два рази.

При “натисканні” кнопки 6 відкривається вікно Properties Scope, що містить дві вкладки:

• Axes (осі), що дозволяє встановлювати параметри осей графіка;

• Setting (установки), призначена для введення значень додаткових параметрів блоку Scope.

У нижній частині вікна розташовані кнопки, аналогічні кнопкам вікон настроювання параметрів інших бібліотечних блоків: Apply (Застосувати); Revert (Повернути вихідні значення); Help (Виклик допомоги у форматі HTML); Close (Закрити вікно).

На вкладці Axes маються поле Default limits (Діапазони осей) і прапорець Hide tick label (Сховати позначення осей).

У поле Default limits установлюються верхня (Y max) і нижня (Y min) границі осі ординат, а також найбільше відображуване значення модельного часу на осі абсцис (Time range).

Щодо осі часу необхідно зробити додаткове пояснення.

Якщо величина заданого інтервалу моделювання не перевищує значення Time range (і, отже, весь процес “уміщається” у вікні Scope), то під графіком у рядку Time offset: виводиться 0.

Якщо ж інтервал моделювання перевищує значення Time range, то у вікні відображається тільки відрізок часу, рівний Тм-п x (Time range), де T_M — тривалість інтервалу моделювання, п — ціле число. При цьому в рядку Time offset виводиться величина “схованого” інтервалу часу (довжиною п x (Time range)).

Наприклад, якщо значення Time range дорівнює 7, а тривалість інтервалу моделювання складає 16 одиниць часу, то у вікні Scope буде виведений графік моделююмого процесу за останні 2 одиниці часу, а рядок під графіком буде мати вид: Time offset: 14.

Прапорець Hide tick label дозволяє змінити форму висновку графіка у вікні Scope. Якщо він установлений, то осі графіка не відображаються, і графік займає всю робочу область вікна.

Щоб установлені значення параметрів набрали сили, необхідно “натиснути” кнопку Apply, розташовану в нижній частині вікна Properties.

На вкладці Setting маються наступні полючи:

1. Поле General забезпечує вибір дискретності виміру відображуваних величин (характеристик системи і модельного часу).

Установка дискретності виміру характеристик системи і часу виконується роздільно. Вибір виробляється за допомогою випадаючого меню, що містить два пункти:

Decimation — установка дискретності виміру характеристик системи;

Sample time — установка дискретності виміру модельного часу.

Для введення необхідних значень використовується рядок редагування, розташований праворуч від меню.

За замовчуванням для вимірюваних характеристик дискретність дорівнює 1, а для модельного часу — нулю. Це означає, що значення характеристики, що спостерігається, виміряється на кожнім кроці моделювання, а модельний час вважається безупинним. Якщо параметр Decimation установити рівним, наприклад, 3, то значення досліджуваної характеристики буде визначатися тільки 1 раз протягом трьох кроків моделювання. Параметр Decimation може приймати тільки цілочислові значення. Дискретність виміру модельного часу — це фактично величина кроку моделювання. За замовчуванням вона дорівнює 0,02. Для дискретних систем величина кроку може бути задана або у виді позитивної константи, або у формі вираження, що обчислюється. Дискретність зміни модельного часу визначає момент закінчення висновку даних у вікно Scope; якщо черговий інтервал закінчується за межами вікна, те дані для нього не виводяться.

Зауваження. Параметр Sample time мається практично у всіх бібліотечних блоках SIMULINK. Для кожного блоку значення цього параметра встановлюється індивідуально. Якщо блок реалізує деяку функцію, то параметр Sample time визначає дискретність обчислень. Тому для коректної роботи моделі необхідно погоджувати установку параметра для взаємозалежних блоків.

2. Поле Data history дозволяє задавати максимальний обсяг і спосіб збереження відображуваних у вікні даних. Обсяг даних які зберігаються (Limit rows to last) вводиться в рядку редагування. Спосіб збереження вказується за допомогою прапорця Save data to workspace: якщо він установлений, те відображувані у вікні Scope дані зберігаються в робочій області MATLAB у виді матриці, аналогічної за структурою Мату-файлу. Ім'я матриці вказується в рядку редагування (за замовчуванням — ScopeData).

3. Прапорець Floating Scope призначений для зміни способу використання блоку Scope у блок-діаграмі. При встановленому прапорці Scope відображається як блок без входу, і якщо він був зв'язаний по входу з іншими блоками, те ці зв'язки “обриваються”.

Блок XYGraph також відноситься до “оглядових вікон”. Він являє собою спрощений варіант блоку Scope і забезпечує побудову графіків залежностей довільних величин, що фігурують у моделі. Блок має два входи, перший з який призначений для введення аргументу, другий — для введення значень функції цього аргументу.

Вікно XYGraph відкривається автоматично при запуску моделі. Воно має власне меню, що містить 4 розділи:

• роздягнув File включає стандартні команди роботи з файлами, а також опції висновку графіків на печатку;

• роздягнув Edit містить єдину доступну команду — Copy Figure, що дозволяє копіювати уміст вікна XYGraph у буфер обміну;

• зміст розділів Window і Help збігається зі змістом однойменних розділів меню командного вікна MATLAB.

Блок XYGraph має наступні параметри настроювання:

• діапазони осей графіка (X-min, Х-mах - для осі абсцис і Y-min, Y-max - для осі ординат);

• крок модельного часу (Sample time), за замовчуванням його значення дорівнює1. Це означає, що величина кроку збігається з установленої для моделі в цілому (або зі значенням однойменного параметра попереднього блоку).

Блок Display призначений для висновку на екран чисельних значень величин, що фігурують у моделі. Блок має 4 параметри настроювання.

Format — задає формат висновку; формат вибирається за допомогою выпадающего меню, що містить 5 пунктів: short, long, short_e, long_e, bank. Пропоновані формати висновку аналогічні форматам, використовуваним у командному вікні MATLAB. Наступні два параметри використовуються так само, як і однойменні параметри блоку Scope:

Decimation — визначає періодичність висновку значень у вікні Display;

Перемикач Floating display дозволяє вказувати спосіб використання блоку Display у блок-діаграмі.

Поле Sample Time задає величину кроку модельного часу, тобто дискретність висновку даних у вікно Display.

Блок Display може використовуватися для висновку як скалярних, так і векторних даних. Якщо відображувана величина є вектором, то вихідний формат блоку змінюється автоматично. Про зміну формату говорить маленький чорний трикутник, що з'являється в нижньому правому куті блоку. Для кожного елемента вектора створюється своє міні-вікно, але щоб вони стали видимі, необхідно “розтягти” зображення блоку. Для цього варто виділити блок, підвести курсор миші до одному з його кутів (курсор при цьому прикмет форму подвійної стрілки), натиснути ЛКМ, і, не відпускаючи її, розтягти зображення блоку. Після того як ЛКМ буде відпущена, на екрані з'являться додаткові вікна з виведеними в них значеннями елементів вектора. Якщо хоча б один елемент вектора залишився “за кадром”, на зображенні блоку Display як і раніше є присутнім чорний трикутник. У цьому випадку операцію “розтягування” блоку варто повторити. Переконаєтеся в можливостях блоку Display самостійно, використовуючи як джерело сигналі блок Constant.

Послідовність дій при цьому повинна бути майже такий же, як при знайомстві з блоком Scope:

• відкрийте розділ бібліотеки Sources (Джерела) і перенесіть з нього на вільне поле нової S-моделі блок Constant;

• з розділу Sinks (Одержувачі) “перетягнете” зображення блоку Display і помістите його поруч з Constant;

• переміщаючи курсор від виходу Constant до виходу Display, з'єднаєте їх між собою;

• виконаєте команду Start.

Після завершення роботи “моделі” у вікні Display з'явиться цифра “I”.

Щоб одержати зображення елементів вектора, відкрийте вікно настроювань блоку Constant і введіть як нове значення будь-яку послідовність чисел, укладену в квадратні дужки (числа повинні бути розділені чи пробілами комами). Після “натискання” кнопки Apply (застосувати) знову виберіть команду Start. Після завершення роботи моделі на зображенні блоку Display з'явиться згадуваний вище чорний трикутник. “Розтягніть” блок і переконаєтеся, що значення вектора Constant виведені правильно.

Блок Те File. Як уже було сказано, цей блок використовується в парі з блоком From File з розділу Sources. Він забезпечує запис у Мат-файл даних, отриманих у ході моделювання. Блок має наступні параметри настроювання:

File name — ім'я Мат-файлу, у который будуть записуватися дані (може бути зазначений повний шлях доступу до файлу, за замовчуванням — untitled.mat); ім'я файлу виводиться на зображенні блоку в блок-діаграмі; Variable name — ім'я перемінної, по якому можна звертатися до даних записаним у файлі (для того, наприклад, щоб чи переглянути змінити їхньому командному вікні MATLAB); за замовчуванням використовується стандартне ім'я ans; Decimation — дискретність запису даних у файл; при Decimation запис виробляється на кожнім кроці моделювання; параметр може приймати цілочисленні значення; Sample Time — величина кроку моделювання для даного блоку.

Блок Те Workspace. Він також має “пари” з розділу Sources — блок From Workspace і призначений для збереження даних, отриманих у процесі моделювання, у робочій області MATLAB.

Variable name — ім'я, під яким дані зберігаються в робочій області (за замовчуванням — Simout);

Maximum number of rows (Максимальна кількість рядків) — гранично припустиме число кроків моделювання, для якого реєструються дані (за замовчуванням задається константою inf, тобто дані реєструються на всьому інтервалі моделювання);

Decimation — дискретність реєстрації даних;

Sample time — величина кроку (дискретність зміни) модельного часу.

Два останніх параметри мають той же зміст, що й однойменні параметри блоку Те File.

ПРАКТИЧНЕ ЗАНЯТТЯ №13