Государственное профессиональное
Образовательное учреждение
«Енакиевский металлургический техникум»
ЕН.02 Компьютерное моделирование
Лекция № 13
Тема: Подсистемы Simulink.
Содержание
1. Общие сведения о подсистемах.
2. Создание подсистемы из части основной модели.
3. Построение подсистем на основе блока SubSystem.
Контрольные вопросы.
Литература.
Вопросы для самостоятельного изучения.
Преподаватель ____________________ Г.В. Лунина
1. Создание подсистемы из части основной модели.
Пакет Simulink обеспечивает создание моделей, внутри которых располагаются подсистемы (субмодели). Внутри подсистем первого уровня, в свою очередь, могут располагаться подсистемы второго уровня и т. д. Это напоминает ситуацию, когда сложная система набирается из отдельных систем – модулей, каждый из которых, в свою очередь, является системой или устройством.
Такой принцип конструирования сложных моделей дает ряд важных достоинств:
• имеется возможность разбивки решаемой задачи на ряд более мелких задач, решаемых подсистемами;
• каждая подсистема может отлаживаться отдельно и использоваться в полной системе уже после отладки;
• существенно упрощается вид основной модели за счет исключения из нее второстепенных блоков;
• облегчается модификация полной модели за счет модификации ее более простых подсистем.
2. Создание подсистемы из части основной модели.
Simulink дает возможность выделить в любой модели некоторый блок и тут же превратить его в подсистему. Мы можем составить модель такого устройства, взяв соответствующие блоки, объединив их входы и используя мультиплексор Mux на выходе.
Выделение блоков в подсистему выполняется довольно просто. Сначала надо установить курсор мыши около нужной группы блоков. Нажав левую кнопку и начав передвигать мышь, можно увидеть, что ее передвижение создает на экране прямоугольную рамку из черных точечных линий.
Отпустив левую кнопку мыши, можно наблюдать, как попавшие в прямоугольник блоки выделяются.
Теперь надо выбрать пункт меню Edit ⇒ Create Subsystem меню Edit раскрыто).
После выполнения команды Create Subsystem на месте выделенных блоков появится блок подсистемы. Обратите внимание на то, что для этой операции недоступна команда Undo (отмена последней операции). Поэтому перед выделением части модели в подсистему рекомендуется сохранить исходную модель под каким-либо новым именем с помощью команды Save As… меню File окна модели Simulink.
Чтобы вызвать подсистему для просмотра или модификации, достаточно навести на нее курсор мыши и дважды щелкнуть левой кнопкой. Появится окно созданной подсистемы.
Окно подсистем полностью аналогично окну основной системы. Поэтому при работе с подсистемами возможно использование всех средств, которые имеются в этом окне.
Подсистема имеет окно свойств. Его можно вызвать для просмотра и редактирования с помощью команды меню File ⇒ Model Properties окна модели или с помощью контекстного меню правой клавиши мыши.
Окно свойств подсистемы имеет три вкладки:
• Model Properties – свойства подсистемы;
• Options – опции, задающие формат свойств;
• History – данные об истории подсистемы.
Для построения моделей с подсистемами Simulink имеет библиотеку Ports & SubSystem.
Это одна из самых крупных библиотек. Наряду с блоками In и Out библиотека содержит блоки организации запуска Trig, Enable и Function-cal Generator, ряд блоков построения различных подсистем и блок демонстрационных примеров.
3. Построение подсистем на основе блока SubSystem.
Предложенный путь создания подсистем путем выделения в их качестве части имеющейся модели не всегда приемлем и не всегда удачен. Он соответствует подходу «от общего к частному». Но нередко бывает предпочтителен совсем другой подход – «от частного к общему». Применительно к технике моделирования это означает, что сначала создаются подсистемы, а затем уже общая модель системы.
Такой подход получил самое широкое признание при создании сложных систем, поскольку он позволяет работать (нередко одновременно) над рядом гораздо более простых систем (подсистем в нашей терминологии). Ниже мы покажем, как этот подход реализуется в пакете Simulink с помощью специального блока SubSystem.
Для создания необходимой подсистемы необходимо из раздела библиотеки блоков Ports & Subsystems перетащить блок SubSystem. Затем необходимо навести курсор мыши на этот блок и дважды щелкнуть мышью. Откроется окно подсистемы (рис 1). Это окно почти пустое – в нем есть лишь блоки In1 и Out1, соединенные соединением.
Рисунок 1 – Создание окна подсистемы.
Переместив это окно в удобное положение, необходимо выделить мышью порт In1 и соединение, уничтожить их командой Clear в позиции меню Edit окна подсистемы.
Открыв рядом окно разделов библиотеки Simulink, можно начать строить подсистему.
Контрольные вопросы:
1. Какой командой осуществляется создание подсистемы из нескольких боков?
2. Что появляется после выполнения команды Create Subsystem?
3. Что необходимо выполнить для того, чтобы вызвать подсистему для просмотра или модификации?
4. Какие вкладки имеет окно свойств подсистемы?
5. Какой раздел библиотеки блоков Simulink используется для построения моделей с подсистемами?
Литература:
Основные источники:
1. Герман-Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.: КОРОНА-Век, 2008. – 368 с.
2. Дэбни Дж. Simulink 4/ Секреты мастерства / Дж Дэбни, Т.Л. Хартман; Пер. с англ. М.Л. Симонова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. – 403 с.: ил.
3. Лузина Л.И. Компьютерное моделирование: Учебное пособие. − Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2001. – 105 с.
4. Моделирование систем: учебное пособие / И.А. Елизаров, Ю.Ф. Мартемьянов, А.Г. Схиртладзе, А.А. Третьяков. – Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2011. – 96 с.
5. П. Дьяконов. MATLAB 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6® в математике и моделировании. Серия «Библиотека профессионала». — М.: СОЛОН-Пресс, 2005. — 576 с: ил.
6. Петров А.В. Моделирование систем. Учебное пособие. – Иркутск: Изд-во Иркутского госуд. Техн. Ун-та, 2000. - 268 с., ил.
7. Половко А.М., Бутусов П.Н. MATLAB для студента. - СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 320 с.: ил.
8. Черных И.В. Simulink: среда создания инженерных приложений/ Под общ. ред. к.т.н. В.Г. Потемкина. – М.:ДИАЛОГ-МИФИ, 2003. – 496 с.
Дополнительные источники:
1. Королев А.Л. Компьютерное моделирование. -М.: БИНОМ, 2010
2. А.Л Хейфец. Инженерная компьютерная графика. AutoCAD. СПб.: БХВ-Петербург, 2005.
3. Исаченко О.В. Введение в информационные технологии. Учебно-практическое пособие. – Ростов Н.Д.: Феникс, 2009.
Информационные ресурсы:
1. Матричная лаборатория Matlab www.matlab6.ru
Вопрос к самостоятельному изучению:
1. Управляемые подсистемы Simulink.
Л(2) с. 148-154