Сообщение об ошибке

Strict warning: Only variables should be passed by reference в функции theme_biblio_tabular() (строка 276 в файле /var/www/umup/data/www/umup.ru/sites/all/modules/includes/biblio_theme.inc).

SIMULINK 5 6 7 Самоучитель

Обложка: 
SIMULINK 5 6 7 Самоучитель
Рейтинг: 
Average: 8.6 (5 votes)
ЗаголовокSIMULINK 5 6 7 Самоучитель
Тип публикацииУчебное пособие
Год публикации2008
АвторыДьяконов, В. П.
Язык публикацииРусский
Полный текст

Самоучитель по новейшим реализациям пакета визуального блочного имитационного моделирования Simulink 5/6/7 матричной системы MATLAB R2006/2007. Подробно описаны библиотека блоков Simulink, методика подготовки диаграмм моделей, их редактирование, настройка и запуск на исполнение. Дано описание наиболее важных пакетов расширения Simulink инструментального ящика Blockset, в том числе SimPowerSystems, SimMechanics, Aerospace, Stateflow, Signal Processing, Telecommunication, Video and Image Processing и др. Отражены средства виртуальной реальности. Описаны сотни наглядных примеров применения этих средств.
Издание предназначено для студентов, преподавателей и аспирантов вузов и университетов, инженеров и научных работников.

Введение 31
Благодарности и адреса для связи 36
Урок 1. КРАТКОЕ ВВЕДЕНИЕ В МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 37
Урок 2. SIMULINK – ПАКЕТ ВИЗУАЛЬНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 59
Урок 3. РАБОТА SIMULINK С ФАЙЛАМИ 107
Урок 4. ПОДГОТОВКА И ЗАПУСК МОДЕЛИ 129
Урок 5. БЛОКИ ИСТОЧНИКОВ И ПОЛУЧАТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ . 155
Урок 6. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ БЛОКИ 211
Урок 7. НЕЛИНЕЙНЫЕ, ДИСКРЕТНЫЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ БЛОКИ 255
Урок 8. ПОДГОТОВКА И ПРИМЕНЕНИЕ ПОДСИСТЕМ 303
Урок 9. ИНСТРУМЕНТЫ И ПРАКТИКА МОДЕЛИРОВАНИЯ 357
Урок 10. ОПТИМИЗАЦИЯ ОТКЛИКА НЕЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ 417
Урок 11. МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ 449
Урок 12. МОДЕЛИРОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УСТРОЙСТВ 531
Урок 13. ОСНОВЫ СОБЫТИЙНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 625
Урок 14. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВ
ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ И ИЗОБРАЖЕНИЙ 665
Список литературы 766
Предметный указатель 770

Введение 31
Благодарности и адреса для связи 36
Урок 1. Краткое введение в математическое моделирование 37
1.1. Основные понятия моделирования 38
1.1.1. Значение математического моделирования 38
1.1.2. Основные виды моделей 39
1.1.3. Основные свойства моделей 40
1.1.4. Цели моделирования 40
1.2. Источники воздействий и сигналы 40
1.2.1. Понятие о сигналах 40
1.2.2. Синусоидальный сигнал 41
1.2.3. Дельта!функция Дирака и функция Хевисайда 41
1.3. Технология моделирования 42
1.3.1. Комплексное моделирование 42
1.3.2. Основные методы решения задач моделирования 43
1.3.3. Погрешности моделирования 43
1.3.4. Оценка обусловленности вычислительной задачи 44
1.3.5. Вычислительные методы в моделировании 45
1.3.6. Контроль правильности модели 45
1.4. Моделирование линейных динамических объектов и систем 46
1.4.1. Идентификация динамических объектов 46
1.4.2. О моделировании линейных систем 47
1.4.3. Простая линейная модель RC!цепи 47
1.4.4. Передаточная функция 48
1.4.5. Импульсная характеристика (ИХ) w(t) 49
1.4.6. Переходная характеристика, или функция h(t) 49
1.4.7. Свертка и интеграл свертки 49
1.4.8. Основы спектрального анализа и синтеза 50
1.4.9. Частотные характеристики 52
1.5. Моделирование нелинейных объектов и систем 53
1.5.1. Дифференциальное уравнение 53
1.5.2. Модель для переменных состояния . 54
1.6. Моделирование дискретных систем 54
1.6.1. Дискретные модели и Z!преобразования 54
1.6.2. Дискретные модели переменных состояния 55
1.6.3. Некоторые понятия статистического моделирования 56
1.6.4. Дискретные модели, учитывающие шум наблюдения 57

Урок 2. Simulink – пакет визуального математического моделирования 59
2.1. Основные возможности пакета Simulink 60
2.1.1. Назначение пакета 60
2.1.2. Общие возможности Simulink 63
2.1.3. Дополнительные возможности Simulink 63
2.1.4. Новые возможности Simulink 5.* 64
2.1.5. Новые возможности Simulink 6.* 64
2.1.6. Новые возможности Simulink 7 66
2.2. Запуск Simulink и основы работы с пакетом 67
2.2.1. Интеграция пакета Simulink с системой MATLAB 67
2.2.2. Запуск моделей Simulink из среды MATLAB 69
2.2.3. Особенности интерфейса Simulink 70
2.3. Работа с демонстрационными примерами 70
2.3.1. Поиск и загрузка модели аттрактора Лоренца 70
2.3.2. Установка параметров компонентов модели 71
2.3.3. Установка параметров моделирования 72
2.3.4. Запуск процесса моделирования 75
2.3.5. Решение дифференциальных уравнений Ван!дер!Поля 76
2.3.6. Изменение характера нелинейности модели 77
2.3.7. Как добавить в модель графопостроитель 78
2.4. Работа с редактором дифференциальных уравнений 81
2.4.1. Решение уравнений Ван!дер!Поля 81
2.4.2. Решение уравнений аттрактора Лоренца 81
2.5. Дополнительные примеры моделирования 82
2.5.1. Моделирование кубика с пружинкой 82
2.5.2. Информационное обеспечение примера 83
2.5.3. Моделирование системы терморегулирования дома 84
2.5.4. Использование субмоделей 84
2.5.5. Моделирование работы унитаза 85
2.6. Дополнительные возможности 88
2.6.1. Применение логических операций 88
2.6.2. Визуальный контроль типов данных . 89
2.7. Особенности реализации Simulink 6 . 90
2.7.1. Новые разделы библиотеки Simulink 6 90
2.7.2. Подборка блоков из ящиков Blockset и Toolbox 92
2.7.3. Новое окно установки параметров моделирования 93
2.7.4. Новые кнопки на панели инструментов Simulink 94
2.7.5. Новый навигатор моделей Model Explorer 94
2.7.6. Расширение меню Tools 95
2.7.7. Справочная система Simulink 6 и работа с ней 96
2.8. Интерфейс пакета расширения Simulink 7 97
2.8.1. Справка по Simulink 7 97
2.8.2. Браузер библиотек Simulink 7 98
2.8.3. О составе блоков библиотеки Simulink 7 99
2.8.4. Доступ к демонстрационным примерам Simulink 7 100

Урок 3. Работа Simulink с файлами 107
3.1. Интерфейс браузера библиотек 108
3.1.1. Окно браузера библиотек Simulink 5 108
3.1.2. Состав основной библиотеки блоков 109
3.1.3. Заголовок и строка состояния 110
3.1.4. Меню окна браузера библиотек 110
3.1.5. Настройка параметров Simulink 110
3.1.6. Меню Edit браузера библиотек 112
3.1.7. Меню View браузера библиотек 113
3.1.8. Справка по браузеру библиотек 114
3.1.9. Панель инструментов окна браузера библиотек 115
3.2. Интерфейс окна моделей Simulink 115
3.2.1. Панель инструментов окна моделей 115
3.2.2. Основное меню пакета Simulink 116
3.2.3. Меню File окна модели 116
3.2.4. Контроль источников 117
3.2.5. Вывод окна свойств текущей модели 117
3.3. Печать текущей модели 118
3.3.1. Вывод окна печати модели 118
3.3.2. Настройка принтера 118
3.4. Особенности Simulink 6/7 120
3.4.1. Новое окно Preferences Simulink 6/7 120
3.4.2. Новое окно обозревателя модели Simulink 6/7 123
3.4.3. Окно модели Simulink 6/7 и контекстное меню 124
3.4.4. Пуск модели в Simulink 6/7 125

Урок 4. Подготовка и запуск модели 129
4.1. Создание модели 130
4.1.1. Постановка задачи и начало создания модели 130
4.1.2. Ввод текстовой надписи 130
4.1.3. Размещение блоков в окне модели 130
4.1.4. Выделение блока модели 131
4.1.5. Меню редактирования Edit 132
4.1.6. Применение буфера обмена 133
4.1.7. Выделение ряда блоков и их перенос 135
4.1.8. Запуск нескольких моделей одновременно 136
4.2. Моделирование ограничителя 137
4.2.1. Постановка задачи 137
4.2.2. Создание и запуск модели ограничителя 138
4.2.3. Настройка масштаба осциллограмм 139
4.2.4. Сохранение модели 141
4.2.5. Модернизация и расширение модели 141
4.3. Основные приемы подготовки и редактирования модели 142
4.3.1. Добавление надписей и текстовых комментариев 144
4.3.2. Выделение, удаление и восстановление объектов 146
4.3.3. Вставка блоков и их соединение 147
4.3.4. Создание отвода линии 148
4.3.5. Удаление соединений 150
4.3.6. Изменение размеров блоков 150
4.3.7. Перемещение блоков и вставка блоков в соединение 150
4.3.8. Моделирование дифференцирующего устройства 151
4.3.9. Команды Undo и Redo в окне модели 152
4.4. Операции форматирования модели 153
4.4.1. Меню форматирования Format 153
4.4.2. Примеры форматирования модели 153

Урок 5. Блоки источников и получателей сигналов 155
5.1. Источники простых сигналов и воздействий 156
5.1.1. Общий обзор источников 156
5.1.2. Источник постоянного воздействия Constant 157
5.1.3. Источник синусоидального воздействия Sine Wave 159
5.1.4. Источник нарастающего воздействия Ramp 160
5.1.5. Источник одиночного перепада Step 160
5.1.6. Источник прямоугольных импульсов Pulse Generator 162
5.1.7. Земля Ground . 163
5.2. Источники шумовых воздействий 163
5.2.1. Источник случайного сигнала с нормальным распределением Random Number 163
5.2.2. Источник случайного сигнала с равномерным распределением Uniform Random Number 163
5.2.3. Генератор белого шума Band Limited White Noice 165
5.3. Источники сложных сигналов 165
5.3.1. Повторяющаяся последовательность Repeating Sequence 165
5.3.2. Сигнал!генератор Signal Generator 166
5.3.3. Генератор нарастающей частоты Chirp Generator 166
5.3.4. Конструктор сигналов 168
5.4. Источники системных данных 169
5.4.1. Источник времени моделирования Clock 169
5.4.2. Цифровой источник времени Digital Clock 169
5.4.3. Блок получения данных из файлов From File 170
5.4.4. Блок получения данных из рабочего пространства From Workspace 171
5.4.5. Блок входа In 172
5.5. Виртуальные регистраторы 174
5.5.1. Обзор блоков приема данных 174
5.5.2. Виртуальный осциллограф 175
5.5.3. Виртуальный «плавающий» осциллограф 178
5.5.4. Виртуальный графопостроитель XY Graph 179
5.5.5. Дисплей Display 179
5.6. Другие блоки группы Skins 180
5.6.1. Заглушка Terminator 180
5.6.2. Задание выхода Out* и создание подсистемы 182
5.6.3. Блок остановки моделирования Stop 184
5.6.4. Блок сохранения данных в файле To File 185
5.6.5. Блок сохранения данных в рабочем пространстве To Workspace 187
5.7. Библиотека Signal Routing 188
5.7.1. Обзор библиотеки Signal Routing 188
5.7.2. Блок создания шины Bus Creator 189
5.7.3. Блок шинного селектора Bus Selector 190
5.7.4. Блок выбора последнего сигнала Merge 191
5.7.5. Блок мультиплексирования Mux 192
5.7.6. Блок демультиплексирования Demux 192
5.7.7. Блоки для записи и считывания данных Data Store Memory, Data Store Write и Data Store Read 193
5.7.8. Блоки «беспроводной» связи From, Goto и Goto Tag Visibility 195
5.7.9. Ручной переключатель сигналов Manual Switch 197
5.7.10. Управляемый переключатель сигналов Switch 198
5.7.11. Многопортовый переключатель сигналов Multiport Switch 200
5.7.12. Селектор Selector 201
5.8. Библиотека атрибутов сигналов Signal Attribute 202
5.8.1. Состав библиотеки атрибутов сигналов 202
5.8.2. Блок преобразования типов сигналов Data Type Conversion 202
5.8.3. Установка начального значения сигнала IC 204
5.8.4. Блок согласования дискретных значений Rate Transition 204
5.8.5. Блок спецификации сигнала Signal Specification 206
5.8.6. Блок проверки сигналов Probe 207
5.8.7. Блок вычисления размера сигнала Width 207
5.9. Новые источники в Simulink 6.6 208
5.9.1. Окно источников сигналов Simulink 6.6 208
5.9.2. Источник Repeating Sequence Stair 208
5.9.3. Источник Repeating Sequence Interpolated 208
5.9.4. Источник Counter Free!Running 209
5.9.5. Источник Counter Limited 209

Урок 6. Математические блоки 211
6.1. Математическая библиотека Math 212
6.1.1. Обзор библиотеки Math 212
6.1.2. Блоки выполнения арифметических операций 213
6.1.3. Блоки вычисления элементарных функций 215
6.1.4. Блок выполнения логических операций Logical Operation 215
6.1.5. Блок выполнения побитовых логических операций Bitwise Logical Operator 217
6.1.6. Блок выполнения операций по таблице истинности Combinatorial Logic 217
6.1.7. Блоки масштабирования Gain и Slider Gain 219
6.1.8. Блоки Complex to Magniitude!Angle и Complex to Real!Imag 220
6.1.9. Блоки Real!Image to Complex и Magnitude!Phase to Complex 221
6.1.10. Блок поиска минимума и максимума MinMax 222
6.1.11. Блок алгебраического ограничения Algebraic Constraint 222
6.1.12. Матричные блоки Assignment, Matrix Concatenation и Reshape 224
6.1.13. Блок вычисления значений полинома Polynomial 225
6.2. Библиотека непрерывных блоков Continuous 226
6.2.1. Раздел библиотеки Continuous 226
6.2.2. Дифференцирующий блок Derivative 227
6.2.3. Интегрирующий блок Integrator 228
6.2.4. Блок задания линеаризованной модели State!Space 229
6.2.5. Блок передаточной характеристики Transfer Fcn 230
6.2.6. Блок Zero!Pole 231
6.2.7. Блок фиксированной задержки Transport Delay 232
6.2.8. Блок управляемой задержки Variable Transport Delay 232
6.3. Блоки задания таблиц 234
6.3.1. Обзор блоков таблиц 234
6.3.2. Блок одномерной таблицы Look!Up Table 235
6.3.3. Блок двумерной таблицы Look!Up Table (2D) 237
6.3.4. Блок многомерной таблицы Look!Up Table (n!D) 238
6.3.5. Блок Interpolation (n!D) using PreLoop!Up 239
6.3.6. Блок таблицы с прямым доступом Direct Loop!Up Table (n!D) 240
6.3.7. Блок работы с индексами PreLook!Up Index Search 241
6.4. Блоки задания функций пользователя 242
6.4.1. Обзор функций пользователя 242
6.4.2. Блок задания функции Fcn 243
6.4.3. Блок задания функции MATLAB Fcn 244
6.4.4. Блок задания S!функций 244
6.4.5. Примеры применения S!функций 246
6.4.6. Блок создания S!функций S!Function Builder 247
6.5. Новые блоки библиотеки Simulink 6/7 248
6.5.1. Расширенная библиотека математических блоков 248
6.5.2. Блоки раздела Logic and Bit Operations 249
6.5.3. Блоки раздела Additional Math & Discrete 250

Урок 7. Нелинейные, дискретные и специальные блоки 255
7.1. Нелинейные блоки 256
7.1.1. Обзор нелинейных блоков 256
7.1.2. Блок ограничения Saturation 257
7.1.3. Блок с зоной нечувствительности Dead Zone 258
7.1.4. Релейный блок Relay 258
7.1.5. Блок с ограничением скорости Rate Limiter 259
7.1.6. Блок квантования Quantizer 260
7.1.7. Блок фрикционных эффектов Coulombic and Viscous Friction 261
7.1.8. Блок люфта Backlash 261
7.1.9. Детектор пересечения заданного уровня Hit Crossing 263
7.2. Дискретные блоки 264
7.2.1. Обзор дискретных блоков 264
7.2.2. Блок дискретной единичной задержки Unit Delay 264
7.2.3. Блок экстраполятора нулевого порядка Zero!Order Hold 264
7.2.4. Блок экстраполятора первого порядка First!Order Hold 265
7.2.5. Блок дискретного интегратора времени Discrete!Time Integrator 266
7.2.6. Блок дискретного фильтра Discrete Filter 267
7.2.7. Блок памяти Memory 268
7.2.8. Блок дискретной передаточной функции Discrete Transfer Fcn 268
7.2.9. Блoк задания дискретной функции Discrete Zero Pole 270
7.2.10. Блок Discrete State Space 270
7.3. Библиотеки Simulink Extras 271
7.3.1. Обзор библиотеки Simulink Extras 271
7.3.2. Дополнительные дискретные блоки Additional Discrete 272
7.3.3. Дополнительные линейные блоки 272
7.3.4. Дополнительные блоки Additional Sinks 275
7.3.5. Блоки спектрального анализа 275
7.3.6. Блок кросс!коррелятора Cross!Correlator 277
7.3.7. Блок автокоррелятора Cross!Correlator 278
7.3.8. Обзор раздела библиотеки Flip Flops 278
7.3.9. Генератор тактовых импульсов Clock 280
7.3.10. Триггерные блоки 280
7.3.11. Пример построения широтно!импульсного модулятора 280
7.3.12. Раздел Linearization 282
7.3.13. Блок заданной временной задержки 283
7.4. Блоки преобразований 284
7.4.1. Обзор раздела преобразований Transformations 284
7.4.2. Блок преобразования температуры Celsius to Fahrenheit 284
7.4.3. Блок преобразования температуры Fahrenheit to Celsius 285
7.4.4. Блок преобразования углов Degress to Radians 285
7.4.5. Блок преобразования углов Radians to Degress 285
7.4.6. Блок преобразования координат Cartesian to Polar 286
7.4.7. Блок преобразования координат Polar to Cartesian 287
7.4.8. Блок преобразования 3D!координат Cartesian to Spherical 287
7.4.9. Блок преобразования 3D!координат Spherical to Cartesian 287
7.5. Библиотека верификации модели – Model Verification 289
7.5.1. Обзор блоков библиотеки Model Verification 289
7.5.2. Блоки контроля со статическими уровнями 289
7.5.3. Блоки динамического контроля 291
7.5.4. Блок контроля нуля Assertion 292
7.5.5. Блок контроля градиента дискретного сигнала Check Discrete Gradient 293
7.5.6. Блок контроля разрешения Check Input Resolution 294
7.6. Библиотека дополнительных утилит Model!Wide Utilities 295
7.6.1. Обзор блоков библиотеки Model!Wide Utilities 295
7.6.2. Блок линеаризации модели в заданное время Times!Based Linearization 296
7.6.3. Блок линеаризации с запуском Trigger!Based Linearization 296
7.6.4. Блок задания информации о модели – Model info 297
7.6.5. Блок документирования модели – DocBlock 299
7.7. Новые нелинейные и дискретные блоки Simulink 6 299
7.7.1. Новые нелинейные блоки Simulink 6.6 299
7.7.2. Новые дискретные блоки Simulink 6.6 301

Урок 8. Подготовка и применение подсистем 303
8.1. Общие сведения о подсистемах 304
8.2. Создание подсистемы из части основной модели 304
8.2.1. Постановка задачи о выделении подсистемы 304
8.2.2. Выделение блоков для подсистемы 305
8.2.3. Создание подсистемы из выделенных блоков 306
8.2.4. Вызов и просмотр подсистемы 307
8.2.5. Назначение портов ввода и вывода в подсистемах 307
8.2.6. Использование браузера моделей для работы с подсистемами 308
8.2.7. Модификация и редактирование подсистемы 309
8.2.8. Задание свойств подсистемы 310
8.2.9. Параметры портов ввода и вывода 311
8.2.10. Обзор библиотеки Ports & SubSystem 312
8.3. Построение подсистем на основе блока SubSystem 314
8.3.1. Постановка задачи 314
8.3.2. Модель функционального генератора 314
8.3.3. Задание подсистемы с помощью блока SubSystem 314
8.3.4. Создание основной модели и ее испытание 315
8.4. Управляемые подсистемы 316
8.4.1. Типы управляемых подсистем 316
8.4.2. Пример создания Е!подсистемы функционального генератора 318
8.4.3. Создание порта выхода Е!подсистемы 318
8.4.4. Т!подсистемы 319
8.4.5. Пример применения T!подсистемы 320
8.4.6. ET!подсистемы 322
8.4.7. Применение блоков Goto, Goto Tag visibility и From 323
8.5. Особенности применения подсистем 325
8.5.1. Виртуальные подсистемы 325
8.5.2. Невиртуальные подсистемы 326
8.5.3. Семантика подсистем 326
8.5.4. Демонстрационные примеры применения подсистем 327
8.6. Маскированные подсистемы 331
8.6.1. Механизм маскирования 331
8.6.2. Создание начальной модели 333
8.6.3. Подготовка к маскированию подсистемы 333
8.6.4. Запуск редактора маски 334
8.7. Работа с масками 335
8.7.1. Редактор маски 335
8.7.2. Создание окна параметров блока 336
8.7.3. Инициализация параметров 338
8.7.4. Подготовка описания и документации блока 339
8.7.5. Создание простой пиктограммы блока 340
8.7.6. Проверка модели с созданной маской 342
8.7.7. Вывод описания и справки маски 343
8.7.8. Создание маски!справки 343
8.8. Расширенные средства создания пиктограмм блоков 344
8.8.1. Задание текстовых надписей 344
8.8.2. Применение команд графики MATLAB 346
8.8.3. Средства специального оформления пиктограмм 347
8.8.4. Применение графического редактора пиктограмм 348
8.8.5. Задание пиктограммы в виде готового рисунка 351
8.9. Создание библиотек пользователя 352
8.9.1. Библиотека Commonly Used Simulink 6 352
8.9.2. Требования к библиотекам пользователя 353
8.9.3. Перенос блоков в окно библиотеки 353
8.9.4. Применение библиотек пользователя 355

Урок 9. Инструменты и практика моделирования 357
9.1. Меню инструментов Tools 358
9.1.1. Роль инструментальных средств Simulink 358
9.1.2. Меню инструментов Tools 358
9.2. Работа с отладчиком графических S!моделей 359
9.2.1. Запуск отладчика 359
9.2.2. Панель инструментов отладчика 359
9.2.3. Работа с отладчиком 361
9.2.4. Дополнительные возможности отладчика 363
9.2.5. Проверка порядка выполнения блоков 363
9.2.6. Оценка состояния отладчика 363
9.2.7. Управление отладчиком из командной строки MATLAB 364
9.3. Браузер данных Simulink 366
9.4. Подготовка отчетов по моделированию 367
9.4.1. Что такое отчет? 367
9.4.2. Установки просмотра отчета 368
9.4.3. Запуск генератора отчетов 369
9.4.4. Редактирование отчета 369
9.4.5. Пример подготовки отчета 370
9.5. Инструменты ускорения моделирования 372
9.5.1. Профилировщик Profiler 372
9.5.2. Применение Simulink!ускорителя 374
9.5.3. Дискретизация моделей 377
9.6. Работа с LTI!вьювером 378
9.6.1. Вызов LTI!вьювера командой Linear analysis… 378
9.6.2. Выбор состояния системы 379
9.6.3. Выбор графических характеристик линейных систем 380
9.6.4. Конфигурация вывода графиков 381
9.6.5. Пример линеаризации нелинейной системы 383
9.7. Повышение эффективности и качества моделирования 384
9.7.1. Дополнительные средства в позиции Tools меню 384
9.7.2. Повышение скорости моделирования 385
9.8. Практические примеры моделирования 390
9.8.1. Построение спирали Карно 390
9.8.2. Синтез АМ!сигнала 391
9.8.3. Нестабильные линейные системы с обратной связью 392
9.8.4. Получение незатухающих почти синусоидальных колебаний 393
9.9. Демонстрационные примеры Simulink 395
9.9.1. Доступ к демонстрационным примерам Simulink 395
9.9.2. Моделирование простого маятника 396
9.9.3. Колебания многозвенного объекта 397
9.9.4. Моделирование отскакивающего от поверхности мячика 398
9.9.5. Моделирование автопилота с аналоговыми блоками 399
9.9.6. Пример дискретной системы 400
9.9.7. Применение примеров раздела Automotive 401
9.9.8. Ранняя модель автопилота летательного аппарата F14 401
9.9.9. Комбинированная модель автопилота F14 403
9.10. Моделирование ключа на мощном МДП!транзисторе 404
9.10.1. Построение субмодели мощного МДП!транзистора 404
9.10.2. Построение семейства ВАХ мощного МДП транзистора 406
9.10.3. Моделирование передаточной характеристики 407
9.10.4. Динамическая модель мощного МДП!транзистора 408
9.10.5. Моделирование ключа на мощном МДП!транзисторе 411

Урок 10. Оптимизация отклика нелинейных систем 417
10.1. Пакеты оптимизации отклика нелинейных систем 418
10.1.1. Назначение пакетов 418
10.1.2. Состав блоков пакетов 418
10.1.3. Демонстрация работы блоков пакета NCD 419
10.2. Оптимизация нелинейных систем с помощью пакета NCD 420
10.2.1. Оптимизация коэффициента передачи И регулятора 420
10.2.2. Меню окна блока NCD Output 425
10.2.3. Настройка параметров PID!регулятора 427
10.2.4. Настройка параметров комплексного регулятора 429
10.2.5. Настройка параметров ПИ!регулятора для многомерного объекта 432
10.2.6. Особенности решаемых оптимизационных задач 433
10.2.7. Функции и команды NCD Blockset 434
10.3. Новый пакет расширения Simulink Response Optimization 436
10.3.1. Назначение пакета расширения Simulink Response Optimization 436
10.3.2. Оптимизация системы с PID!контроллером 438
10.3.3. Оптимизация системы магнитной «левитации» стального шарика 439
10.3.4. Оптимизация системы энергетического преобразователя 441
10.3.5. Функции пакета расширения Simulink Response Optimization 445

Урок 11. Моделирование в электроэнергетике 449
11.1. Пакет расширения SimPowerSystems 450
11.1.1. Назначение пакета расширения SimPowerSystems 450
11.1.2. Состав библиотек SimPowerSystems Blockset 450
11.1.3. Параметры и единицы их измерения 451
11.2. Источники электрической энергии и их применение 452
11.2.1. Типы источников электрической энергии 452
11.2.2. Пример применения источника постоянного тока 453
11.2.3. Пример применения управляемого источника тока 453
11.2.4. Примеры применения источника переменного тока 454
11.2.5. Моделирование амплитудной модуляции 455
11.3. Основные элементы электротехнических устройств и систем 457
11.3.1. Библиотека компонентов Elements 457
11.3.2. Примеры моделирования RLC!цепей 459
11.3.3. Работа с блоком Powergui 461
11.3.4. Моделирование устройств с однофазными трансформаторами 463
11.3.5. Моделирование устройств с трехфазными трансформаторами 469
11.3.6. Выключатели и ограничители пиковых напряжений 470
11.3.7. Моделирование линий передачи 473
11.3.8. Моделирование линии передачи с компенсаторами 475
11.4. Моделирование систем и устройств энергетической электроники 480
11.4.1. Состав библиотеки энергетической электроники 480
11.4.2. Моделирование простых ключевых устройств 482
11.4.3. Моделирование устройств с мощными ключевыми полевыми транзисторами 485
11.4.4. Моделирование устройств с тиристорами 486
11.4.5. Моделирование устройств с запираемыми Gto модулями 488
11.4.6. Моделирование устройств с силовыми IGBT!модулями 489
11.4.7. Моделирование устройств с мостовыми модулями 493
11.5. Моделирование приводов электрических машин 494
11.5.1. Библиотека блоков электрических машин 494
11.5.2. Пример моделирования привода двигателя постоянного тока 495
11.5.3. Пример моделирования мощной синхронной машины 496
11.5.4. Пример моделирования привода асинхронного двигателя 497
11.6. Моделирование электрических преобразователей электроэнергии 498
11.6.1. Моделирование импульсного преобразователя с ключом на полевом транзисторе 498
11.6.2. Моделирование неуправляемых однофазных выпрямителей 500
11.6.3. Моделирование трехфазных выпрямителей 501
11.6.4. Моделирование однофазных инверторов 502
11.6.5. Моделирование трехфазных инверторов 503
11.6.6. Пример моделирования многоимпульсного GTO!преобразователя 506
11.6.7. Моделирование трехфазного инвертора для асинхронных двигателей 508
11.6.8. Моделирование динамической нагрузки и управляемого трехфазного источника 508
11.7. Новая библиотека Application Library в SimPowerSystems 4.* 510
11.7.1. Состав библиотеки Application Library 510
11.7.2. Блоки турбин ветровых электростанций 511
11.7.3. Блоки электрических устройств 512
11.7.4. Блоки машин постоянного тока 512
11.7.5. Блоки машин переменного тока 515
11.7.6. Блоки валов и редукторов 517
11.7.7. Блоки библиотеки гибких систем передачи на переменном токе 521
11.8. Другие библиотеки и примеры SimPowerSystems 522
11.8.1. Библиотека инструментов 522
11.8.2. Состав библиотеки Extra Library 524
11.8.3. Моделирование высоковольтных систем передачи электроэнергии на постоянном токе 526

Урок 12. Моделирование механических систем и устройств 531
12.1. Начало работы с пакетом SimMechanics Blockset 532
12.1.1. Назначение пакета SimMechanics и его особенности 532
12.1.2. Библиотека пакета SimMechanics 533
12.1.3. Раздел библиотеки Bodies 536
12.1.4. Системы координат SimMechanics 536
12.2. Простой пример моделирования механического маятника 537
12.2.1. Диаграмма простого механизма – стержневого маятника 537
12.2.2. Пуск модели и наблюдение результатов моделирования 538
12.2.3. Специальные средства визуализации пакета SimMechanics 539
12.2.4. Установка параметров блоков диаграммы 541
12.3. Идеологии пакета SimMechanics 545
12.3.1. Наглядное представление механических устройств 545
12.3.2. Пример диаграммы конвейерного механизма 546
12.3.3. Контроль общих установок моделирования 548
12.3.4. Пуск модели механизма конвейера 549
12.4. Обзор основных блоков библиотеки SimMechanics 550
12.4.1. Блоки раздела Joints (Сочленения) 550
12.4.2. Блоки раздела Sensors & Actuators 553
12.4.3. Блоки раздела Constraints & Drives 555
12.4.4. Блоки раздела Force Elements 557
12.4.5. Блоки раздела Utilities 559
12.5. Обзор обычных демонстрационных примеров 561
12.5.1. Моделирование отскоков упругого шарика 561
12.5.2. Моделирование маятника с двумя стержнями 562
12.5.3. Моделирование четырехзвенного маятника 563
12.5.4. Моделирование простого винтового механизма 563
12.5.5. Моделирование полета тела (баллистическая задача) 564
12.5.6. Моделирование движения тела по заданной кривой 565
12.6. Моделирование механизмов с применением средств виртуальной реальности 566
12.6.1. Моделирование движений робота 566
12.6.2. Моделирование винтового планетарного механизма с виртуальной реальностью 568
12.6.3. Моделирование четырехцилиндрового двигателя 569
12.7. Пакет расширения по виртуальной реальности 570
12.7.1. Назначение пакета Virtual Reality Toolbox 570
12.7.2. Что такое виртуальная реальность в пакете VR? 573
12.7.3. Программирование перемещения автомобиля 576
12.7.4. Блоки виртуальной реальности для Simulink 583
12.7.5. Моделирование прыжков шара 584
12.7.6. Моделирование левитации стального шарика в магнитном поле 585
12.7.7. Пример моделирования движения автомобиля 586
12.7.8. Как создаются объекты виртуальной реальности 587
12.8. Основы моделирования аэрокосмических аппаратов 590
12.8.1. Назначение пакета Aerospace Blockset и состав его библиотеки 590
12.8.2. Координатная система пакета Aerospace Blockset 592
12.8.3. Блоки задания уравнений движения 6DoF и 3DoF 594
12.8.4. Блок системы турбовентиляторного двигателя 600
12.8.5. Блоки учета влияния среды раздела Environment 602
12.8.6. Блоки исполнительных механизмов – Actuators 604
12.8.7. Блоки регуляторов управления движением – GNC 605
12.8.8. Блоки свойства масс – Mass Properties 606
12.8.9. Блоки вычисления параметров полета – Flight Parameters 607
12.8.10. Блок аэродинамики – Aerodynamic 608
12.8.11. Блоки раздела утилит – Utility 609
12.8.12. Блоки анимации – Animation 610
12.9. Примеры применения пакета расширения Aerospace Blockset 613
12.9.1. Доступ к демонстрационным примерам 613
12.9.2. Простейшие примеры моделирования линейного силового привода 613
12.9.3. Пример анимации при шести степенях свободы полета ракеты 615
12.9.4. Пример анимации при трех степенях свободы полета ракеты 616
12.9.5. Моделирование полета самолета – «этажерки» 617
12.9.6. Моделирование полета космического корабля – челнока 618

Урок 13. Основы событийного моделирования 625
13.1. Пакет Stateflow 626
13.1.1. Понятие о событийном моделировании 626
13.1.2. Назначение пакета Stateflow 626
13.1.3. Доступ к средствам Stateflow 627
13.1.4. Понятие о SF!диаграмме 628
13.2. Основные объекты SF!диаграмм 629
13.2.1. Состояния и признаки памяти 629
13.2.2. Переходы и признаки альтернативы 629
13.2.3. События, процедуры и данные 630
13.2.4. Описание объектов 631
13.3. Пример построения модели с SF!диаграммой 633
13.3.1. Работа с редактором SF!диаграмм 633
13.3.2. Установка параметров SF!диаграммы с помощью обозревателя 635
13.3.3. Сохранение модели с SF!диаграммой 636
13.4. Запуск, отладка и форматирование SF!диаграмм 636
13.4.1. Установка параметров запуска 636
13.4.2. Запуск модели 637
13.4.3. Работа с отладчиком SF!диаграмм 638
13.4.4. Средства отладки SF!диаграмм 640
13.4.5. Поиск объектов SF!диаграмм 642
13.4.6. Выбор стиля SF!диаграмм 643
13.4.7. Установка размера символов 643
13.5. Особенности версий пакета расширения Stateflow 644
13.5.1. Новый редактор SF!диаграмм в Stateflow 5.* 644
13.5.2. Несколько простых примеров применения Stateflow 5.* 644
13.5.3. Пакет расширения Stateflow 6.* 645
13.6. Примеры применения пакета Stateflow 6.3 646
13.6.1. Работа с демонстрационными примерами 646
13.6.2. Пример реализации рекурсивной функции вычисления факториала 649
13.6.3. Пример векторизации 650
13.6.4. Пример организации цикла 650
13.6.5. Пример работы с Fixed Point средствами 651
13.6.6. Пример работы с рабочим пространством MATLAB 652
13.6.7. Построение фрактала Мандельброта 653
13.6.8. Моделирование скользящего с трением бруска 654
13.6.9. Моделирование системы трансмиссии автомобиля 655
13.6.10. Моделирование отказоустойчивой системы контроля топлива 656

Урок 14. Моделирование устройств обработки сигналов и изображений 665
14.1. Пакет расширения Signal Processing Blockset 6.5 666
14.1.1. Назначение пакета расширения Signal Processing Blockset 6.5 666
14.1.2. Состав блоков библиотеки пакета Signal Processing Blockset 6.5 667
14.1.3. Работа с источниками и получателями сигналов 669
14.1.4. Работа с блоками математических операций 670
14.1.5. Типовые матричные операции 671
14.1.6. Операции с полиномами 673
14.1.7. Квантование сигналов 674
14.1.8. Управление сигналами 675
14.1.9. Организация буфера, очереди и стека 675
14.1.10. Организация сдвигового регистра и линии задержки 680
14.1.11. Подраздел Signal Attributes 681
14.1.12. Переключатели и счетчики 681
14.1.13. Обработка сигналов (раздел Signal Operations) 684
14.1.14. Раздел оценки блоков – DSP Estimation 685
14.1.15. Преобразования сигналов (раздел Transforms) 687
14.1.16. Статистическая обработка данных (раздел DSP Statistics) 689
14.1.17. Фильтрация сигналов (раздел Filtering) 692
14.2. Примеры моделирования систем на основе пакета SPB 692
14.2.1. Модель адаптивного фильтра RLS 692
14.2.2. Модель адаптивного фильтра Калмана 692
14.2.3. Модель стереоэкспандера 693
14.2.4. Модель анализатора спектра с оконным БПФ 693
14.2.5. Реконструкция сигнала после вейвлет!фильтрации 696
14.2.6. Реконструкция сигнала после вейвлет!фильтрации 697
14.2.7. Вейвлет!очистка сигнала от шума 698
14.2.8. Однополосная модуляция (SSB) 699
14.2.9. Адаптивная дельта!импульсная кодовая модуляция 699
14.3. Пакет расширения RF Blockset 700
14.3.1. Назначение пакетов расширения RF Toolbox и Blockset 700
14.3.2. Системы параметров для радиочастотных объектов 702
14.3.3. Библиотека блоков пакета RF Blockset 703
14.3.4. Работа с математическими блоками 704
14.3.5. Применение блоков портов ввода/ вывода 707
14.3.6. Визуализация графических характеристик блоков 708
14.4. Примеры применения пакета RF Blockset 711
14.4.1. Сравнение реализаций усилителей 711
14.4.2. Моделирование фильтров на линиях передачи 713
14.4.3. Моделирование многокаскадных радиочастотных систем 715
14.4.4. Примеры совместного применения пакетов RF и Communication Blockset 716
14.5. Пакет Communications Blockset 718
14.5.1. Назначение пакетов Communications Blockset и Communications Toolbox 718
14.5.2. Основы работы 719
14.5.3. Доступ к библиотеке пакета и ее разделам 720
14.5.4. Источники и получатели коммуникационных сигналов 721
14.5.5. Моделирование кодирования и декодирования 723
14.5.6. Моделирование модуляторов и демодуляторов 725
14.5.7. Библиотеки каналов 727
14.5.8. Библиотека модулей синхронизации 727
14.5.9. Применение блоков детектирования ошибок и коррекции 732
14.5.10. Блоки фильтров и эквалайзеров 733
14.5.11. Обзор других разделов библиотеки Communication Blockset 738
14.6. Знакомство с Video and Image Processing Blockset 741
14.6.1. Инсталляция и назначение Video and Image Processing Blockset 741
14.6.2. Доступ к библиотеке блоков пакета 742
14.6.3. Поддерживаемые типы изображений и данных 743
14.6.4. Первый пример – просмотр видеофильма 743
14.6.5. Блоки источников и получателей изображений 744
14.6.6. Раздел Analysis & Enhancement 745
14.6.7. Раздел Filtering 746
14.6.8. Раздел геометрических преобразований Geometric Transformations 746
14.6.9. Блоки морфологических операций – Morphological Operations 747
14.6.10. Раздел Conversions 748
14.6.11. Раздел Transform 748
14.6.12. Блоки статистической обработки изображений – Statistics 749
14.6.13. Блоки раздела Text & Graphics 749
14.6.14. Блоки утилит – Utilities 750
14.7. Основные операции с изображениями и видеофайлами 750
14.7.1. Импорт и экспорт мультимедийных файлов 750
14.7.2. Удаление шума на изображении 751
14.7.3. Удаление периодического шума видеоизображений 751
14.7.4. Создание панорамного изображения 752
14.7.5. Построение динамической картинки внутри другой динамической картинки 753
14.7.6. Вращение изображения 755
14.7.7. Морфологическое открытие и пересчет объектов изображения 756
14.7.8. Улучшение четкости выделенной части изображения 757
14.7.9. Нахождение и выделение кромок у объектов изображений 757
14.7.10. Стабилизация перемещаемого изображения 758
14.7.11. Прослеживание движущихся автомобилей 760
14.7.12. Сегментация по цвету и ячеек 760
14.7.13. Сжатие изображения 762
14.7.14. Проекция изображения на вращающийся кубик 765
Список литературы 766
Предметный указатель 770

Комментарии