Основне призначення пакета розширення Simulink
Пакет Simulink використовується для моделювання безперервних, дискретних і дискретно-безперервних систем управління як детермінованих і є пакетом програм для візуального моделювання. Пакет містить набір типових функціональних блоків (нелінійні, безперервні лінійні та дискретні елементи, блоки формування рівнянь стану у векторно-матричній формі, джерела та реєстратори сигналів як у цифровій формі, так і у графічній, сполучні вузли тощо), які відповідають компоненти реальних систем.
У Simulink реалізовані принципи візуально-орієнтованого програмування, що дозволяє вибирати потрібні блоки та з'єднувати їх з метою складання моделі аналізованої системи.
Основне призначення Simulink – це імітаційне моделювання систем управління. При імітаційному моделюванні відтворюється логіка (алгоритм) функціонування у часі при різних поєднаннях значень параметрів системи та зовнішнього середовища.
Можна проводити дослідження відносного впливу різних факторів на вихідні характеристики системи; знаходження аналітичної залежності між вихідними характеристиками і факторами, що варіюються; Знаходження оптимальних значень параметрів системи.
Спільно з Simulink можна використовувати інші пакети розширення системи MATLAB. Наприклад, пакет Nonlinear Control Design (NCD) Blockset [3] разом із Simulink реалізує метод динамічної оптимізації. Зокрема, він призначений для налаштування параметрів регуляторів на задані показники якості перехідних процесів одновимірних та багатовимірних систем зі змінними параметрами.
Кожен блок, який входить до бібліотеки Simulink, має хоча б один параметр налаштування. Задаючи необхідне значення параметра (або вибираючи його зпропонованого меню), є можливість скоригувати функцію, що реалізується цим блоком. Щоб відкрити вікно параметрів, потрібно двічі клацнути ЛКМ (лівою клавішею миші) на зображенні блоку.
Вікна налаштування всіх блоків мають ідентичну структуру і містять коротку характеристику блоку, поле введення або вибору значень параметрів.
Крім налаштування параметрів блоків перед запуском моделі виконання встановлюються параметри моделювання. Вони встановлюються на вкладці Solver у діалоговому вікні Parameters розділу Simulation меню вікна Untitled.
На вкладці може бути: Simulation time - установка інтервалу часу моделювання, величина якого задається за допомогою вказівки початкового (Start time) і кінцевого (Stop time) значень модельного часу; Solver options - вибір методу розрахунку моделі за допомогою двох меню, що випадають.
Перше меню Туре дозволяє вибрати спосіб зміни модельного часу: зі змінним кроком (Variable-step) або з фіксованим кроком (Fixed-step). Як правило, Variable-step використовується для моделювання безперервних систем, а Fixed-step – дискретних та дискретно-безперервних.
Друге меню, розташоване праворуч, дозволяє вибрати метод розрахунку нового стану системи, що моделюється. Причому перший пункт меню (discrete) забезпечує розрахунок дискретних станів системи (і безперервного, й у дискретного часу переходів її зі стану на стан). А решта п'яти пунктів меню забезпечує вибір методу розрахунку нового стану для безперервних систем. Ці методи різні безперервного часу (Variable-step) і дискретного часу (Fixed-step), але засновані на єдиній методиці - вирішенні звичайних диференціальних рівнянь.
Під полем меню Туре знаходитьсярядок редагування, назва якого змінюється в залежності від вибраного способу зміни модельного часу. Для Fixed-step вона називається Fixed-step size та дозволяє вказувати величину кроку моделювання. При виборі Variable-step цей рядок одержує ім'я Max step size (Максимальна величина кроку) і, відповідно, містить гранично допустиме значення кроку моделювання.
За замовчуванням величина кроку моделювання обох способів зміни модельного часу встановлюється автоматично (auto) відповідно до параметрів налаштування блоків моделі.
При моделюванні безперервних систем з використанням змінного кроку (Variable-step) необхідно вказати точність обчислень: відносну (Relative tolerance) та абсолютну (Absolute tolerance). Крім того, можна встановити початкове значення кроку моделювання в полі Initial step size.
Запуск моделі виконання можна зробити, натиснувши відповідну кнопку меню чи вибравши команду Start розділ Simulation головного меню вікна Untitled.