Пакет MATLAB/SIMULINK

1. Призначення і можливості пакету

Сучасні системи автоматичного керування характеризуються високою складністю, підвищеними вимогами до показників швидкості, точності та стійкості. Для моделювання і проектування таких систем використовуються пакети програм, що дають можливість проводити моделювання аналіз  і синтез систем керування.

Одним із програмних комплексів призначених для моделювання систем керування є комплекс MATHLAB/SIMULINK.

Система моделювання  SIMULINK створена в середовищі MATHLAB і працює з використанням функцій цього пакету. Система SIMULINK призначена для роботи з моделями, які можна зобразити у вигляді блок-схем. Він являє собою пакет програм для побудови моделей, моделювання і аналізу динамічних систем.

Моделювання  в системі SIMULINK проводиться в графічному інтерфейсі користувача (GUI) для побудови моделі як структурної схеми з використанням миші.

Система SIMULINK включає повний комплект блоків, необхідних для створення моделей, пристрої відображення і генератори сигналів, дискретні лінійні та нелінійні компоненти та блоки з’єднань.

Розроблення блочних моделей засобами SIMULINK основано на технології  drag-and-drop („перетягни і покинь”). Окремими елементами побудови блочних моделей є блоки, які зберігаються у бібліотеці  пакету   SIMULINK. Ті блоки, які ми вводимо до моделі пов’язані між собою за принципами передачі інформації і керування. Типи зв’язків залежать від виду блоків і логіки роботи розробленої моделі. Дані, якими обмінюються блоки, можуть бути скалярними величинами, векторами або матрицями довільного розміру. В процесі моделювання можна змінювати час моделі, а також умови закінчення моделювання.

Блочна модель може складатися з любої кількості моделей більш низького рівня.

Під час моделювання є можливість контролю за процесами, які ми досліджуємо на блочній моделі. Для цього існують спеціальні блоки, які виконують роль вікон де будуються графіки, або виводиться числова інформація.

Бібліотека блоків  SIMULINK дозволяє включати до неї блоки розроблені безпосередньо користувачем.

При моделюванні  систем керування технологічними об’єктами використовуються три типи моделей:

-         функціональні моделі;

-         структурні моделі;

-         віртуальні моделі.

Функціональні моделі використовуються для моделювання напівпровідникових перетворювачів і схем управління на їхній базі.

Структурні моделі використовуються для моделювання технологічних об’єктів, систем і машин, які мають математичний опис і стандартні системи регулювання.

Віртуальні моделі використовуються для зображення готових систем керування, електричних машин та інше і які широко представлені, наприклад, в бібліотеці Power System Blockset.

Цінність SIMULINK полягає в широкій, відкритій для вивчення і використання бібліотеці компонентів (блоків). Вона включає джерела дій сигналів з практично любими часовими залежностями, масштабні,  лінійні і нелінійні перетворювачі з різними формами передавальних характеристик, пристрої квантування, інтегральні  і диференціальні блоки та ін.

В бібліотеці є цілий набір віртуальних реєструючи приладів – від простих вимірювачів типу амперметра або вольтметра до універсальних осцилографів чи то графопобудівників, які дозволяють проглядати часові залежності вихідних параметрів моделюючих систем, наприклад струмі і напруги, переміщення, тиску, температури та ін. там є також складні прилади, як то аналізатори спектру складних сигналів, засоби анімації графіків.

Об’єднання однієї із самих швидких матричних математичних систем – MATLAB з пакетом SIMULINK – відкрило нові можливості використання самих сучасних математичних методів для рішення задач динамічного і ситуаційного моделювання складних систем і пристроїв.