Организация взаимодействия с моделью Simulink
1.1. Об именах файлов, переменных в Matlab
Важно помнить и знать, что:
- среда Matlab чувствительна к регистру, как переменных, так и имен файлов;
- при именовании файлов не допускается использование кириллицы; помимо этого также нежелательно ее использование в пути расположения файлов;
- существует правило: каждому файлу соответствует уникальное имя, т.к. среда обращается к программам (скриптам), функциям, моделям, используя только их уникальные имена.
1.2. Характеристика рабочего пространства Workspace и свойства переменных
При создании модели в среде Simulink и облегчения процесса управления параметрами отдельных блоков целесообразно организовать ввод данных параметров средствами Workspace среды MatLAB.
Workspace – это рабочее пространство системы, в котором сохраняются значения всех переменных, вычисленные в процессе работы пользователя с системой.
Переменные характеризуются:
- именем (уникальным идентификатором);
- типом данных;
- полями (числовыми значениями) этих данных.
1.3. Задание параметров блоков и создание модели
Для создание нового файла модели на панели инструментов системы MatLabиспользовать команду: File/New/Model.
По этой команде появляется окно Simulink c названием untitled(по умолчанию).В этом окне и «набирается» модель из отдельных блоков и их соединений. При сохранении файла ему дается нужное имя вместо исходного имени untitled.
Указанные выше свойства переменных можно использовать в Simulink при создании и настройке блоков, применяя эффективный способ задания их параметров, - в виде переменных (имеющих определенное имя в пределах исследуемой модели) вместо задания в виде конкретных численных значений.
На рисунке ниже в качестве примера приведен вариант такого задания параметров блока GiroskopT, используемого в одной частной моделируемой системе AirCraft.mdl.
Таким образом задаются параметры всех интересующих блоков модели.
1.4. Создание M-файла и исполнение файла
После задания параметров блоков создается M-файл (желательно скрипт (программу) – Script M-Files), в котором производится инициализация использованных переменных.
Ниже представлен листинг файла для приведенного выше блока
…
f_giro=150;
T_giro=1/(2*pi*f_giro);
e_giro=0.3;
k_giro=180/(25*pi);
…
При запуске данного скрипта на исполнение все описанные переменные попадут в Workspace среды MatLAB, из которого они доступны любому глобальному (по умолчанию) процессу среды. Примером такого процесса может служить исследуемая модель AirCraft.mdl, упомянутая выше.
При запуске модели, произойдет считывание используемых переменных и их подстановка в сгенерированный транслятором код модели. После чего данный код, если он не содержит разного рода ошибок, будет передан на компиляцию и исполнение.
1.5. Создание связанной цепочки «скрипт-модель»
В среде SIMULINKрациональным является способ организации процесса моделирования путем создания связанной пары (цепочки) файлов «скрипт-модель», включающей файлмоделис расширением .mdlисоответствующий М-файл (скрипт)с расширением .m.
Скрипт в Matlab , помимо данных, может содержать разного рода команды. Это свойство можно использовать для исключения «ручного» запуска модели на исполнение, обеспечив одновременно связь между назваными файлами.
Связь между файлами обеспечивается путем задания в скрипте команды вызова модели и ее исполнения.
Одной из таких команд может быть команда запуска модели на исполнение sim(.). В нашем примере – это запуск на моделирование исследуемой модели AirCraft.mdl:
…
sim('AirCraft');
…
Данная команда произведет вызов транслятора, компилятора для модели и передаст код на исполнение. При этом сама модель может быть не открыта. Если необходимо открыть модель, то в скрипте (перед командой sim) пишется ее имя, без указания расширения и с соблюдением регистра:
…
AirCraft
…
Создание цепочки «скрипт-модель» облегчает процесс отладки и настройки параметров звеньев схемы, т.к. исключается процесс поиска нужного звена в модели, а сводится он к поиску лишь переменной, приписанной к этому звену. Найти переменную в текстовом файле легче.
1.5.1. Имена файлов в цепочке
При создании такой цепочки файлов существует соблазн дать им одинаковые имена. Целью такого стремления является исключение возможной путаницы о принадлежности файлов друг к другу. Однако это недопустимо ввиду несовместимости одинаковых имен различных файлов.
Для разрешения такого противоречия рекомендуется давать имена файлам этой пары, которые различаются хотя бы в одном символе.
В вышеуказанном примере модели системы AirCraft.mdl соответствующему скрипту (содержащему параметры блоков модели и возможные команды) можно дать, например, одно из следующих имен: «AirCraft_data.m» или «AirCraft_1.m».
1.5.2. Последовательность действий при создании цепочки «скрипт-модель»
Из изложенного выше следует следующий алгоритм действий при создании цепочки «скрипт-модель»:
· Создание файла модели в Simulink.
· Набор структурной схемы модели с определением параметров звеньев в виде переменных, имеющих уникальное имя в пределах данного файла модели.
· Создание M-файла скрипта, в котором происходит инициализация использованных переменных (присвоением им значений).
· Запуск скрипта, для передачи переменных в Workspace.
· Запуск модели на исполнение (параметры звеньев, которые описаны как переменные будут считаны из Workspace).
· Перед завершением работы с моделью сохранение файлов с расширениями .mdl и .m.Пользователь может использовать их для копирования и установки на другие носители.
· Полезным в последующем является также сохранение рабочего пространства Workspace из командного окна Command Window по команде Save Workspase As. Сохраненный таким образом файл имеет расширение .mat (по умолчанию имя файла будет иметь название matlab.mat).