Какое расширение имеют файлы модели simulink
Пакет Simulink исполъзуется для моделирования непрерывных, дискретных и дискретно-непрерывных систем управления, как детерминированных и является пакетом программ для визуального моделирования. Пакет содержит набор типовых функциональных блоков (нелинейные, непрерывные линейные и дискретные элементы, блоки формирования уравнений состояния в векторно-матричной форме, источники и регистраторы сигналов как в цифровой форме, так и в графической, соединительные узлы и т. п.), которые соответствуют компонентам реальных систем.
В Simulink реализованы принципы визуально-ориентированного программирования, что позволяет выбирать нужные блоки и соединять их с целью составления модели анализируемой системы.
Основное назначение Simulink - это имитационное моделирование систем управления. При имитационном моделировании воспроизводится логика (алгоритм) функционирования во времени при различных сочетаниях значений параметров системы и внешней среды.
Можно проводить: исследование относительного влияния различных факторов на выходные характеристики системы; нахождение аналитической зависимости между выходными характеристиками и варьируемыми факторами; отыскание оптимальных значений параметров системы.
Совместно с Simulink можно использовать и другие пакеты расширения системы MATLAB. Например, пакет Nonlinear Control Design (NCD) Blockset [3] совместно с Simulink реализует метод динамической оптимизации. В частности, он предназначен для настройки параметров регуляторов на заданные показатели качества переходных процессов одномерных и многомерных систем с переменными параметрами.
Каждый блок, входящий в библиотеку Simulink, имеет хотя бы один параметр настройки. Задавая требуемое значение параметра (или выбирая его из предлагаемого меню), имеется возможность скорректировать функцию, реализуемую данным блоком. Чтобы открыть окно настройки параметров, нужно дважды щелкнуть ЛКМ (левой клавишей мыши) на изображении блока.
Окна настройки параметров всех блоков имеют идентичную структуру и содержат краткую характеристику блока, поле ввода или выбора значений параметров.
Помимо настройки параметров блоков перед запуском модели на исполнение устанавливаются параметры моделирования. Они устанавливаются на вкладке Solver в диалоговом окне Parameters раздела Simulation меню окна Untitled.
На вкладке может быть произведено: Simulation time - установка интервала времени моделирования, величина которого задается посредством указания начального (Start time) и конечного (Stop time) значений модельного времени; Solver options - выбор метода расчета модели с помощью двух выпадающих меню.
Первое меню Туре позволяет выбрать способ изменения модельного времени: с переменным шагом (Variable-step) или с фиксированным шагом (Fixed-step). Как правило, Variable-step используется для моделирования непрерывных систем, a Fixed-step - дискретных и дискретно-непрерывных.
Второе меню, расположенное справа, позволяет выбрать метод расчета нового состояния моделируемой системы. Причем первый пункт меню (discrete) обеспечивает расчет дискретных состояний системы (и для непрерывного, и для дискретного времени переходов ее из состояния в состояние). А остальные пять пунктов меню обеспечивают выбор метода расчета нового состояния для непрерывных систем. Эти методы различны для непрерывного времени (Variable-step) и для дискретного времени (Fixed-step), но основаны на единой методике - решении обыкновенных дифференциальных уравнений.
Под полем меню Туре находится строка редактирования, название которой меняется в зависимости от выбранного способа изменения модельного времени. Для Fixed-step она называется Fixed-step size и позволяет указывать величину шага моделирования. При выборе Variable-step данная строка получает имя Max step size (Максимальная величина шага) и, соответственно, содержит предельно допустимое значение шага моделирования.
По умолчанию величина шага моделирования для обоих способов изменения модельного времени устанавливается автоматически (auto) в соответствии с параметрами настройки блоков модели.
При моделировании непрерывных систем с использованием переменного шага (Variable-step) необходимо указать точность вычислений: относительную (Relative tolerance) и абсолютную (Absolute tolerance). Кроме того, можно задать начальное значение шага моделирования в поле Initial step size.
Запуск модели на исполнение можно произвести, нажав соответствующую кнопку меню либо выбрав команду Start в разделе Simulation главного меню окна Untitled.
Simulink - интерактивный инструмент для моделирования, имитации и анализа динамических систем. Он дает возможность строить графические блок-диаграммы, имитировать динамические системы, исследовать работоспособность систем и совершенствовать проекты. Simulink полностью интегрирован с MATLAB, обеспечивая немедленным доступом к широкому спектру инструментов анализа и проектирования. Simulink также интегрируется с Stateflow для моделирования поведения, вызванного событиями. Эти преимущества делают Simulink наиболее популярным инструментом для проектирования систем управления и коммуникации, цифровой обработки и других приложений моделирования.
Программа Simulink является приложением к пакету MATLAB. При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний, требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области, в которой он работает.
Simulink является достаточно самостоятельным инструментом MATLAB и при работе с ним совсем не требуется знать сам MATLAB и остальные его приложения. С другой стороны доступ к функциям MATLAB и другим его инструментам остается открытым и их можно использовать в Simulink. Часть входящих в состав пакетов имеет инструменты, встраиваемые в Simulink (например, LTI-Viewer приложения Control System Toolbox – пакета для разработки систем управления). Имеются также дополнительные библиотеки блоков для разных областей применения (например, Power System Blockset – моделирование электротехнических устройств, Digital Signal Processing Blockset – набор блоков для разработки цифровых устройств и т.д).
При работе с Simulink пользователь имеет возможность модернизировать библиотечные блоки, создавать свои собственные, а также составлять новые библиотеки блоков.
При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени (с фиксированным или переменным шагом). В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.
Преимущество Simulink заключается также в том, что он позволяет пополнять библиотеки блоков с помощью подпрограмм написанных как на языке MATLAB, так и на языках С + +, Fortran и Ada.
Библиотека Simulink содержит следующие основные разделы:
Continuous – линейные блоки.
Discrete – дискретные блоки.
Functions & Tables – функции и таблицы.
Math – блоки математических операций.
Nonlinear – нелинейные блоки.
Signals & Systems – сигналы и системы.
Sinks - регистрирующие устройства.
Sources — источники сигналов и воздействий.
Subsystems – блоки подсистем.
Пиктограмма свернутого узла дерева содержит символ "+", а пиктограмма развернутого содержит символ "-".
Для того чтобы развернуть или свернуть узел дерева, достаточно щелкнуть на его пиктограмме левой клавишей мыши.
При выборе соответствующего раздела библиотеки в правой части окна отображается его содержимое (Рисунок 2.1).
Рисунок 2.1 - Окно обозревателя с набором блоков раздела Continuous библиотеки Simulink
Для работы с окном используются команды собранные в меню. Меню обозревателя библиотек содержит следующие пункты:
File (Файл) — Работа с файлами библиотек.
Edit (Редактирование) — Добавление блоков и их поиск (по названию).
View (Вид) — Управление показом элементов интерфейса.
Help (Справка) — Вывод окна справки по обозревателю библиотек.
Для работы с обозревателем можно также использовать кнопки на панели инструментов (Рисунок 2.2).
Рисунок 2.2 - Панель инструментов обозревателя разделов библиотек
Кнопки панели инструментов имеют следующее назначение:
Создать новую S-модель (открыть новое окно модели).
Открыть одну из существующих S-моделей.
Изменить свойства окна обозревателя. Данная кнопка позволяет установить режим отображения окна обозревателя "поверх всех окон”. Повторное нажатие отменяет такой режим.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
В наши дни компьютерная математика находится на этапе быстрого развития. Она породила специальные программные средства – системы компьютерной математики (СКМ). Среди СКМ выделяется математическая система MATLAB – одна из самых эффективных среди систем для численных вычислений. MATLAB имеет мощные средства диалога, графики и комплексной визуализации вычислений. Система MATLAB предлагается разработчиками (корпорация The Math Works, Inc.), как лидирующий на рынке язык программирования высокого уровня для технических вычислений, расширяемый большим числом пакетов прикладных программ – расширений (их существует свыше сотни). Самым известным из них стало расширение Simulink,обеспечивающее блочное имитационное моделирование различных систем и устройств с применением современной технологии визуально-ориентированного программирования.
Особенностью расширения Simulink является то, что в нем реализована возможность решения линейных и нелинейных дифференциальных уравнений численными методами. Для нас это важный момент, так как мы уже говорили, что нам надо будет моделировать динамические объекты, которые описываются дифференциальными уравнениями, а получение решения многих дифференциальных уравнений часто оказывается очень громоздким, так что практическая польза от них становится весьма сомнительной или вообще отсутствует. В Simulink имеется обширный набор решателей дифференциальных уравнений без ограничение на вид. Итак, пакет расширения Simulink предназначен для математического моделирования динамических систем, представленных блок-схемой, которая называется S-моделью. Для построения функциональной блок-схемы Simulink имеет обширную библиотеку блоков и удобный редактор блок-схем. Используя наборы блоков, пользователь с помощью мыши переносит нужные блоки из библиотеки на рабочий стол пакета Simulink и соединяет линиями входы и выходы блоков. Таким образом, создается блок-схема объекта или системы, то есть модель.
S-модель является фактически программой, которую можно просмотреть с помощью редактора файлов системы MATLAB. Файлы модели имеют расширение .mdl. Однако, эти файлы довольно громоздки и могут содержать, даже для довольно простых моделей, тысячи строк программного кода. Поэтому мы в дальнейшем будем работать только на уровне блоков и составленных из них схем. Это является достоинством визуально-ориентированного программирования.
Итак, Simulink автоматизирует наиболее трудоемкий этап моделирования – он составляет и решает системы сложных алгебраических и дифференциальных уравнений, описывающих собранную функциональную схему, обеспечивая удобный и наглядный визуальный контроль за поведением моделируемого объекта.
Основы работы с пакетом Simulink
1. Запуск пакета Simulink
После инсталляции Simulink (отдельно от MATLAB или в его составе) он автоматически интегрируется с MATLAB. Внешне это выражается появлением кнопки New Simulink Model в панели инструментов системы MATLAB. При нажатии этой кнопки открывается окно браузера библиотек «Library: simulink» и окно для создания новой модели Simulink «untitled».
Рис.4.1 – Окно браузера библиотек
Можно также запустить Simulink , выполнив в командной строке MATLAB команду
Работа с Simulink происходит на фоне открытого окна системы MATLAB, в котором нередко можно наблюдать за выполняемыми операциями – если их вывод предусмотрен программой моделирования. Интеграция пакета Simulink с системой MATLAB имеет глубокий смысл. Любые манипуляции с схемой модели выполняются соответствующими командами системы MATLAB. Решение большинства задач моделирования базируются на решении сложных систем линейных и нелинейных ДУ. Наиболее эффективное решение подобных систем достигается за счет применения аппарата матричных вычислений, реализованных в системе MATLAB. Поэтому сочетание Simulink с системой MATLAB стало столь плодотворным.
2. Особенности интерфейса Simulink
Интерфейс Simulink полностью соответствует стилю интерфейса типичных приложений Windows. Меню окна Simulink содержит следующие позиции:
File –работа с файлами моделей и библиотек (их создание, сохранение, считывание и печать);
Edit –операции редактирования, работа с буфером обмена и создание подсистем;
View –управление отображением панели инструментов и строки состояния;
Simulation –управление процессом моделирования (старт, пауза, вывод окна настройки параметров моделирования);
Format –операции форматирования модели (смена шрифтов, редактирование надписей, повороты блоков, использование тени от блоков, операции с цветами линий блоков, их фоном и общим фоном)
Tools –управление видом анализа (в линейной области и в режиме реального времени).
Чтобы определить программно, имеет ли модель несохраненные изменения, можно запросить значение параметра модели Dirty с get_param функция. Например, эта команда сохраняет существующую систему ( gcs ) если это грязно:
Сохраните модель
Чтобы сохранить модель впервые, в Редакторе Simulink, на вкладке Simulation, нажимают Save. Обеспечьте местоположение и имя для файла модели. Чтобы видеть требования именования, смотрите Имена модели.
Чтобы сохранить ранее сохраненную модель, следуйте за одним из этих процессов:
Чтобы сохранить модель с помощью текущего имени файла, в Редакторе Simulink, на вкладке Simulation, нажимают Save.
Чтобы сохранить содержимое топ-модели к новому имени или местоположению, или изменить формат модели, в Редакторе Simulink, на вкладке Simulation, выбирают Save> Save As.
Примечание
Для получения дополнительной информации о формате SLX, смотрите, Преобразуют Формат файла в SLX.
Чтобы сохранить содержимое модели, на которую ссылаются, к новому имени, местоположение или формат, открывает модель, на которую ссылаются, как топ-модель. Затем на вкладке Simulation выберите Save> Save As.
Чтобы сохранить топ-модель в формате, совместимом с более ранней версией Simulink, на вкладке Simulation, выбирают Save> Previous Version. См. Модель Экспорта к Предыдущей Версии Simulink.
Имена модели
Имена файлов модели должны начаться с буквы и могут содержать буквы, числа и символы нижнего подчеркивания. Имя файла не должно быть:
Ключевое слово языка (например, if для конец )
Зарезервированное имя: 'simulink' \sl , 'sf'
Общее количество символов в имени модели не должно быть больше определенного максимума, обычно 63 символа. Чтобы найти максимальную длину имени файла для вашей системы, используйте MATLAB namelengthmax команда.
Чтобы изучить, как MATLAB определяет который функцию вызвать, когда вы задаете имя модели, смотрите Порядок приоритета функций.
Как Simulink сохраняет модели
Когда вы сохраняете модель, Simulink сохраняет блок-схему, свойства блока и другую информацию, сопоставленную с моделью в файле модели.
Если вы сделали, чтобы кто-либо предварительно сохранил или постсохранил коллбэки, они выполняются в этом порядке:
Весь блок PreSaveFcn стандартные программы коллбэка выполняются, затем модель PreSaveFcn стандартная программа коллбэка выполняется.
Simulink записывает файл модели.
Весь блок PostSaveFcn стандартные программы коллбэка выполняются, затем модель PostSaveFcn выполняется.
Во время процесса сохранения Simulink обеспечивает временную резервную копию (названный modelname .bak ) то, что это использует, чтобы восстановить модель в случае ошибки. Если ошибка происходит во время сохранения или во время какого-либо коллбэка во время процесса сохранения, Simulink:
Восстанавливает исходный файл
Записи любое содержимое, сохраненное перед ошибкой, произошли в файле с именем modelname .err
При сохранении модели, загруженной из файла SLX, должен все еще присутствовать исходный файл SLX. Simulink выполняет инкрементную загрузку и сохранение файлов SLX, поэтому если исходный файл отсутствует в разовом сохранении, Simulink предупреждает, что это не может полностью восстановить файл.
Сохраните модели в формате файла SLX
Сохраните новые модели как SLX
Обычно уменьшает размер файла по сравнению с файлами MDL. Сокращение размера файла между MDL и SLX варьируется в зависимости от модели.
Включает инкрементную загрузку и сохранение. Simulink оптимизирует эффективность и использование памяти путем загрузки только требуемых частей модели и сохранения только измененных частей модели.
Можно задать формат файла для сохранения новых моделей и библиотек с Форматом файла настройки Simulink для новых моделей и библиотек.
Преобразуйте формат файла в SLX
Если вы преобразуете файл MDL в формат файла SLX, файл содержит ту же информацию как файл MDL. Функции, который работает с файлами MDL, такой как get_param и set_param , также работайте с форматом файла SLX. Если вы преобразуете файл MDL в формат файла SLX, не меняя имя модели или местоположение, то Simulink создает резервный файл путем переименования файла MDL (если файл перезаписываем).
Если вы сохранили существующий файл MDL путем нажатия на Save на вкладке Simulation, Simulink сохраняет модель в формате MDL.
Сохранить существующий файл MDL в формате файла SLX:
На вкладке Simulation выберите Save> Save As.
Оставьте Save as type по умолчанию как SLX и нажмите Save.
Simulink сохраняет ваша модель в формате SLX и создает резервный файл путем переименования файла MDL (если файл перезаписываем) к mymodel.mdl. releasename , например, mymodel.mdl.R2010b .
В качестве альтернативы используйте save_system :
Эта команда создает mymodel.slx , и если существующий файл mymodel.mdl перезаписываемо, это переименовано в mymodel.mdl. releasename .Файлы SLX более приоритетны по сравнению с файлами MDL, поэтому если и существовать с тем же именем и вы не задаете расширение файла, вы загружаете файл SLX.
Внимание
Если вы используете инструменты управления из независимого источника, указываете расширение файла модели .slx как формат двоичного файла. Если вы не делаете, эти сторонние программы могут повредить файлы SLX, когда вы представляете их.
Следующая таблица описывает операции с возможными вопросами совместимости при использовании файлов SLX.
Заставьте свой код работать с обоими .mdl и .slx расширение.
Используйте функции как which и what вместо имен файлов.
Модель экспорта к предыдущей версии Simulink
Можно экспортировать модель, созданную с последней версией программного обеспечения Simulink в формате, используемом более ранней версией. Например, можно совместно использовать модель с коллегами, у которых только есть доступ к предыдущей версии Simulink.
Экспортировать модель в более раннем формате:
В Редакторе Simulink, на вкладке Simulation, нажимают Save. Это сохраняет копию в последней версии Simulink. Этот шаг избегает проблем совместимости.
В Редакторе Simulink, на вкладке Simulation, выбирают Save> Previous Version.
В диалоговом окне Export to Previous Version, из списка Save as type, выбирают предыдущую версию, в которую можно экспортировать модель. Список поддерживает семь лет предыдущих релизов.
Нажмите Save.
Когда вы экспортируете модель в формат предыдущей версии, модель сохранена в более раннем формате, независимо от того, содержит ли модель блоки и функции, которые были введены после той версии. Если модель содержит блоки или использует функции, которые датируют более раннюю версию более поздним числом, сила модели не дают правильные результаты, когда вы запускаете его в более ранней версии программного обеспечения Simulink. Кроме того, Simulink преобразует блоки, которые датируют более раннюю версию более поздним числом в желтые, пустые, блоки Subsystem маскированные. Например, если вы используете save_system экспортировать модель в Релиз R2007b и модель содержит блоки Polynomial , Simulink преобразует блоки Polynomial в желтые, пустые, блоки Subsystem маскированные. Simulink также удаляет любую неподдерживаемую функциональность из модели. Смотрите save_system .
Сохраните от более ранней версии Simulink до другой более ранней версии
Можно открыть модель, созданную в более ранней версии Simulink и экспорта что модель к различной более ранней версии. Чтобы предотвратить проблемы совместимости, используйте следующую процедуру:
Используйте текущую версию Simulink, чтобы открыть модель, созданную с более ранней версией.
Прежде чем вы внесете любые изменения, сохраните модель в текущей версии путем нажатия на Save на вкладке Simulation.
После сохранения модели в текущей версии можно изменить и повторно сохранить его по мере необходимости.
Сохраните модель в более ранней версии Simulink. На вкладке Simulation выберите Save> Previous Version.
Запустите более раннюю версию Simulink и используйте ее, чтобы открыть модель, которую вы экспортировали в ту более раннюю версию.
Сохраните модель в более ранней версии.
Можно теперь использовать модель в более ранней версии Simulink, как вы могли, если это было создано в той версии.
Эти настройки Simulink могут помочь вам работать с моделями от более ранних версий:
Читайте также: