Моделирование системы с помощью Simulink

Подготовка к работе

1. По указанной литературе изучить:

правила создания моделей систем в Simulink, правила моделирования систем в Simulink, иерархическую библиотеку Simulink.

- состав Communication Blockset в Simulink.

2. Разработать структуру модели системы для варианта задания.

Контрольные вопросы

1. Назначение Simulink.

2. Правила построения моделей систем в Simulink.

3. Правила моделирования систем в Simulink.

4. Структура иерархической библиотеки Simulink.

5. Блоки из папки Sources библиотеки Simulink.

6. Блоки из папки Sinks библиотеки Simulink.

7. Блоки из Communication Blockset для обработки сигналов.

8. Блоки из Communication Blockset для генерации помех.

Задание к работе

Задача 1. Модель системы связи с заданными типами модуляции и помех:

- Создать модель. В ней сигнал от источника поступает на модулятор. Выходной
сигнал модулятора передается в канал связи, где на него накладывается адди­
тивный шум. Выход канала связи поступает на демодулятор, восстанавливаю­
щий модулирующий сигналю. Регистратор с пятью входами позволяет наблю­
дать сигналы в разных точках системы.

Провести ее моделирование.

Варианты заданий

Методические указания

1. Модель системы содержит источник сигнала и помехи, функциональные блоки и
средства наблюдения за поведением системы (модулятор, демодулятор, дисплей,
численный индикатор и др.).

2. Во всех вариантах задания нужно использовать дисплей с пятью входами.

3. Первое действие - запустить Matlab. При этом возникает стартовое диалоговое окно,
в котором локированы три встроенных окна: Command Window (командное) - справа,
Launch Pad (Средства запуска) - в левом верхнем углу, Command Hustory (История
команд) - в левом нижнем углу. Каждое подокно можно освободить из дока.

4. Для создания модели нужно выполнить действие File => New => Model. Это приводит
к запуску программы Simulink, которая создает пустое окно модели.

5. Далее нужно вызвать браузер библиотеки компонент, используя меню или кнопку в
панели инструментов Library Brouser. Окно браузера содержит две панели: слева ие­
рархическое дерево библиотеки, справа - содержимое выбранной в левой панели
папки с блоками. В папке могут быть подбиблиотеки и блоки. Каждый блок и подбиб-
лиотека имеют визуальный семантический образ и надпись.

6. Разместите окна браузера и модели таким образом, чтобы они не перекрывали друг
друга. Теперь можно формировать модель визуальным методом.

7. Скопируйте мышью из браузера в окно модели нужные блоки и удобно разместите
их. При переносе блока в модель там создается экземпляр блока с именем, совпа­
дающим с надписью под блоком (при необходимости, когда однотипных блоков в мо­
дели несколько, в имя блока добавляется номер).

8. Соедините блоки коннекторами. Для этого нужно протаскивать мышь от одной со­
единяемой точки к другой. При отпускании кнопки мыши в модели отображается кон­
нектор со стрелкой.

9. Установите для каждого блока свойства. Для этого нужно на блоке сделать двойной
щелчок мышью, что приведет к появлению окна со свойствами блока. Установите
нужные свойства в полях окна.

Пример выполнения

Задание. Создать модель аналоговой системы передачи с амплитудной модуляцией по каналу связи с гауссовым шумом.

Решение

1. Создать на экране дисплея пустое окно модели и вызвать браузер библиотеки бло­
ков.

2. Открыть в браузере папку с блоками источников, используя кнопку подбиблиотеки
Sources (Источники). Из подбиблиотеки Sources левой кнопкой мыши перетащить в
окно модели блок Sine Wave (генератор синусоиды) и там отпустить в удобном мес­
те.

3. Двойным щелчком по блоку Sine Wave в модели вызвать окно со свойствами блока.
В его полях выбрать параметры. В данном случае установить амплитуду и частоту
(фазу и время отсчета можно не менять).

4. Выбрать в браузере папку Communications Blockset (Коммуникационные блоки).

5. В нем открыть папку Modulation (Модуляция), а в ней папку Analog Passband Modula­
tion (Аналоговая полосовая модуляция).

6. Из подбиблиотеки Analog Passband Modulation левой кнопкой мыши перетащить в
окно модели блок DSB AM Modulator Passband (Модулятор двухполосной AM с поло­
совым фильтром) и там отпустить в удобном месте.

7. Аналогично скопировать в окно модели блок DSB AM Demodulator Passband (Демо­
дулятор двухполосной AM с полосовым фильтром).

8. Двойным щелчком по блоку Saturation в модели вызвать окно со свойствами блока. В
нем установить верхний и нижний пределы ограничения.

9. Выбрать в браузере папку Communications Blockset. В нем открыть папку Comm
Sources (Коммуникационные источники).

10. Из подбиблиотеки Comm Sources левой кнопкой мыши перетащить в окно модели
блок Gaussian Noise Generator (Генератор гауссового шума) и там отпустить в удоб­
ном месте.

11. Выбрать в браузере папку Simulink. В ней открыть папку Functions & Tables (Функции
и тиаблицы).

12. Из подбиблиотеки Functions & Tables левой кнопкой мыши перетащить в окно модели
блок Fen (Функция) и там отпустить в удобном месте. Этот блок введет функцию пре­
образования и(1) векторного выхода блока Gaussian Noise Generator в скаляр. Для
задания функции вызовите окно свойств блока двойным щелчком по нему и введите
и(1) в поле функции.

13. Выбрать в браузере папку Simulink. В ней открыть папку Math (Математика).

14. Из подбиблиотеки Math левой кнопкой мыши перетащить в окно модели блок Gain
(Усиление) и там отпустить в удобном месте. Этот блок будет использован для зада­
ния уровня шума в канале связи.

15. Из подбиблиотеки Math левой кнопкой мыши перетащить в окно модели блокБит
(Сумматор) и там отпустить в удобном месте. Этот блок будет использован для сло­
жение сигналов в канале связи.

16. .Выбрать в браузере папку Simulink. В ней открыть папку регистраторов Sinks (Реги­
страторы). Из подбиблиотеки Sinks левой кнопкой мыши перетащить в окно модели
блок Scope и там отпустить в удобном месте.

17. Двойным щелчком по блоку Scope в модели вызвать его демонстрационное окно.
Разместить это окно на экране в удобном месте, перемещая его за заголовок левой
кнопкой мыши.

18. Кнопкой Properties (Свойства) окна Scope вызвать окно свойств, в котором устано­
вить число осей 5 (для модулирующего сигнала, модулированного сигнала, сигнала
шума, сигнала на выходе канала связи, выходного сигнала демодулятора).

19. Левой (или правой) кнопкой мыши соединить блоки. При нажатой левой кнопке кур­
сор имеет форму крестика, который надо позиционировать по помеченным входам и
выходам блоков. Начать надо с помеченного выхода одного блока и отпустить кнопку
на помеченном входе другого. Входы регистратора соединять с узлами модели в ко­
торых действуют сигналы, указанные выше и в том же порядке.

20. Результат - модель устройства и пустое окно регистратора.

21. Включить симулирование (моделирование) командой Simulation => Start (или кнопкой
на панели инструментов модели). В окне Scope отображаются графики сигналов.

22. Осуществить моделирование для двух случаев

Помех нет. Для этого установить усиление блока Gain, равным нулю. Помеха есть. Для этого установить усиление блока Gain, не равное нулю. Регу­лируя это значение можно проследить за поведение системы в разных условиях. Ниже приведены состояния регистратора без помех (слева) и с помехами (спра­ва).

На приведенных графиках выходной сигнал демодулятора содержит остаточную вы­сокочастотную компоненту. Это связано с использованием в демодуляторе не очень каче­ственного фильтра.

Поиск по сайту: