Поволжский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики

Факультет ИСТ

Кафедра ИВТ

Компьютерное моделирование цифровых устройств ЛР в MATLAB, Simulink"

Самара

2012

Введение

Методическая разработка содержит лабораторные работы по компьютерному моделированию цифровых устройств с использованием СКМ MATLAB с расширением Simulink. Она может использоваться для направления 200600.

Рекомендуемая литература:

1.Дьяконов В. MATLAB 6.5 SP1/7.0+Simulink 5/6. Основы применения. М.:

СОЛОН-Пресс, 2005.

2.Дьяконов В. MATLAB 6.5 SP1/7.0+Simulink 5/6. Обработка сигналов и проектирование фильтров. М.: СОЛОН-Пресс, 2005.

3.Дьяконов В. MATLAB 6.5 SP1/7.0+Simulink 5/6 в математике и моделировании. М.: СОЛОН-Пресс, 2005.

Содержание отчета

Название работы.

Цель работы.

Задание в соответствии с вариантом.

Модель.

Результаты моделирования.

Выбор варианта задания

Номер варианта задания = последняя цифра номера зачетной книжки. В некоторых работах варианты выбираются по оговоренному правилу.

Сохранение кодов

Чтобы файлы разных студентов не перепутывались друг с другом, каждому студенту следует создавать индивидуальные папки. Рекомендуется такая иерархия вложенных друг в друга папок:

Диск пользователя (устанавливается администратором) Папка Users (пользователи)

Папка группы (например, ФО_31)

Папка студента (например, Ivanov) Папка проекта (например, Hello)

В дисплейных классах в папке студента на каждом занятии следует сохранять свои файлы (одно задание лабораторной работы – один файл). Рекомендуется при выполнении работы периодически сохранять незавершенные проекты в текущем состоянии, чтобы избежать потерь документов при сбоях.

3

Варианты заданий

В таблице названия функциональных блоков даны на русском и английском языках (так, как они названы в браузере библиотеки блоков Simulink).

Методические указания

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

Первое действие - запустить MATLAB. При этом возникает стартовое диалоговое окно, в котором докированы встроенные окна (их число и номенклатуру можно менять). На старте достаточно использовать 3 окна:

Command Window (командное) – в центре. Это средство диалога пользователя с системой.

Current Folder (текущая папка) – слева. В нем браузер папок.

Workspace (рабочее пространство) – справа. В нем отображаются значения используемых в текущем сеансе MATLAB переменных.

5

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

6

Далее нужно вызвать браузер библиотек компонент, используя меню (пункт View=>Вид) или кнопку Library Browser в панели инструментов. Окно браузера содержит две панели: слева иерархическое дерево библиотек, справа - содержимое выбранной в левой панели папки с блоками. В папке могут быть подбиблиотеки и блоки. Каждый блок и подбиблиотека имеют визуальный семантический образ и надпись.

7

Разместите окна браузера и модели таким образом, чтобы они не перекрывали друг друга. Теперь можно формировать модель визуальным методом. Переместите мышью из браузера в окно модели нужные блоки и удобно разместите их. При переносе блока в модель там создается экземпляр блока с именем, совпадающим с надписью под блоком (при необходимости, когда однотипных блоков в модели несколько, в имя блока добавляется номер).

Соедините блоки коннекторами. Для этого нужно при нажатой левой кнопке протаскивать мышью крестообразный курсор от одной соединяемой точки к другой. При отпускании кнопки мыши в модели отображается коннектор со стрелкой в направлении передачи данных.

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

Пример выполнения

Модель устройства для синусоидального сигнала с функциональными блоками:

двусторонний ограничитель Saturation,

8

блок мертвой зоны Dead Zone.

Создать на экране дисплея пустое окно модели и вызвать браузер библиотеки блоков. Из него в окно модели перенести нужные блоки.

В модели используем:

Генератор синусоиды Sine Wave. Блок находится в Signal Processing Toolbox => Signal Processing Sources.

Блок Насыщение Saturation. Блок находится в Simulink => Discontinuties.

Блок Мертвая зона Dead Zone. Блок находится в Simulink => Discontinuties.

Наблюдатель Scope. Блок находится в Simulink => Sinks. Для Scope нужно выбрать число входов. Для этого двойным щелчком мыши по нему вызвать диалоговое окно свойств и в нем задать 3 входа.

Внем, нажав вторую слева кнопку (Parameters) в меню, вызвать диалоговое окно, в котором установить число входов 3.

Витоге получим окно модели. В нем дополнительно можно задать имена входов Scope. Для этого щелкнуть левой кнопки мыши по линии входа. Около нее появится поле ввода, в которое нужно занести имя (символы латиницы).

9

Теперь для блоков модели нужно задать параметры. Для каждого блока двойным щелчком по блоку вызвать диалоговое окно со свойствами блока. Большая часть свойств имеет значения по умолчанию. Меняем только нужные параметры.

Для блока Sine Wave установим амплитуду и частоту (фазу и время отсчета можно не менять).

Для блока Saturation установим верхний и нижний пределы ограничения. Для блока Dead Zone установим начало (-2) и конец (2) мертвой зоны.

Чтобы при моделировании увидеть графики сигналов нужно отобразить окно вывода блока Scope двойным щелчком левой кнопки мыши по нему. Оно пока без графиков.

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

10

Если результат не совпадает с ожидаемым, то нужно изменить параметры модели и повторить моделирование.

При моделировании по умолчанию используется алгоритм с переменным шагом и наиболее популярными методами решения уравнений, описывающих модель. При желании конфигурацию можно изменить командой Simulation => Configuration Parameters. Она вызывает окно параметров модели, в котором можно сделать изменения.

11