Установка параметров расчета и его выполнение

Date: 2015-10-07; view: 538.

рис. 50 Пример искаженного за счет большого шага по времени сигнала

Поэтому, перед выполнением расчетов необходимо задать параметры расчета. Задание параметров выполняется в панели управления меню Simulation/Configuration Parameters …. Вид панели управления приведен на рис. 51. Слева на панели управления параметрами расчета находится список вкладок с элементами управления в виде дерева. Перечислим некоторые из них:

· Solver (Расчет) – установка параметров расчета модели.

· Data Import/Export(Ввод/вывод данных в рабочую область) – установка параметров обмена данными с рабочей областью MATLAB.

· Diagnostics (Диагностика) – выбор параметров диагностического режима.

· И др.

Мы рассмотрим только параметры, регулируемые на вкладке Solver.

рис. 51 Панель управления параметрами расчета

Установка параметров расчета модели выполняется с помощью элементов управления, размещенных на вкладке Solver. Эти элементы разделены на группы (рис. 51): Simulation time(Интервал моделирования или, иными словами, время расчета) и Solver options (Параметры расчета). Рассмотрим подробнее эти параметры:

· Simulation time (Интервал моделирования)

Время расчета задается указанием начального (Start time) и конечного (Stop time) значений времени расчета. По умолчанию эти величины задаются равными 0 и 10 с, соответственно. Величина конечного времени должна выбираться пользователем исходя из условий решаемой задачи.

· Solver options (Параметры расчета)

При выборе параметров расчета необходимо указать способ моделирования (Type) и метод расчета нового состояния системы. Раскрывающийся список окна параметра Type показан на рис. 52. Для этого параметра доступны два варианта – c фиксированным (Fixed-step) или с переменным (Variable-step) шагом. Как правило, Variable-step используется для моделирования непрерывных систем, a Fixed-step – для дискретных.

рис. 52 Раскрывающийся список окна параметра Type

Список методов расчета нового состояния системы (окна Solver) содержит несколько вариантов (рис. 53). Первый вариант (discrete) используется для расчета дискретных систем. Остальные методы используются для расчета непрерывных систем. Эти методы различны для переменного (Variable-step) и для фиксированного (Fixed-step) шага времени, но, по сути, представляют собой различные алгоритмы решения систем дифференциальных уравнений. Подробное описание каждого из методов расчета состояний системы приведено во встроенной справочной системе MATLAB. По умолчанию для переменного шага системой выбирается функция ode45. Это эффективный одношаговый решатель общего назначения, в котором реализуются явные методы Рунге-Кутты четвертого и пятого порядка точности.

рис. 53 Раскрывающийся список окна Solver

Ниже двух раскрывающихся списков Type находится область, содержимое которой меняется в зависимости от выбранного способа изменения модельного времени. При выборе Fixed-step (рис. 54) в данной области появляется текстовое поле Fixed-step size (величина фиксированного шага), позволяющее указывать величину шага моделирования. Величина шага моделирования по умолчанию устанавливается системой автоматически (auto). Требуемая величина шага может быть введена вместо значения auto либо в форме числа, либо в виде вычисляемого выражения (то же самое относится и ко всем параметрам, устанавливаемым системой автоматически).

рис. 54 Вкладка Solver при выборе фиксированного шага расчета

При выборе Fixed-step необходимо также задать режим расчета (Tasking mode for periodic sample times). Для этого параметра доступны три варианта:

• MultiTasking (Многозадачный) – необходимо использовать, если в модели присутствуют параллельно работающие подсистемы, и результат работы модели зависит от временных параметров этих подсистем. Режим позволяет выявить несоответствие скорости и дискретности сигналов, пересылаемых блоками друг другу.
• SingleTasking (Однозадачный) - используется для тех моделей, в которых недостаточно строгая синхронизация работы отдельных составляющих не влияет на конечный результат моделирования.
• Auto (Автоматический выбор режима) - позволяет Simulink автоматически устанавливать режим MultiTasking для тех моделей, в которых используются блоки с различными скоростями передачи сигналов и режим SingleTaskingдля моделей, в которых содержатся блоки, оперирующие одинаковыми скоростями.

При выборе Variable-step в области появляются поля для установки трех параметров (рис. 51):

• Мах step size - максимальный шаг расчета. По умолчанию он устанавливается автоматически (auto) и его значение в этом случае равно (StopTime — StartTime)/50.Довольно часто это значение оказывается слишком большим (как в рассмотренном выше примере), и наблюдаемые графики представляют собой ломаные (а не плавные) линии. В этом случае величину максимального шага расчета необходимо задавать явным образом.
• Мin step size - минимальный шаг расчета.
• Initial step size -начальное значение шага моделирования.

При моделировании непрерывных систем с использованием переменного шага необходимо указать точность вычислений: относительную (Relative tolerance) и абсолютную (Absolute tolerance). По умолчанию они равны соответственно 10^-3 и auto.