і змінних, що входять в модель, це завдання представляє певні труднощі. Для моделювання динамічних процесів найкраще підходить мову технічних обчислень MATLAB і його додаток Simulink. У Simulink закладені алгоритми інтегрування, тобто розробнику не потрібно створювати програму для вирішення диференціальних рівнянь. Simulink дозволяє представити модель у вигляді окремих блоків, що полегшує здійснення контролю за змінними і програмуванням моделі. Simulink є об'єктно-орієнтованою мовою, тобто дозволяє без зусиль використовувати створену модель у складі інших моделей. Починаючи з шостої версії, MATLAB дозволяє створювати зручний графічний інтерфейс для програмного забезпечення, а також без втрати швидкості, в порівнянні з іншими мовами програмування, робити моделювання процесів.
Завдяки великому набору оптимізованих математичних алгоритмів, вбудованих в MATLAB, розробник може сконцентруватися на принципових аспектах, а не гаяти час на пошук, розробку і налагодження відомих алгоритмів.
Виходячи з вищезгаданого MATLAB і його додаток Simulink є найбільш доцільним вибором для реалізації поставленого завдання.
Simulink
Пакет Simulink є ядром інтерактивного програмного комплексу, призначеного для математичного моделювання лінійних і нелінійних динамічних систем і пристроїв, представлених своєї функціональної блок-схемою, іменованої S-моделлю, або просто моделлю. При цьому можливі різні варіанти моделювання: в тимчасовій області, в частотній області, з подієвим управлінням, на основі спектральних перетворень Фур'є, з використанням методу Монте-Карло (реакція на вплив випадкового характеру) і т.д.
Для побудови функціональної блок-схеми модельованих пристроїв Simulink має велику бібліотеку блокових компонентів і зручний редактор блок-схем. Він заснований на графічному інтерфейсі користувача і по суті є типовим засобом візуально-орієнтованого програмування. Використовуючи палітри компонентів (набори) користувач за допомогою миші переносить потрібні блоки з палітр на робочий стіл пакету Simulink і з'єднує лініями входи і виходи блоків. Таким чином, створюється блок-схема системи або пристрою, тобто модель.
Simulink автоматизує наступний, найбільш трудомісткий етап моделювання; він складає і вирішує складні системи алгебраїчних і диференціальних рівнянь, що описують задану функціональну схему (модель) забезпечуючи зручний і наочний візуальний контроль за поведінкою створеного користувачем віртуального пристрою. Вам достатньо уточнити (якщо потрібно) вид аналізу і запустити Simulink в режимі симуляції (звідки і назва пакету - Simulink) створеної моделі системи або пристрою. Надалі ми будемо використовувати термін моделювання .
Засоби візуалізації результатів моделювання в пакеті Simulink настільки наочні, що часом створюється відчуття, що створена у вигляді блок-схеми модель працює як жива raquo ;. Більше того, Simulink практично миттєво змінює математичний опис моделі в міру введення її нових блоків, навіть у тому випадку, коли цей процес супроводжується зміною порядку системи рівнянь і веде до істотного якісної зміни поведінки системи. Втім, це є однією з головних цілей пакету Simulink.
Цінність Simulink полягає і в обширній, відкритої для вивчення і модифікації бібліотеці компонентів (блоків). Вона включає джерела сигналів з практично будь-якими тимчасовими залежностями, масштабуючі, лінійні і нелінійні перетворювачі з різноманітними формами передавальних характеристик, квант пристрій, інтегруючі і диференційні блоки т.д ..
У бібліотеці є цілий набір віртуальних реєструючих пристроїв від простих вимірників типу вольтметра або амперметра до універсальних осцилографів, що дозволяють переглядати тимчасові залежності вихідних параметрів модельованих систем - наприклад, струмів і напружень, переміщень, тисків і т.п.
Однак для ефективного застосування таких засобів необхідні високошвидкісні вирішальні пристрої. Інтеграція однією з найшвидших матричних математичних систем - MATLAB 7,0 - з пакетом Simulink відкриває нові можливості використання найсучасніших математичних методів для вирішення задач динамічного і ситуаційного моделювання складних систем і пристроїв.
Засоби графічної анімації Simulink дозволяють будувати віртуальні фізичні лабораторії з наочним представленням результатів моделювання. Можливості Simulink охоплюють задачі математичного моделювання складних динамічних систем у фізиці, електро - і радіотехніці, в біології та хімії - словом у всіх галузях науки і техніки. Цим пояснюється популярність даного пакета як в університетах та інститутах, так і в наукових лабораторіях.
І, нарешті, важливим достоїнством пакету є можливість завдання в блоках довільних математичних виразів, що дозво...
