2.2.3 Вставка блоков и их соединение

Вставку блоков с помощью браузера библиотек Simulink мы уже достаточно подробно обсудили в примерах. Отметили также, что для переноса блоков, их копирования и размножения целесообразно использовать буфер обмена. Весьма плодотворным является подход, когда пользователь для создания своей модели использует ранее составленную модель, например, из отлаженных демонстрационных примеров, которых много в пакете Simulink.

Для подключения новых блоков нужны новые соединения. Они также легко выполняются с помощью мыши. Приемы ввода новых блоков и их соединений выполняются очень просто. При этом приемы редактирования напоминают работу с популярными графическими редакторами, которую легко осваивают даже дети.

Тем не менее полезно отметить важнейшие приемы осуществления соединений. Блоки моделей обычно имеют входы и выходы. Как правило, выход какого-либо блока подключается к входу следующего блока и т. д. Для этого курсор мыши устанавливается на выходе блока, от которого должно исходить соединение. При этом курсор превращается в большой крестик из тонких линий. Держа нажатой левую кнопку мыши, надо плавно переместить курсор к входу следующего блока (рис. 2.8), где курсор мыши приобретет вид крестика из тонких сдвоенных линий.

Рис. 2.8. Начало соединения блока источника с блоком осциллографа

Добившись протяжки линии к входу следующего блока, надо отпустить левую кнопку мыши. Соединение будет завершено, и в конце его появится жирная стрелка. Щелчком мыши можно выделить соединение, признаком чего будут черные прямоугольники, расположенные в узловых точках соединительной линии (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Выделенное соединение

Иногда бывает нужно сделать петлю соединительной линии в ту или иную сторону. Для этого следует захватить нужную часть линии и отвести ее в нужную сторону, перемещая мышь с нажатой левой кнопкой. Рис. 2.10 поясняет этот процесс.

Рис. 2.10. Начало создания петли линии соединения

Создание петли линии заканчивается отпусканием левой кнопки мыши. Полученная таким образом линия показана на рис. 2.11.

Рис. 2.11. Готовая петля соединения

Особо стоит отметить возможность задания наклонных линий соединений при нажатой клавише Shift. Пример такого соединения дан на рис. 2.12.

Рис. 2.12. Пример соединения с наклонной линией

Создание отвода линии

Часто возникает необходимость сделать отвод от уже созданной линии. Пример создания такого отвода иллюстрирует рис. 2.13. Заметим, что при нажатой клавише Shift отвод строится наклонными линиями.

В примере, показанном на рис. 2.13, использована модель интегратора, подключенного к выходу источника прямоугольных импульсов. Чтобы можно было наблюдать осциллограммы как на выходе источника, так и на выходе интегратора, в схему включен блок мультиплексора сигналов Мих с двумя входами. Чтобы подключить нижний вход к уже задействованному выходу источника, нам и понадобилось создать отвод линии.

Рис. 2.13. Пример модели с отводом линии

Теперь можно запустить эту модель и посмотреть, какие сигналы действуют на выходах источника и интегратора. Результат запуска представлен на рис. 2.14.

Рис. 2.14. Результат моделирования

Нетрудно убедиться в том, что сигнал на выходе интегратора представляет собой ступенчато нарастающую линию. Когда на выходе генератора имеется высокий (условно) уровень напряжения, на выходе интегратора сигнал линейно нарастает. Когда уровень на генераторе равен 0, сигнал на выходе интегратора остается неизменным. Такой характер процесса, разумеется, хорошо знаком специалистам, но начинающим изучать электронные (и не только) системы, этот пример дает наглядную иллюстрацию работы интегратора.

Удаление соединений

Для удаления соединительной линии достаточно выделить ее и выполнить команду Clear или Cut.

Изменение размеров блоков

Simulink имеет расширенные возможности редактирования блок-схем. Так, блоки в окне редактирования можно не только перемещать с помощью мыши, но и изменять в размерах. Для этого блок выделяется, после чего курсор мыши надо установить на кружки по углам блока. Как только курсор мыши превратится в двунаправленную диагональную стрелку, можно будет при нажатой левой кнопке растягивать блоки по диагонали, увеличивая или уменьшая их размеры (рис. 2.15).

Рис. 2.15. Растяжение блока

Увеличенный в размерах блок показан на рис. 2.16. Обратите внимание на то, что растягивается только графическое изображение (пиктограмма) блока, а размеры его названия в виде текстовой надписи не изменяются.

Рис. 2.16. Пример растяжения блока

Перемещение блоков и вставка блоков в соединение

Блок, участвующий в соединении, можно перемещать в окне модели, выделив его и перетаскивая, как обычно, мышью. При этом соединение не прерывается, а просто сокращается или увеличивается в длине. В длинное соединение можно вставить новый блок, не разрушая его и не выполняя сложных манипуляций. Рис. 2.17 показывает вставку блока дифференцирующего устройства между источником синусоидального сигнала и осциллографом.

Рис. 2.17. Исходное соединение и блок для вставки

Результат вставки дифференцирующего устройства в соединение между источником и осциллографом показан на рис. 2.18.

Рис. 2.18. Пример вставки блока в соединение

Однако подобная простая вставка возможна для блоков, имеющих один вход и один выход, которые включаются в соединение. Попытка вставить таким образом мультиплексор будет безуспешной, поскольку он имеет два входа и не стыкуется с разрываемым соединением, чтобы вставить мультиплексор, следует удалить соединение между дифференцирующим устройством и входом осциллографа. Для этого соединение выделяется и выполняется команда Edit/Clear. После этого мультиплексор перемещается в нужное место и соединения создаются заново.

Моделирование дифференцирующего устройства

Итак, мы фактически создали модель дифференцирующего устройства и можем посмотреть, что происходит при дифференцировании 1 синусоидального сигнала. Результат запуска созданной модели представлен на рис. 2.19.

Рис. 2.19. Моделирование дифференцирующего устройства

Внимательно присмотревшись к осциллограммам, мы видим, что при входном синусоидальном сигнале выходной сигнал является косинусоидой. Это вполне отвечает математическим соотношениям для данного случая (как известно, производная sin(x) есть cos(x)).

Однако в самом начале процесса дифференцирования хорошо виден изъян работы модели – при t " 0 производная равна не 1, а 0.

Это связано с тем, что процесс начинается при нулевых начальных условиях. Но довольно быстро ситуация исправляется, и в дальнейшем выходной сигнал становится косинусоидальным. Таким образом, дифференцирующее устройство можно использовать для точного сдвига на 90° гармонического сигнала любой частоты.

Обратите внимание, что в отличие от блока интегратора блок цифрового дифференциатора не имеет настраиваемых параметров. Его окно параметров, показанное на рис. 2.19, является чисто информационным.

Команды Undo и Redo в окне модели

Большую помощь в редактировании оказывает команда Undo – отмена последней операции. Она поддерживает свыше ста различных операций, включая операции добавления и стирания линий. Эту команду можно вызвать с помощью кнопки в панели инструмента окна модели или из меню Edit. Для восстановления отмененной операции служит команда Redo.