Muhammad al-xorazmiy nomidagi toshkent axborot texnologiyalari universiteti kompyuterli modellashtirish fani bo’yicha mustaqil ish mavzu

MUHAMMAD AL-XORAZMIY NOMIDAGI TOSHKENT AXBOROT TEXNOLOGIYALARI UNIVERSITETI


Kompyuterli modellashtirish fani bo’yicha

MUSTAQIL ISH

Mavzu: Simulinkga kirish. Simulink paketi kutubxona. Manba (Source) bloki.
Bajardi: CMG001 talabasi Akramov Sh.
Tekshirdi: Azimov B.

Toshkent – 2022

Simulinkga kirish. Simulink paketi kutubxona. Manba (Source) bloki

Reja:

1. 
   Matlab tizimi haqida qisqacha
   
2. 
   Simulink paketi kutubxonasi
   
3. 
   Simulinkda Source bloki
   
4. 
   Xulosa
   

Biz ko'rib chiqayotgan qurilmalarning ishlashini yaxshiroq tushunish uchun biz aniq elektr davrlarini tavsiflash bilan parallel ravishda ularning ishlashini kompyuter simulyatsiyasini amalga oshiramiz. Bunday simulyatsiyalar MATLAB va uning Simulink kengaytma paketlari yordamida qulay tarzda amalga oshiriladi va

Sim quvvat tizimlari. Ushbu paketlar MATLAB tizimining bir qismi bo'lib, u bilan to'liq integratsiyalashgan bo'lib, MATLABda ma'lumotlarni qayta ishlash va vizualizatsiya qilish imkoniyatlaridan foydalanish imkonini beradi. Shu bilan birga, bu paketlar juda mustaqil vositalar, shuning uchun hatto MATLAB buyruqlari bilan tanish bo'lmagan foydalanuvchilar ham ular bilan ishlashlari mumkin. Simulink va SimPowerSystems-da ishlashning qulayligi shundan iboratki, ular vizual dasturlash tamoyilini amalga oshiradi, unga ko'ra:

• 
  qurilish bloklari kutubxonasidan ekranda foydalanuvchi qurilma modelini yaratadi va hisob-kitoblarni amalga oshiradi. Shu bilan birga, raqamli hisob-kitoblarning klassik usullaridan farqli o'laroq, foydalanuvchi dasturlash tilini va raqamli usullarni chuqur o'rganishi shart emas, balki kompyuterda ishlashda talab qilinadigan umumiy bilim va tabiiyki, fan sohasi bo'yicha bilimga ega bo'lishi kerak. u qaysi joyda ishlaydi.
  

Simulink dinamik tizimlarni modellashtirish, simulyatsiya qilish va tahlil qilish uchun mo'ljallangan. U grafik blok diagrammalarni yaratish, dinamik tizimlarni simulyatsiya qilish, tizim ish faoliyatini tekshirish va dizaynlarni yaxshilash qobiliyatini beradi. Bunday keng imkoniyatlar Simulink-ga turli sohalarda: fizika, matematika, biologiya, iqtisod, tibbiyot va boshqalarda, masalan, matematik va mantiqiy operatsiyalar bilan tavsiflangan joylarda qo'llanilishini topishga imkon beradi. Simulink-dan farqli o'laroq, SimPowerSystems to'plami ixtisoslashgan bo'lib, elektr qurilmalarini simulyatsiya modellashtirish uchun mo'ljallangan. MATLAB dastur paketlari bilan ishlashda foydalanuvchi kutubxona bloklarini yangilash, o'zinikini yaratish, shuningdek, yangi blok kutubxonalarini kompilyatsiya qilish imkoniyatiga ega bo'lib, biz o'z ishimizda foydalanamiz.
Ushbu qo'llanma MATLAB bo'yicha ba'zi bir boshlang'ich bilimga ega bo'lgan, lekin uning kengaytma paketlari bilan tanish bo'lmagan talabalar uchun mo'ljallangan. Shuning uchun biz Simulink va SimPowerSystems-da ishlashni, shu jumladan grafik interfeysni va op-amp asosida yig'ilgan qurilmalarning ishlashi bilan bog'liq vazifalarni simulyatsiya qilish uchun asosiy bloklarni tasvirlab beramiz. Simulink va SimPowerSystems asoslari bilan tanish bo'lgan talabalar keyingi bobni o'tkazib yuborishlari yoki faqat uning qismlarini ko'rishlari mumkin. Barcha misollar MATLAB 7.1 va Simulink Release 14 Service Pack 3 (R14SP3) da taqdim etiladi. Ushbu eslatma zarur, chunki Simulinkning turli versiyalari bir-biridan sezilarli darajada farq qilishi mumkin.
Simulink-da ishni boshlash
Simulinkni ishga tushirish uchun avval MATLAB ni ishga tushirishingiz va keyin quyidagilardan birini bajarishingiz mumkin:
1. Simulink blok kutubxonasini ochish uchun MATLAB asosiy oynasining buyruq satrida simulink buyrug‘ini bajaring.
(1-rasm) yoki MATLAB buyruqlar oynasining asboblar panelidagi (Simulink) tugmasini bosing.

2. Mavjud Simulink modelini ochish uchun Fayl menyusidagi Ochish… buyrug‘ini bajarishingiz va model faylini ochishingiz mumkin.
(mdl-fayl) yoki sichqoncha yordamida kerakli faylni tortib oling
Explorer oynasidan MATLAB oynasiga.
1-bandda sanab o'tilgan usullardan birini qo'llash Simulink kutubxonasi bo'limlari tadqiqotchisi oynasini ochishga olib keladi (2-rasm).
Blok kutubxonasi brauzer oynasi quyidagi elementlarni o'z ichiga oladi:
1. Oyna nomi bilan sarlavha - Simulink Library Browser.
2. File, Edit, View, Help buyruqlari bilan menyu.
3. Eng tez-tez ishlatiladigan buyruqlar yorliqlari va bloklarni nomi bo'yicha tezda topish uchun qatorga ega asboblar paneli.
4. Tanlangan blok haqidagi xabarlarni tushuntiruvchi sharh oynasi.
5. Daraxt sifatida amalga oshirilgan kutubxona bo'limlari ro'yxati.
6. Kutubxona bo'limi mazmuni oynasi (ichiga joylashtirilgan bo'limlar ro'yxati
kutubxonalar yoki bloklar).
7. Qabul qilinadigan harakatga ishorani o'z ichiga olgan holat paneli.

2. Simulink Library Section Brauzer oynasi
Asboblar paneli tugmalari quyidagi maqsadga ega (3-rasm).
1. Yangi Simulink modelini yarating (yangi model oynasini oching).
2. Mavjud Simulink modellaridan birini oching.
3. Brauzer oynasini ko'rsatish rejimini "barcha oynalar tepasida" ga o'rnating.
Qayta bosish bu rejimni bekor qiladi.
4. Blokni nomi bo'yicha qidiring (nomning birinchi belgilari bo'yicha). keyin,
blok topilganda brauzer oynasida kutubxonaning tegishli bo'limi ochiladi va blok ajratib ko'rsatiladi. Bunday bilan blok bo'lsa
nom etishmayotgan bo'lsa, izoh oynasida Not found xabari ko'rsatiladi.

Ishni boshlash uchun siz Simulink ishchi oynasini ochishingiz kerak, unda tizim modeli blok-sxema shaklida yaratiladi. Buni asboblar panelidagi (3-rasm) belgisini (yangi model yaratish) sichqonchaning chap tugmasini bosish yoki Fayl/Yangi/Model menyusi (4-rasm) yordamida amalga oshirish mumkin. Bundan tashqari, "issiq tugmalar" Ctrl + N dan foydalanishingiz mumkin.

Ko'rsatilgan model oynasining nomi (va Simulink modelining o'zi) sukut bo'yicha "nomsiz" ga o'rnatiladi. Yoniq (5-rasm) modelning ishchi oynasi ko'rsatilgan.

Modelning blok diagrammasini qurish uchun siz bloklar kutubxonasidan blokni tanlashingiz va sichqonchaning chap tugmachasini bo'shatmasdan, uni modelning ishchi oynasiga sudrab borishingiz kerak. Keyin aloqa liniyalarini chizishingiz, simulyatsiya parametrlarini tanlashingiz, simulyatsiyani bajarishingiz va natijalarni tahlil qilishingiz kerak.
Ushbu harakatlarni quyidagi misollarda batafsil ko'rib chiqamiz. Model oynasi quyidagi elementlarni o'z ichiga oladi:
1. Sarlavha, oyna nomi bilan. Yangi yaratilgan oyna tayinlanadi
tegishli raqam bilan nomsiz nom.
2. File, Edit, View va hokazo buyruqlar bilan menyu.
3. Asboblar paneli.
4. Model sxemasini yaratish oynasi.
5. Modelning joriy holati haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga olgan holat paneli.
Oyna menyusida modelni tahrirlash, uni sozlash va hisoblash jarayonini boshqarish, fayllar bilan ishlash va hokazo buyruqlar mavjud:
• Fayl - Model fayllari bilan ishlash.
• Tahrirlash - Modelni o'zgartirish va bloklarni qidirish.
• Ko‘rish - interfeys elementlarining ko‘rinishini boshqaradi.
• Simulyatsiya - Simulyatsiya uchun sozlamalarni belgilang va hisoblash jarayonini boshqaring.
• Format (Formatlash) - Bloklarning ko'rinishini va butun modelni o'zgartirish.
• Asboblar (Asboblar) - Maxsus qo'llanilishi
model bilan ishlash vositalari (tuzatish vositasi, chiziqli tahlil va boshqalar).
• Yordam - Yordam oynalarini ko'rsatish. Ushbu buyruqlarning ba'zilari aniq, ba'zilari esa keyinroq batafsil ko'rib chiqamiz. Model bilan ishlash uchun asboblar panelidagi tugmalardan ham foydalanishingiz mumkin.

Asboblar paneli tugmalari quyidagi funktsiyalarga ega:

1. Yangi model - yangi (bo'sh) model oynasini oching.
2. Modelni ochish - mavjud mdl faylni oching.
3. Modelni saqlash - mdl faylini saqlash.
4. Modelni chop etish - Modelning blok-sxemasini chop etish.
5. Kesish - modelning tanlangan qismini bufer buferiga kesib oling.
6. Nusxalash - modelning tanlangan qismini bufer buferiga nusxalash.
7. Qo'yish - bufer tarkibini model oynasiga joylashtirish.
8. Navigatsiya - oynalar orasidagi navigatsiya tugmalari Orqaga o'tish, Navigatsiya
oldinga. Ota-ona tizimiga o'tish - quyi tizimdan tizimga o'tish
ierarxiyaning eng yuqori darajasi ("ota-ona tizimi"). Buyruq faqat quyi tizim ochiq bo'lganda mavjud bo'ladi.
9. Bekor qilish - oldingi tahrirlash amalini bekor qilish.
10. Qayta bajarish - bekor qilingan tahrirlash operatsiyasi natijasini takrorlash.
11. Simulyatsiyani boshlash/to'xtatib turish/davom etish - modelni bajarish uchun ishga tushirish (Start buyrug'i); modelni ishga tushirgandan so'ng tugma tasvirida belgi ko'rsatiladi va Pause buyrug'i unga mos keladi. Simulyatsiyani davom ettirish uchun xuddi shu tugmani bosing, chunki pauza rejimida u buyruqqa mos keladi
Davom eting
12. To'xtatish - Simulyatsiyani tugatish. Tugma simulyatsiya boshlangandan keyin, shuningdek Pauza buyrug'i bajarilgandan so'ng mavjud bo'ladi.
13. Simulyatsiyani to'xtatish vaqti - Simulyatsiyani to'xtatish vaqti.
14. Oddiy / Tezlashtiruvchi - Oddiy / Tezlashtirilgan hisoblash rejimi. Simulink Performance Tool ilovasi o'rnatilgan bo'lsa, ushbu vosita mavjud.
15. Ko'rsating qachon kursor - kursorni ko'targanda ko'rsatish.
16. Incremental build - Run-Time WorkShop yordamida modelni kompilyatsiya qiladi.
17. Model bloklarini yangilash - interfeys o'zgarishlarini aks ettirish uchun tegishli jarayonlarni chaqirish orqali model bloklarini yangilaydi.
18. Yangilash diagrammasi - diagrammani yangilaydi (model diagrammasi tasviri), barcha bloklar va quyi tizimlarni qayta ishga tushiradi.
19. Quyi tizimni yaratish - tanlangan quyi tizimni bajariladigan faylga (*.exe) kompilyatsiya qiladi. Kompilyatsiya qilingan dastur quyi tizim bilan bir xil amallarni bajaradi, lekin Simulink-dan mustaqil ravishda ishlaydi. Dasturning bajarilishi natijasida quyi tizimning chiqish ma'lumotlari bilan mat-fayl hosil bo'ladi.
20. Kutubxona brauzeri - kutubxona brauzeri oynasini oching.
21. Launch model exploer - Model Explorer utilitasini ishga tushiradi, u barcha Simulink model sozlamalari, quyi tizimlar va alohida bloklarni, MATLAB ish joylari, modellar va quyi tizimlarni birlashtirgan foydalanuvchi uchun qulay grafik interfeysni taqdim etadi.
22. Model brauzerini almashtirish - Model brauzer oynasini oching.
23. Nosozliklarni tuzatish - modelni tuzatuvchini ishga tushiring.
Model oynasining pastki qismida sichqoncha ko‘rsatkichi tegishli interfeys elementi ustida turganda asboblar paneli tugmalari va menyu bandlari bo‘yicha qisqacha izohlarni aks ettiruvchi holat satri joylashgan. Xuddi shu matn maydoni Simulink holatini ko'rsatish uchun ham ishlatiladi: Tayyor (Tayyor) yoki Ishlayapti (Bajarilmoqda). Holat satrida shuningdek:
• blok diagrammani ko'rsatish shkalasi (foizda, boshlang'ich qiymati 100%),
• simulyatsiya seansining tugallanish darajasi ko'rsatkichi (model ishga tushirilgandan keyin paydo bo'ladi),
• model vaqtining joriy qiymatlari (shuningdek, faqat model ishga tushirilgandan keyin ko'rsatiladi),
• model holatlarini hisoblash uchun foydalanilgan algoritm (yechish usuli).
Blok-sxemalarni qurish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan tayyor bloklar Simulink kutubxonasida joylashgan (2-rasmdagi 5-band). Simulink kutubxonasining bo'limlari ro'yxati daraxt sifatida taqdim etilgan va u bilan ishlash qoidalari ushbu turdagi ro'yxatlar uchun umumiydir:
• Yiqilgan daraxt tugunining belgisida "+" belgisi, kengaytirilgan daraxt tugunining belgisida esa "-" belgisi mavjud.
• Daraxt tugunini kengaytirish yoki yopish uchun sichqonchaning chap tugmasi bilan uning belgisini bosish kifoya. Kutubxonaning tegishli bo'limini tanlaganingizda, uning mazmuni oynaning o'ng qismida ko'rsatiladi. Simulink kutubxonasi juda keng va keng
Unda ob'ektlar va qurilmalar (bloklar) modellari funktsional darajasiga ko'ra bo'limlarga guruhlangan. Biz faqat kelajakda biz foydalanadigan bo'limlar va bloklarni ko'rib chiqamiz:
1. Uzluksiz - chiziqli tizimlarni tavsiflash uchun bloklar (vaqt qadami avtomatik ravishda aniqlanadi).
2. Diskret - belgilangan vaqt bosqichiga ega chiziqli tizimlarni tavsiflash uchun.
3. Math Operations - matematik amallar bloklari.
4. Nochiziqli - chiziqli bo'lmagan bloklar.
5. Portlar va quyi tizimlar - portlar va quyi tizimlar.
6. Signal Routing - signalni marshrutlash.
7. Lavabolar - yozish moslamalari.
8. Manbalar - signal va ta'sir manbalari.
9. Foydalanuvchi tomonidan aniqlangan funktsiya - foydalanuvchi tomonidan aniqlangan funktsiyalar.
Simulink modellarining aksariyati quyidagi umumiy sxemaga mos keladi (7-rasm).

Manba chiqishi tizimda ta'sir qiluvchi o'zgaruvchi bo'lib, blok diagramma sifatida tasvirlangan. O'zgartirilgan manba signali, blok-sxemadan o'tgandan so'ng, maxsus qurilmalar yordamida qayd etiladi. Simulink modellari bir yoki bir nechta manba va yozuvchi bloklarni o'z ichiga olishi mumkin. Ammo yuqoridagi sxema universal emas, chunki modellarda sxema bo'yicha ajralib turadigan har qanday guruhlar bloklari bo'lmasligi mumkin, masalan, faqat signal manbalari va yozish qurilmalaridan iborat oddiy modellar yoki o'z-o'zidan tebranish tizimlarining murakkabroq modellari. Blok-sxemada bunday tizimlar kiritish harakatiga ega emas.
Asosiy Simulink bloklari
Biz allaqachon Simulink bloklari bilan uchrashdik, endi jadvalda biz eng ko'p ishlatiladigan bloklarning maqsadini sanab o'tamiz. Manbalar kutubxonasi bloklari (signal manbalari) bitta chiqish portiga ega.
Sources, Math, Sinks, Discontinuities, Continuous va Discrete guruhlari paketning asosiy bloklari hisoblanadi.

Doimiy signal manbai Constant - doimiy signal darajasini o'rnatadi. Konstantaning qiymati haqiqiy yoki kompleks son, hisoblangan ifoda, vektor yoki matritsa bo'lishi mumkin.

Sinus to'lqin manbai - belgilangan chastota, amplituda, faza va ofset bilan sinusoidal signal hosil qiladi

Rampa manbai - y = qiyalik * vaqt ko'rinishidagi chiziqli signalni hosil qiladi.

Qadam signal generatori Qadam - qadam signalini hosil qiladi. Dastlabki va yakuniy darajalarning qiymatlari nafaqat ijobiy, balki salbiy ham bo'lishi mumkin.

Arra tish signalining manbai Takrorlanuvchi ketma-ketlik - berilgan amplituda va davrdagi davriy arra tish signalini hosil qiladi

To'rtburchak impuls signalining manbai Pulse Generator - ma'lum amplituda, davr va ish siklidagi to'rtburchaklar impulslarni hosil qiladi.

Chiziqli o'zgaruvchan chastotali signal generatori Chirp Generator - chastotasi chiziqli ravishda o'zgarib turadigan sinusoidal tebranishlarni hosil qiladi.

Yagona tasodifiy raqam tasodifiy signal manbai - yagona taqsimlangan tasodifiy signalni (ma'lum diapazonda) hosil qiladi.

Oddiy taqsimotga ega tasodifiy signal manbai Tasodifiy raqam - normal (Gauss) signal darajasi taqsimoti bilan tasodifiy signal hosil qiladi

Band-Limited White Noice generator – yaratadi, bir xilda taqsimlangan berilgan quvvat signali chastota

Vaqt signali manbai Soat - har bir hisoblash bosqichida qiymati joriy simulyatsiya vaqtiga teng bo'lgan signal hosil qiladi.

Fayldan ma'lumotlarni o'qishni bloklash Fayldan - tashqi fayldan ma'lumotlarni qabul qilish.
Ish maydonidan ma'lumotlarni o'qishni bloklash From. Ish maydoni - ish maydonidan ma'lumotlarni olish
MATLAB.

Xulosa
Biz ushbu mustaqil ishida Matlab tizimi haqida qisqacha, undagi Simulink paketi va kutubxonasi, undagi bloklar, asosan, Source bloki haqida batafsil to’xtaldik. Source bloke vazifalari, undagi imkoniyatlar va boshqa bloklar bilan integratsiyasi imkoniyatlarini ko’rib chiqdik.