Пакет нелинейного динамического моделирования [ 3 ] является составной частью системы технических вычислений Matlab начиная с версии Matlab 5.1. Одно из самых привлекательных качеств Simulink заключается в очень простой возможности решать с его помощью обыкновенные дифференциальные уравнения. Используемый в Simulink графический способ обозначения физических величин и связей между ними позволяет наглядно представить исследуемый алгоритм в виде графической функциональной схемы. Кроме того, можно наблюдать изменение величин в процессе моделирования в виде «осциллограмм» на виртуальных «экранах» соответствующих блоков-«дисплеев», также включаемых в модель. Пакет Simulink предоставляет пользователю стандартную библиотеку функциональных узлов, что позволяет строить алгоритмы посредством их графического “конструирования”, сводя сложный алгоритм к набору простых стандартных операций.
Для описания процессов, связанных с непрерывно меняющимися величинами (т.е. не для случая моделирования цифровых электронных схем), в среде Simulink существует так называемое модельное время, пропорциональное реальному времени, но текущее, как правило, медленнее в силу ограниченных возможностей компьютеров по быстродействию.
В некоторых частных случаях сконструированная функциональная схема в точности изображает устройство, реализующее исследуемый алгоритм. Однако далеко не всегда. Как правило, блоки, входящие в модель, конструируемую в пакете Simulink, изображают не реально существующие устройства, а лишь операции над величинами. Особенно это касается моделей таких устройств или процессов, в которых преобразование электрических величин в электронных схемах сочетается с действием более сложных процессов, основанных на других физических явлениях.
На Рис.1 в качестве простейшего примера модели Simulink показано графическое изображение модели процесса генерации и распространения синусоидального сигнала от генератора к осциллографу и параллельно через интегратор к двухкоординатному регистратору. Подчеркнем, что в данном тексте это лишь графическое изображение, в то время как сама модель – это программный объект, вызываемый в среде Matlab.
Рис.П1. Пример Simulink модели.
В случае Рис.П1 каждый элемент модели соответствует реальному устройству. После запуска процесса моделирования в Simulink на «экране» «осциллографа» (Scope) наблюдается синусоидальный сигнал, а на «экране» «графопостроителя» (XY Graph) – фигура Лиссажу двух синусоидальных сигналов равных частот, сдвинутых по фазе друг по отношению к другу на 90° (т.е. окружность).
В тех случаях, когда сложные модели содержат более или менее разветвленные обратные связи, процесс моделирования в Simulink автоматически сопровождается решением одного или нескольких обычных или дифференциальных уравнений. [3]
