Роль моделирования в технике. Основные определения теории моделирования. Описание процесса компьютерного моделирования. Технические объекты моделирования, параметры объектов. Классификация моделей. Требования к моделям. Обзор методов построения математических моделей, страница 14

При моделировании StateFlow модель процесса или объекта представляется в виде диаграмм. Осн неграфич компоненты диаграммы – событие и действие, осн графич – состояние и переход. Событие – вызванное поступлением нек данных или сигналов. Действие – реакция моделируемой системы на события. Состояние – условия, в которых моделируемые системы пребывают нек время, в течение кот она ведёт себя одинаковым образом. Переход – изменение сост, обычно вызываемое некоторым значительным событием. Кажд переходу могут быть сопоставлены условия, при вып кот осущ переход. С кажд переходом и кажд состоянием могут быть соотнесены нек действия. Пакет StateFlow связан с Simulink и MatLAB следующим соотношением:

StateFlow сост из: StateFlow graphics editor (графический редактор), explorer (проводник), coder (генератор объектного кода), debugger (отладчик). Совкупн блоков StateFlow и модели Simulink – StateFlow-машина.

51. Объекты Stateflow-диаграммы

Графич объекты: диаграммы, состояния, блоки, функции, переходы и соединения. Состояние опис режим упр событиями системы. Динамические переходы состояний от активности к неактивности осн на событиях и условиях. Кажд сост имеет родителя. В диаграмме StateFlow (SF), состоящей из одного сост, родитель состояния сама диаграмма. Сост может иметь хронологию. Сост имеют метки, кот могут определять действия, вып в послед, основанной на типе действия (entry, during, exit, on eventname (события с именем). Переходы – графич объекты, кот в чаще всего связывают один объект с другим. Один конец перехода приложен к объекту источнику, второй – к объекту-адресату. Метки переходов описывают обстоятельства, под действ которых система переходит из сост в сост.

События управляют выполнением диаграмм SF, но явл неграфич объектами и т.о. не представлены непосредственно в диаграмме SF. Наступление события меняет статус сост (активно-неактивно). Переход по умолчанию определяет какое из нескольких исключений (ИЛИ) состояний должно быть активно, когда имеется неопределённость между двумя и более исключительными (ИЛИ) состояниями на одном уровне иерархии. Соединения – точка принятия решений в системе.

Можно размещать сост внутри других сост более высокого уровня. Любое сост может сущ как сост родитель, сост-потомок или просто сост. Сост бывают взаимоисключающими и ||. Взаимоисключающие – сплошная линия, || - пунктирн.

 

С и D – взаимоисключающие (or),  A и B - || (and)

Когда взаимоискл сост активно, внутри него может быть только активно 1 подсост. Все сост в подсост с || диспозицией активны в любой момент времени когда активно подсостояние. Метка перехода имеет следующий вид:

Событие [условие] {действие по условию/действие по переходу}  Здесь указывается событие, кот должно произойти, чтобы переход был взят для проверки на его обоснованность. Указание на событие не явл обязат. Условие – логич выраж, кот явл доп требованием, чтобы переход произошел. Действие по усл вып как только усл будет проверено и определено как True, и  до того, как переход будет определён как обоснованный. Если усл не описаны, то считается, что оно True и действие по нему вып как только возник событие. Действие в результ перехода вып после того, как переход будет определён как обоснованный.

Описание метки перехода	Переход обоснован, если
Только событие	Событие возникло
Событие и условия	Событие возникло и условие True
Условия	Произошло любое событие и условие True
Только действие или метка не описана	Произошло любое событие

Данные исп для хранения числовых значений для применения в диаграмме SF. Они явл неграфич объектами и созд и изм с помощью SF Explorer. Данные м.б. локальными, поступить в SF из Simulink и выходить из SF в модель Simulink.

52. Примеры моделирования с ограничениями по времени

Дана механическая система с исходным данными: m=10, a=2,5, k=50. Система приводится в движение заданной начальной скоростью v=0,1 и движется 15с, после чего на систему стала действовать сила F(t)=Asin(wt), A=50, w=5. Действие силы длилось ещё 15с после чего прекратилось.

Для построения разработать m-файл с заданием исходных данных. Simulink – модель для решения интегро-дифф. ур-ия, описывающего работу мех системы.

StateFlow-диаграммы управляющую подачей внешнего воздействия на систему.

 

Диаграмма будет иметь 2 сост: zero – нагрузка нулевая, normal – нагрузка sin,

переходы из одного сост в др осущ по целевым логическим выражениям, содержащим переменные времени.

Для перехода zero → nomal (t>15) && (t<=30)

Для перехода nomal → zero (t<=15) || (t>30)

В диаграмме надо определить данные: входные normal_input, выходные output. Они определяются с пом команды: Explorer Add → Data. Состояния имеют действия: zero – при входе в состояние выходная нагрузка = 0, normal – при пребывании в состоянии влияния нагрузки = sin входной нагрузке

 

Окончательная схема:

 

Начальные условия подаются на интегратор.

53. Примеры моделирования с ограничениями по скорости

Дана механическая система с исходным данными: m=10, a=2,5, k=50. Система приводится в движение под воздействием sin нагрузки. Когда скорость движения системы достигает заданного значения, амплитуда внешнего воздействия уменьшается в 2 раза.

Для построения разработать м-файл с заданием исходных данных.

Simulink – модель для решения интегро-дифф. уравнения, описывающего работу механической системы

StateFlow-диаграммы управляющую подачей внешнего воздействия на систему.

 

Диаграмма будет иметь 2 сост: umensh – нагрузка уменьшается, normal – нагрузка исходная sin. Переходы из одного состояния в другое осуществляется:

umensh → nomal (u>1,8)

nomal → umensh (p=0)

Р служит для того, чтобы предотвратить повторный переход в состояние исходной sin нагрузки, после уменьшения амплитуды нагружающей силы.

В диаграмме нужно определить следующие данные: входные normal_sin,v, выходные output, локальные – P.