15. Subsystém a maska subsystému

15.1. Subsystém

Subsystém obyčajne zahrňuje logický celok, ktorý si s okolím vymieňa relatívne obmedzené množstvo informácií. Táto výmena informácií je realizovaná prostredníctvom vstupných a výstupných premenných (signálov).

Postup tvorby subsystémov a ich maskovania bude vysvetlený na príklade modelu "lineárnej závislosti".

Príklad 15.1:

Vytvorme model, ktorý predstavuje nasledujúcu závislosť 
y = a + b u

[in 1] -> [gain b]  -> +[sum] -> [out 1]
          [const a] -> +

Subsystém v Simulinku vytvoríme tak, že zostavíme model a označíme vstupné a výstupné signály pomocou blokov In a Out (obr. 1). Tieto bloky môžeme pomenovať. Názvy sa prenesú do označenia vstupných a výstupných signálov bloku, ktorý vznikne po vytvorení subsystému. Po označení vstupov a výstupov vyberieme všetky bloky, ktoré majú byť v subsystéme, a voľbou Edit->Create Subsystem vytvoríme subsystém (obr. 2). Vznikne nový blok, ktorý možno kopírovať či otvoriť do samostatného okna a ďalej upravovať.

Obr. 1. Model pripravený na tvorbu subsystému

Obr. 2. Subsystém

Vytvorený subsystém môžeme kopírovať a upravovať, avšak ak chceme použiť kópie z rôznymi hodnotami parametrov, musíme nové kópie editovať. Tento problém je možné vyriešiť napr. maskovaním subsystému.

top

15.2. Maska subsystému

Maskovanie subsystému je dostupné po zvolení subsystému voľbou Edit->Mask Subsystem. Okno, ktoré sa následne otvorí, dovoľuje zadať:

ikonu subsystému (obr. 3, 4). Zadáva sa pomocou štandardných príkazov MATLABu. V tomto prípade je použitý iba jednoduchý príkaz na výpis textu disp (obr. 4). Je možné použiť aj príkaz plot(obr. 5) alebo patch (disp('text'); text(x,y,'text'); disp('sample\ntext'); port_label('input',1,'a'); plot(X,Y); dpoly(num,den,'z-')).
názvy a prípadné implicitné hodnoty premenných použitých v parametroch blokov maskovaného subsystému, prípadne príkazy MATLABu, ktoré sa majú vykonať po zadaní hodnôt (obr. 6). Podrobnejší opis:
- jednotlivé zadávacie polia sú v tom poradí, ako sme ich definovali (najskôr a, potom b)
- Assignment môže byť Evaluate (číslo), alebo Literal (reťazec)
- zadavame Prompt (opis premennej) a Variable (meno premennej), ktorá existuje iba v Mask workspace
- Control type môže byť Edit, Checkbox (1->'on', 0->'off'), Popup (výber). Ak Popup, potom Popup string obsahuje jednotlivé položky oddelené značkou | napr. red|blue|green (evaluate=1,2,3, literal='red',...)
- Initialization commands môžeme využiť napr. na kontrolu zadaných parametrov
- Dialógy môžu byť dynamické (zjavovať sa, meniť hodnoty iných parametrov, ...) - cez set_param - viď help
popis (obr. 7, 8) a prípadne "help" vo formáte html (obr. 7)

Obr. 3. Mask editor - záložka Icon

Obr. 4. Subsystém s maskou

Obr. 5. Subsystém s maskou (Drawing commands: plot([0,1],[0,b]+[b<0]))

Obr. 6. Mask editor - záložka Initialization

Obr. 7. Mask editor - záložka Documentation

Obr. 8. Okno definovania parametrov pre subsystém

Ak chceme zadávať parametre pomocou masky t.j. cez názvy premenných musíme tieto názvy použiť v parametroch blokov subsystému. Úprava zamaskovaného subsystému je možná voľbou Edit->Look under mask. Dvojklik na zamaskovanom subsystéme totiž teraz otvorí dialógové okno (masku) t.j. v našom prípade sa objaví okno ako je ukázané na obr. 8.

Úprava masky zamaskovaného subsystému je možná voľbou Edit->Edit mask....

top

15.3. Úlohy

Vytvorte schému uzavretého regulačného obvodu, ktorá sa skladá zo systému 2. rádu s prenosovou funkciou Gr(s) = 1/(s^2+2s+1) a PID regulátora. PID regulátor je poskladaný z proporcionálnej (Gain), integračnej (Integrator) a derivačnej (Derivative) zložky. PID regulátor má tvar Gr(s)=Zr+1/(Is)+Ds
Vytvorte subsystém pozostávajúci z jednotlivých časti (P,I,D) regulátora
Zamaskujte subsystém. Vytvorte zadávacie polia pre jednotlivé zložky PID regulátora
Testujte integračnú položku (delenie nulou)
Vytvorte jednoduchý opis PID regulátora v okne, v ktorom sa definujú položky P, I a D (popis zadávania, rovnicu regulátora, ...)
Vytvorte "Help", ktorý podrobne opisuje funkciu regulátora a jeho nastavenie
Simulujte priebeh riadenia. Výsledky zobrazte pomocou bloku Scope, ktorý má dva vstupy u a y (t.j. aj dva zobrazované priebehy)

top