В статье рассмотрены вопросы, обуславливающие выбор в качестве оптимальной программы для математического моделирования технических систем пакета программ MatLab. Представлена классификация пакетов программ, которые могут использоваться для математического моделирования технических систем. Подробно рассмотрен пакет программ MatLab и его приложения, заинтересовавший авторов своей универсальностью в плане математического и имитационного моделирования сложных технических систем. Рассмотрено приложение структурного моделирования динамических систем Simulink. Произведен обзор приложения SimMechanics, предназначенного для технического проектирования и моделирования пространственных механизмов. Описана работа в приложении SimPowerSystems, позволяющем быстро и легко строить и исследовать модели энергетических систем. Исследовано новое приложение Stateflow, появившееся в пакете программ MatLab с выходом его новых версий, являющееся одним из эффективных и наиболее доступных инструментов численного моделирования систем, управляемых событиями. Stateflow используется вместе с Simulink и позволяет моделировать сложные событийно-управляемые системы, основываясь на теории конечного автомата. Для всех рассмотренных приложений пакета программ MatLab приводятся примеры построения моделей и результаты моделирования. В заключении отмечается, что среда MATLAB/Simulink, в частности пакеты моделирования механических систем SimMechanics, электрических систем SimPowerSystems, а также пакет событийного моделирования StateFlow, позволяют получить мощный инструмент исследования сложных технических систем.
The article discusses the issues that determine the choice as the optimal program for mathematical modeling technical systems of the MatLab software package. A classification of software packages that can be used for mathematical modeling of technical systems is presented. A detailed review of the MatLab software package and its applications, which interested the authors in its versatility in terms of mathematical and simulation modeling of complex technical systems. The application of structural simulation of dynamic systems Simulink is considered. A review of the SimMechanics application, designed for the technical design and modeling of spatial mechanisms, is presented. The paper describes the work in the SimPowerSystems application, which allows to quickly and easily build and explore models of energy systems. The new Stateflow application, which appeared in the MatLab software package with the release of its new versions, is one of the most effective and most accessible tools for numerical modeling of event-driven systems. Stateflow is used together with Simulink and allows you to model complex event-driven systems based on the finite state machine theory. For all the discussed applications of the MatLab software package, examples of model building and simulation results are given. In conclusion, it is noted that the MATLAB/Simulink environment, in particular SimMechanics mechanical simulation packages, SimPowerSystems electrical systems, and StateFlow event modeling package, provide a powerful tool for researching complex technical systems.
1. Воронин А.В. Моделирование мехатронных систем: учебное пособие / А.В. Воронин: Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008 – 137 с.
2. Воронин А.В. Моделирование технических систем: учебное пособие / А.В. Воронин: Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. – 130 с.
3. Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Имитационное моделирование сложных динамических систем [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.exponenta.ru/soft/others/mvs/ds_sim.asp.
4. Дьяконов В.П. MATLAB R2006/2007/2008 + + SIMULINK 5/6/7. Основы применения. Учебное пособие. – М.: СОЛОН-Пресс, 2008. – 800 с.
5. Семёнов А.С. Моделирование режимов работы асинхронного двигателя в пакете программ МАТLАB // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. – 2014. – Т. 11. № 1. – С. 51–59.
6. Кугушева Н.Н. Моделирование режимов электропотребления машин переменного тока с использованием программы MATLAB / Молодежь и научно-технический прогресс в современном мире // Материалы докладов I Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – 2009. – С. 15–17.
7. Кугушева Н.Н. Универсальный и многополюсный стабилизатор системы в программе MATLAB / Молодежь и научно-технический прогресс в современном мире // Материалы III Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. – 2011. – С. 76–78.
8. Петрова М.Н., Кугушева Н.Н., Хубиева В.М. Моделирование режимов работы электропривода клетевой подъемной установки рудника / Студенческий научный форум – 2017 // IX Международная студенческая электронная научная конференция. – 2017. https://www.scienceforum.ru/2017/2280/32015.
9. Семёнов А.С. Моделирование режимов работы асинхронного двигателя при прямом пуске и с преобразователем частоты в пакете программ MATLAB // Естественные и технические науки. – 2013. – № 4 (66). – С. 296–298.
10. Семёнов А.С. Моделирование реостатного пуска двигателя постоянного тока с независимым возбуждением // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2014. – № 9–2. – С. 29–34.
11. Семёнов А.С., Хубиева В.М., Петрова М.Н. Математическое моделирование режимов работы двигателя постоянного тока в среде MATLAB // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 10–3. – С. 523–528.
12. Трофимов Ю.Ю., Егоров А.Н. Основные требования к системам электроснабжения горных предприятий и моделирование их режимов работы / Студенческий научный форум – 2017 // IX Международная студенческая электронная научная конференция. – 2017. https://www.scienceforum.ru/2017/2280/29332.
13. Козлов О.С., Кондаков Д.Е., Скворцов Л.М. и др. Программный комплекс «Моделирование в технических устройствах» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: model.exponenta/ru.
14. Карпов Ю.Г. Теория автоматов. – СПб.: Питер, 2002. – 224 с.
15. Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Моделирование систем. Динамические и гибридные системы: учебное пособие. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 224 с.