3. Построение модели синусоидального колебания с помощью s-модели.

Задание 4.

Выполните следующие действия:

1. Откройте окно Sources и отбуксируйте мышью блок Sine Wave из библиотеки в окно модели. Закройте окно Sources.

2. Откройте окно Sinks и отбуксируйте блок Scope в окно модели. Закройте окно Sinks.

3. Соедините с помощью мыши выход блока Sine Wave со входом блока Scope. На конце линии в точке входа в блок Scope должна появиться жирная стрелка.

4. Запустите модель. Для этого щелкните по пункту Start раздела меню Simulation или по пиктограмме Старт/Пауза Моделирования на панели инструментов.

5. Просмотрите результат. Для этого щелкните два раза по блоку Scope после чего откроется окно графика.

6. Закройте окно Scope.

Задание 5.

Измените параметры настройки блока Sine Wave для этого:

1. Двойным щелчком по значку блока откройте окно Block Parameters: Sine Wave

2. В окне настройки параметров увеличьте амплитуду и частоту колебаний в 2 раза, изменив начальные значения в строках Amplitude: и Frequency (rad/sec): на 2.

3. В нижней части окна щелкните сначала кнопку Apply, а затем Close.

4. Вновь запустите модель.

5. Откройте окно Scope и посмотрите результат.

6. Измените параметры настройки блока Scope, для этого: в окне Scope щелкните пиктограмму Properties на панели инструментов, откроется окно Properties: Scope.

7. В этом окне во вкладке Axes задайте максимальное и минимальное значение ординаты (Ymax, Ymin) равными 2 и –2.

8. Щелкните кнопку Apply, а затем Close, закройте окно Scope.

9. Вновь запустите модель и просмотрите результат.

Задание 6.

Самостоятельно выполните следующее задание.

• Постройте график синусоиды единичной амплитуды и с частотой равной 1, используя блок XY Graph вместо блока Scope, при этом на вход Х нужно подать текущее время, а на вход Y – значение функции.

• Измените свойства блока XY Graph так, чтобы на графике отображался один период волны.

• Измените свойства блока Sine Wave так, чтобы частота колебаний удвоилась.

• Результаты моделирования покажите преподавателю.

Для выполнения задания необходимо иметь 3 блока: Sine Wave, Clock и XY Graph. При этом для удаления ненужного блока или соединительной линии из S-модели нужно выделить ненужный элемент щелчком мыши и нажать Delete

3. Построение модели сложения двух гармонических колебаний с помощью пакета Simulink

Построим модель сложения двух синусоидальных сигналов с близкими частотами.

Для реализации операции сложения используем блок Sum из раздела Linear. Блок Sum используется для сложения входных сигналов (в том числе с разными знаками). Блок имеет единственный параметр настройки List of signs (Список знаков). Значения этого параметра можно задавать одним из двух способов:

• В виде последовательности знаков “+” или “-“; при этом число знаков определяет число входов блока, а сам знак – полярность соответствующего входного сигнала.

• В виде целой положительной константы большей 1; значение этой константы определяет число входов блока, а все входы считаются положительными.

Для построения модели нужно иметь два блока Sine Wave, блок Sum и три блока Scope (или XY Graph) для вывода результатов. Результирующая схема соединения блоков модели приведена ниже.

В приведенной схеме синусоидальное колебание с каждого из источников поступает на экран дисплея и на сумматор. С сумматора результирующее колебание также поступает на экран дисплея.

Задание 7.

Постройте приведенную выше модель, при этом можно использовать следующие способы:

• Повторяющиеся блоки можно либо перетаскивать из соответствующего раздела библиотеки, либо копировать его на месте путем перетаскивания блока на пустое место при нажатой клавише Ctrl

• Соединение блоков производится путем перетаскивания мыши от выхода одного блока ко входу другого блока.

• Ответвляющиеся линии строятся путем перетаскивания мыши от любого места исходной линии в нужную точку при нажатой клавише Ctrl

Задание 8.

Настройка параметров модели. Выполните следующие действия:

1. Двойным щелчком по блоку Sine Wave-1 откройте окно свойств этого блока и задайте амплитуду волны равной 2, частоту колебаний – 2.

2. Двойным щелчком по блоку Sine Wave-2 откройте окно свойств этого блока и задайте амплитуду волны равной 2, частоту колебаний – 2.2.

3. Двойным щелчком по блоку Scope-1 откройте окно этого блока. В этом окне в строке меню щелкните кнопку Properties (Свойства).

4. В окне Properties: Scope во вкладке Settings в разделе General установите параметр Sample time (дискрет времени) равным 0.2.

5. Щелкните кнопку Apply и затем Close.

6. Закройте окно Scope.

7. Проделайте аналогичные операции с окнами Scope-2 и Scope-3.

8. Установите временной интервал моделирования. Для этого в окне модели в строке меню щелкните раздел Simulation и пункт Parameters.

9. В появившемся окне Simulation parameters установите параметр Stop time равным 100.

10. Щелкните кнопку Apply и затем Close.

11. Запустите модель.

12. Просмотрите результаты.

В окнах Scope-1 и Scope-3 отобразятся исходные высокочастотные синусоидальные колебания, а в окне Scope-2 - результат сложения этих колебаний. Как видно в результате сложения близких по частоте колебаний результирующее высокочастотное колебание будет промодулировано по амплитуде низкой частотой, представляющей разность частот исходных колебаний.

Задание 9.

• По графику суммы двух колебаний, оцените и запишите приблизительно частоту модуляции.

• Задайте частоты исходных колебаний равными 3.5 и 3.8. По графику суммы колебаний оцените и запишите приблизительно частоту модулирующего сигнала в этом случае.