MATLAB und Simulink in der Ingenieurpraxis
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148 4 Simulation unter <strong>Simul<strong>in</strong>k</strong> �<br />
u<br />
Zustände x<br />
Parameter p<br />
E<strong>in</strong>gang Ausgang<br />
Block−Name<br />
Bild 4.1: <strong>Simul<strong>in</strong>k</strong> Funktionsblock, allgeme<strong>in</strong><br />
kann zeitkont<strong>in</strong>uierliche (xc) o<strong>der</strong>/<strong>und</strong> zeitdiskrete (xd k ) Zustände enthalten. Es gelten die mathematischen<br />
Beziehungen<br />
y = fo(t, x, u, p) Ausgang (output)<br />
˙xc = fd(t, x, u, p) Ableitungsfunktion (<strong>der</strong>ivative)<br />
xd k+1 = fu(t, x, u, p) Zeitschritt (update).<br />
Derartige Bauste<strong>in</strong>e beschreiben also das E<strong>in</strong>- Ausgangsverhalten mit <strong>der</strong> e<strong>in</strong>deutigen Signalfluss-Richtung<br />
u → y.<br />
Darüber h<strong>in</strong>aus existieren Blöcke ohne E<strong>in</strong>gang (Quellen, Sources), z. B. Constant Blöcke,<br />
Funktionsgeneratoren <strong>und</strong> solche ohne Ausgang, z. B. To Workspace Block (Senke, S<strong>in</strong>ks).<br />
Alle Blöcke s<strong>in</strong>d <strong>in</strong> <strong>der</strong> Block-Library <strong>und</strong> <strong>in</strong> Blocksets zusammengefasst, vgl. Abschn. 4.3.1.<br />
Sie s<strong>in</strong>d gekennzeichnet durch den Block-Namen <strong>und</strong> das Block-Icon. Bei L<strong>in</strong>ks-Doppelmausklick<br />
auf den Block öffnet sich die Block Parameters Dialogbox, <strong>in</strong> <strong>der</strong> – neben e<strong>in</strong>er kurzen<br />
Erklärung – spezifische Parameter des Blocks e<strong>in</strong>gestellt werden können (Standard- (Default-)<br />
Werte s<strong>in</strong>d vorgegeben). Darüber h<strong>in</strong>aus existiert e<strong>in</strong> Help-Button, über den gezielt die zugehörige<br />
Onl<strong>in</strong>e-Hilfe geöffnet werden kann. Bei Rechts-Mausklick auf den Block öffnet sich e<strong>in</strong><br />
Kontextmenü, <strong>in</strong> dem u. a. Befehle zum Editieren von Blockeigenschaften <strong>und</strong> Formatieren des<br />
Blocks ausgewählt werden können.<br />
4.1.2 Simulationsablauf<br />
Entsprechend <strong>der</strong> mathematischen Formulierung des Problems wird das Simulationsmodell<br />
durch Verb<strong>in</strong>den geeigneter Funktionsblöcke <strong>und</strong> <strong>der</strong>en zugehörigen Parametern aufgebaut. Die<br />
Simulation des Modells setzt sich dann aus den beiden Phasen Initialisierung <strong>und</strong> Ausführung<br />
bezüglich <strong>der</strong> Zeit, meist numerische Integration, zusammen.<br />
• Initialisierungsphase:<br />
1. Die Blockparameter werden an <strong>MATLAB</strong> zur Auswertung übergeben <strong>und</strong> die sich ergebenden<br />
numerischen Werte werden den Blöcken zugeordnet.<br />
2. Die Modell-Hierarchie wird weitgehend aufgehoben, d. h. die Blöcke jedes Subsystems,<br />
dessen Ausführung nicht an Bed<strong>in</strong>gungen geknüpft ist, werden <strong>in</strong> das Gesamt-<br />
Modell e<strong>in</strong>bezogen, so dass e<strong>in</strong> e<strong>in</strong>ziges Block-Modell entsteht.<br />
3. Blöcke werden entsprechend dem Ablauf <strong>der</strong> Berechnung (serielle Arbeitsweise des<br />
Digitalrechners) mittels Sortier-Algorithmus <strong>in</strong> e<strong>in</strong>e abarbeitbare Reihenfolge<br />
gebracht. Dabei ist zu beachten, dass für jeden Block bei <strong>der</strong> Berechnung des Ausgangs<br />
<strong>der</strong> dazu benötigte E<strong>in</strong>gang bekannt ist. D. h. es muss beim Start <strong>der</strong> Simulation<br />
y
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