Использование редактора пиктограмм iconedit
Для создания пиктограмм можно также использовать редактор пиктограмм iconedit.
Для его вызова используется команда:
iconedit('modelname','Subsystem'),
где modelname – имя файла модели (без расширения),
Subsystem – имя подсистемы, для которой будет создаваться пиктограмма.
Пиктограмма создается по точкам, расположение которых указывается с помощью мыши. Между собой точки соединяются прямыми линиями. Для того, чтобы начать новую линию необходимо нажать клавишу n на клавиатуре. Для отмены создания последней точки используется клавиша d. Выход из редактора с автоматическим обновлением пиктограммы осуществляется клавишей q. По завершении работы с редактором необходимо также закрыть его окно рисования. Кроме обновления пиктограммы завершение работы с редактором пиктограмм сопровождается выводом в командной строке MATLAB графической команды, обеспечивающей построение пиктограммы. Пример пиктограммы, созданный с помощью iconedit, его окно рисования, а также текст команды, обеспечивающей построение пиктограммы, показаны на рисунке 9.10.10.
Команды отображения передаточных функций
Для отображения на пиктограмме передаточной функции используются следующие команды:
dpoly(num, den) – Отображение дробно-рациональной передаточной функции (num – вектор коэффициентов числителя, den – вектор коэффициентов знаменателя). Оператор Лапласа будет отображен с помощью символа s;
dpoly(num, den, 'character') -Отображение дробно рациональной передаточной функции. Оператор Лапласа будет отображен с помощью символа character;
dpoly(num, den, 'z') Отображение дискретной дробно рациональной передаточной функции;
dpoly(num, den, 'z-') -Отображение дискретной дробно рациональной передаточной функции от обратного аргумента;
droots(z, p, k) -Отображение Zpk-формы передаточной функции. Для рассматриваемого выражения может быть добавлен четвертый аргумент в виде 'z' или 'z-' для отображения дискретных передаточных функций. Примеры маскированных подсистем с различными вариантами отображения передаточных функций показаны на рисунке 9.10.8.
Команды отображения рисунка из графического файла
Для отображения на пиктограмме рисуннка из графического файла используются следующие команды:
image(imread('filename')) – Отображение рисунка из файла с полным именем filename. Для правильной работы этой команды необходимо поместить рисунок в туже папку, где находится файл модели, и сделать эту папку рабочей. Допускается также совместно с именем файла указывать его полный путь.
image(a, [x, y, w, h]) – Отображение рисунка содержащегося в переменной a.
Ширина и высота рисунка задаются параметрами w и h, соответственно.
Левый нижний угол рисунка расположен в точке с координатами x,y.
Считывание рисунка из файла может быть выполнено командой a = imread('filename')).
image(a, [x, y, w, h], rotation) – Команда аналогичная предыдущей, но позволяющая задавать поведение рисунка при вращении пиктограммы.
Значение параметра rotation равное 'on' позволяет поворачивать рисунок вместе с пиктограммой подсистемы.
patch(x, y) – Отображение закрашенного многоугольника, координаты которого заданы векторами x и y. Цвет Рисунокунка – черный.
patch(x, y, [r g b]) -Команда аналогичная предыдущей, но позволяющая задавать цвет рисунка. Параметры r,g и b задают соотношение красного, зеленого и синего цветов в рисунке. Значение параметров должно находиться в пределах от 0 до 1.
Примеры маскированных подсистем с различными вариантамикоманд отображения рисунков показаны на рисунке 9.10.9.
Команды построения графиков
Для построения графиков на пиктограмме могут использоваться следующие команды:
plot(Y) – В том случае, если Y является вектором, то строится график по оси абсцисс которого откладывается значение индекса элемента, а по оси ординат значение самого элемента. В том случае если Y является матрицей – строятся линии для каждого столбца. По оси абсцисс в этом случае также откладывается значение индекса элемента.
plot(X1,Y1,X2,Y2,...) – Строится графики вида Y1(X1), Y2(X2) ит.д.
Примеры маскированных подсистем с различными вариантами графиков представлены на рисунке 9.10.7. Значения переменных заданы на вкладке Initialization в графе Initialization commands.
Создание автоматически обновляемых пиктограмм
Создание автоматически обновляемой пиктограммы рассмотрим на примере функционального генератора (рисунок 9.10.2). Генератор может вырабатывать сигнал трех видов: треугольный, прямоугольный и синусоидальный. Вполне логично было бы создать такую пиктограмму, на которой отображалась бы форма выбранного на текущий момент сигнала. Это достаточно легко сделать, поскольку за выбор формы сигнала в рабочей области маски отвечает переменная Wave_form.
Числовое значение этой переменной равное 1 соответствует треугольному сигналу на выходе генератора, значение равное 2 соответствует прямоугольному сигналу, и 3 – синусоидальному.
Реализация поставленной задачи обеспечивается указанными
Реализация поставленной задачи обеспечивается указанными ниже командами, которые необходимо ввести в графе Initialization commands редактора маски:
switch Wave_form
case 1 % треугольный сигнал
x=[-6.28 -4.71 -1.57 1.57 4.71 6.28 ]; y=[0 1 -11 -1 0]; case 2 % прямоугольный сигнал
x=[-6.28 -6.28 -3.14 -3.14 0 0 3.14 3.14 6.28 6.28 ];
y=[0 1 1 -1 -1 1 1 -1 -10]; case 3 % синусоидальный сигнал
x=(-314*2:314*2)/100;
y=sin(x); end;
Примечание:
Здесь и в дальнейшем в текстах на языке MATLAB включены комментарии на русском языке, которые необходимо удалить при составлении выражений в среде MATLAB.
В зависимости от значения переменной Wave_form векторам x и y пРисунокваиваются разные значения, благодаря чему команда построения графика plot(x,y); , указанная в графе Drawing commands строит разные графики.
Пример, показывающий все три варианта пиктограммы генератора, представлен на рисунке 9.10.11.
В примере, дополнительно, строятся осикоординат спомощью следующих команд:
plot([-6.28 -6.28],[1.2 -1.2]); plot([-6.28 8],[0 0]);
Также в графе графе Drawing commands введена команда, рисующая одну точку в левом нижнем углу пиктограммы:
plot([-10,-10],[-1.2 -1.2]);
С помощью этой команды достигается относительное смещение графиков вправо. Таким образом в левой части пиктограммы появляется дополнительное свободное место для отображения меток входных портов (управление портами маскированной подсистемы будет рассмотрено позже).
Создание динамически обновляемых окон диалога
Динамически обновляемое окно диалога это такое окно, внешний вид которого изменяется в зависимости от значения параметров заданных в самом окне. Например, для рассматриваемого в данной главе функционального генератора, в случае выбора внешних источников сигналов задания на частоту или амплитуду, графы, в которые вводятся значения частоты и амплитуды, могут отсутствовать или быть не активными.
Для создания такого окна необходимо:
Выделить блок и ввести в командном окне MATLAB следующее выражение:
set_param(gcb, 'MaskSelfModifiable', 'on') .
После чего модель необходимо сохранить. Данная команда дает разрешение на самомодификацию окна.
Ввести вкомандном окне команду вида:
set_param(gcb,'MaskCallbacks',{'parm1_callback', ‘’,'parm3_callback'}); ,
где в фигурных скобках указываются функции обрабатывающие событие изменения параметра.
В данном примере функция parm1_callback обрабатывает событие при изменении первого параметра, а функция parm3_callback обрабатывает событие при изменении третьего параметра. В том случае, если для какого-либо параметра такая обработка не нужна, функция не записывается, но два апострофа для данного параметра (пустая функция) все равно должны указываться. В данном примере обработка события для второго параметра отсутствует. Сама функция может быть любым допустимым выражением на языке MATLAB.
Применительно к рассматриваемому функциональному генераторуэта команда выглядит следующим образом:
set_param(gcb,'MaskCallbacks',{'call_back_freq','','', 'call_back_magn',''}); .
Функция call_back_freq обрабатывает событие при установке или снятии флажка параметра Internal source of frequency signal (тип источника сигнала задания на частоту, переменная Internal_freq), а функция call_back_magn обрабатывает событие при установке или снятии флажка параметра Internal source of magnitude signal (тип источника сигнала задания на амплитуду, переменная Internal_magn). После этого модель необходимо сохранить.
Для рассматриваемого примера функция call_back_freq
Разработать функции обработки.
Для рассматриваемого примера функция call_back_freq (файл call_back_freq.m) выглядит следующим образом:
Freq_param=get_param(gcb,'Internal_freq'); %
Присвоение переменной Freq_param значения % параметра Internal_freq (тип источника % сигнала задания на частоту: внутренний или % внешний).
Параметр Internal_freq является % вторым в списке параметров окна диалога. if strcmp(Freq_param,'on');
% Если значение переменной Freq_param есть 'on' % (внутренний источник сигнала задания на частоту), то enable={'on','on','on','on','on'}; % всем элементам вектора enable присваиваются % значения равные 'on' (все параметры окна диалога % должны быть активны).
else;
% Если значение переменной Freq_param не равно 'on' % (внешний источник сигнала задания на частоту), то enable={'on','off','on','on','on'}; % второму элементу вектора enable пРисунокваивается % значение 'off' (второй параметр должен быть не % активным).
end;
% Завершение конструкции if … else set_param(gcb,'MaskEnables',enable);
% Присвоение параметру маскированной подсистемы % MaskEnables значения вектора enable. % Параметр MaskEnables устанавливает режим % активности параметров окна диалога маскированной % подсистемы.
Функция проверяет значение параметра Internal_freq. Если значение этого параметра есть 'on', то вектор enable имеет все элементы равные 'on', если же значение параметра Internal_freq равно 'off' (используется внешний источник сигнала задания на частоту), то второй элемент вектора enable имеет значение 'off' и функция set_param(gcb,'MaskEnables',enable); сделает не активной графу для ввода второго параметра (частота внутреннего источника).
Функция call_back_magn (файл call_back_magn.m) выглядит следующим образом:
Magn_param=get_param(gcb,'Internal_magn');
% Присвоение переменной Magn_param % значениЯ параметра Internal_magn (тип % источника сигнала задания на амплитуду: % внутренний или внешний). % Параметр Internal_magn является пятым % в списке параметров окна диалога.
if strcmp(Magn_param,'on');
% Если значение переменной Magn_param есть 'on' % (внутренний источник сигнала задания на амплитуду),
visible={'on','on','on','on','on'}; % то всем элементам вектора visible присваиваются % значения равные 'on' (все параметры окна диалога % должны быть видимы).
else;
% Если значение переменной Magn_param не равно 'on' % (внешний источник сигнала задания на на амплитуду), то visible={'on','on','on','on','off'}; % пятому элементу вектора visible присваивается % значение 'off' (пятый параметр окна диалога должен % быть невидимым).
end; % Завершение конструкции if ... else set_param(gcb,'MaskVisibilities',visible);
% Присвоение параметру маскированной подсистемы % MaskVisibilities значения вектора visible.
% Параметр MaskVisibilities устанавливает режим % видимости параметров окна диалога маскированной % подсистемы.
Функция проверяет значение параметра Internal_magn. Если значение этого параметра есть 'on', то вектор visible имеет все элементы равные 'on', если же значение параметра Internal_magn равно 'off' (используется внешний источник сигнала задания на амплитуду), то пятый элемент вектора visible имеет значение 'off' и функция set_param(gcb,'MaskVisibilities',visible); сделает не отображаемой графу для ввода пятого параметра (амплитуда внутреннего источника).
Для правильной работы такого окна
Для правильной работы такого окна диалога необходимо чтобы файл модели и файлы функций обработки находились в одной папке, и данная папка являлась рабочей. Согласно документации по Simulink текст callback-функций можно записывать также явным образом в вызове функции set_param.
Внешний вид окна диалога генератора для случая использования внешних источников сигналов задания на частоту и амплитуду показан на рисунке 9.10.14.
При разработке динамически изменяемых окон диалога можно также переопределять с помощью функции set_param следующие параметры маскированной подсистемы:
MaskType – Название блока.
MaskDescription – Описание маскированной подсистемы.
MaskPromptString – Названия параметров, задаваемые в окне диалога.
MaskValueString – Значения параметров, задаваемые в окне диалога.
Создание окна параметров
Окно параметров создается с помощью вкладки Initialization (Инициализация) редактора маски.
Для создания поля ввода параметра с его описанием необходимо выполнить следующие действия:
Нажать кнопку Add (Добавить).
Ввести описание параметра в поле Prompt (Подсказка). В качестве описания параметра обычно используется его название в виде текста, например, “Gain”, “Constant value” ит.п.
Указать идентификатор параметра в поле Variable (Переменная). Естественно, что это должен быть один из тех идентификаторов, который использовался при задании параметров блоков внутри подсистемы (хотя это не обязательно, поскольку параметр может быть использован и для модификации самого окна диалога). Все переменные, идентификаторы которых заданы на вкладке Initialization, помещаются в Mask Workspace – локальную рабочую область маски и являются доступными только внутри подсистемы.
Выбрать тип элемента интерфейса задающего параметр из списка Control Type:
Edit – Редактируемое поле ввода.
Checkbox – Флажок.
Popup – Раскрывающийся список. В этом случае вграфе Popup Strings (Элементысписка) необходимо ввести элементы списка, разделенные символом вертикальной черты. Например, выражение alpha|beta|gamma задаст список из трех элементов: alpha,beta и gamma.
Выбрать формат параметра из списка
Выбрать формат параметра из списка Assiggment:
Evaluate – Вычисляемый. Выбирается, если параметр должен иметь числовое значение. В данное поле можно будет ввести выражение в соответствии с правилами языка MATLAB. Формат Evaluate позволяет также использовать числовую форму значения переменной в том случае, если тип элемента интерфейса выбран в виде флажка или раскрывающегося списка. Так, например, для раскрывающегося списка alpha|beta|gamma значение связанной со списком переменной будет равно 1, если в списке выбрано alpha, 2 – если в списке выбрано beta, и 3 – если всписке выбрано gamma. Для элемента интерфейса Checkbox вычисляемые значения будут равны 1 (при установленном флажке) и 0 (при снятом флажке).
Literal – Текстовый. Выбирается, если параметр должен быть строкой символов.
Ввести команды инициализации в графе Initialization commands. Команды инициализации представляют собой обычные команды на языке MATLAB и могут включать операторы и m-функции. Такие команды задают переменные, которые будут находиться в рабочей области маскированной подсистемы. Эти переменные доступны внутриподсистемы и могут быть использованы в качестве параметров блоков входящих в состав подсистемы, а также для создания пиктограммы подсистемы.
Команды инициализации выполняются в следующих случаях:
При открытии окна модели.
При запуске модели на выполнение.
При выполнении команды Edit/Update diagram.
При вращении блока маскированной подсистемы (в этом случае команды инициализации обеспечивают перерисовку пиктограммы).
При автоматическом изменении пиктограммы, зависящей от параметров блока.
В качестве примера маскированной подсистемы рассмотрим функциональный генератор. Схема модели генератора показана на рисунке 9.10.2.
Модель генератора обладает следующими возможностями:
Модель генератора обладает следующими возможностями:
Значения амплитуды и частоты сигнала могут задаваться либо как параметры генератора в его окне диалога, либо от внешних источников через входные порты.
Форма выходного сигнала генератора (треугольник, прямоугольник или синусоида) задается в окне диалога.
Вид окна диалога, созданного с помощью редактора маски показан на рисунке 9.10.3.
с ним переменной, тип элемента
Название параметра, идентификатор связанной с ним переменной, тип элемента интерфейса и формат параметра приведены в ниже лежащей таблице.
|
Prompt |
Variable |
Control Type |
Assiggment |
Назначение |
|
Internal source of frequency signal |
Internal_freq |
Checkbox |
Evaluate |
Задает тип источника сигнала задания на частоту: внутренний или внешний. |
|
Frequency (Hz) |
Freq |
Edit |
Evaluate |
Задает величину задания на частоту внутреннего источника |
|
Wave form |
Wave_form |
Popup |
Evaluate |
Задает форму выходного сигнала: треугольник, прямоугольник или синусоида |
|
Internal source of magnitude signal |
Internal_magn |
Checkbox |
Evaluate |
Задает тип источника сигнала задания на амплитуду: внутренний или внешний. |
|
Magnitude |
Magn |
Edit |
Evaluate |
Задает величину задания на амплитуду внутреннего источника |
Окно редактора маски с открытой вкладкой Initialization, в котором создано окно параметров генератора, показано на рисунке
9.10.4.
Выбор типа источников задания на частоту (внутренний или внешний) осуществляется с помощью блока Selector1 (смотри рисунок 9.10.2). Для этого значение параметра Elements блока Selector1 задано как [(Internal_freq+1)]. Таким образом, если флажок параметра Internal source of frequency signal установлен, то числовое значение переменной Internal_freq равно 1 и на выход селектора проходит сигнал от внутреннего источника, если же флажок снят, то на выход селектора проходит сигнал от входного порта системы (т.е. от внешнего по отношению к генератору источника). Аналогичным образом с помощью переменной Internal_magn выполняется выбор источника сигнала задания на амплитуду.
Выбор формы выходного сигнала выполняется
Выбор формы выходного сигнала выполняется также с помощью блока Selector. Треугольный, прямоугольный и синусоидальный сигналы объединяются в вектор с помощью блока Mux, а затем в зависимости от числового значения переменной Wave_form, блок Selector выполняет выбор нужного элемента входного вектора.
Значение параметра Elements блока Selector задано как [Wave_form]. Таким образом, если, например, параметр генератора Wave form имеет значение Sine, то числовое значение переменной Wave_form равно 3, и, следовательно, на выход селектора проходит третий элемент входного вектора, т.е. синусоидальный сигнал.
Создание пиктограммы подсистемы
Пиктограмма подсистемы создается с помощью вкладки Icon (Пиктограмма) редактора маски. Окно редактора маски с открытой вкладкой Icon показано на рисунке 9.10.5.
Вкладка содержит следующие элементы:
Drawing commands – Область ввода команд рисования. Команды рисования являются выражениями допустимыми в языке MATLAB.
Icon frame – Список позволяющий выбрать способ отображения рамки пиктограммы:
Visible – Рамка видна.
Invisible – Рамка не видна.
Список позволяющий установить прозрачность пиктограммы:
Icon transparency - Список позволяющий установить прозрачность пиктограммы:
Opaque – Пиктограмма не прозрачна.
Transparent– Пиктограмма прозрачна.
Icon rotation -Список позволяющий задать возможность вращения пиктограммы:
Fixed – Положение пиктограммы фиксировано.
Rotates – Пиктограмма может вращаться вместе с блоком.
Drawing coordinates – Список, задающий условия масштабирования пиктограммы:
Autoscale – Автоматическое масштабирование. Рисунок занимает максимально возможную площадь внутри пиктограммы.
Normalized – Нормализованное масштабирование. Координаты левого нижнего угла пиктограммы (0,0), координаты правого верхнего угла (1,1).
Pixel – Координаты Рисунка задаются в пикселах.
Команды вывода текста
Для вывода текста могут использоваться следующие команды:
disp('text') или disp(variablename) – Вывод текста 'text' или значения символьной переменной variablename в центре пиктограммы.
text(x, y, 'text') или text(x, y, variablename) – Вывод текста 'text' или значения символьной переменной variablename начиная с позиции, заданной координатами x и y.
text(x, y, 'text', 'horizontalAlignment', halign,'verticalAlignment', valign)- Вывод текста 'text' в позиции заданной координатами x и y и с указанием способов выравнивания относительно этой позиции по вертикали или горизонтали. Параметр halign может принимать значения: 'left', 'right' или 'center'. Параметр valign может принимать значения: 'base', 'bottom' или 'middle'.
fprintf('text') или fprintf('format', variablename) – Форматированный вывод (по правилам языка C) текста 'text' или значения символьной переменной variablename в центре пиктограммы.
port_label(port_type, port_number, label) – Вывод на пиктограмме метки порта. Например, выражение port_label('input', 1, 'a') выводит на пиктограмме метку a первого входного порта.
Для вывода текста в несколько строк допускается использование сочетания символов \n для перехода на новую строку.
с различными вариантами текстовых надписей
Примеры маскированных подсистем с различными вариантами текстовых надписей даны на рисунке 9.10.6. Значения текстовых переменных заданы на вкладке Initialization в графе Initialization commands.
Создание справки маскированной подсистемы
Для создания описания и справки маскированной подсистемы служит вкладка Documentation (Документация). Вкладка Documentation содержит две графы: Block description (Описание блока) и Block Help (Справка по блоку). Внешний вид редактора маски с открытой вкладкой Documentation показан нарисунке 9.10.12.
Текст, введенный в графу Block description, отображается в верхней части окна диалога и предназначен для краткого описания блока. В графу Block Help вносятся команды обеспечивающие загрузку файлов справки, созданных пользователем, в справочную систему при нажатии клавиши Help в окне параметров. Эти команды описаны в документации по Simulink. Наиболее удобным форматом файла справки является htm (html) – формат. Вызов справочного htmфайла осуществляется командой вида: web(['file:///' which('helpfile.htm')]); , где helpfile.htm – имя файла справки.
Для правильной работы справочной системы
Для правильной работы справочной системы необходимо, чтобы файл справки находился в той же папке, что и файл модели, и данная папка являлась рабочей. Допускается также вместе с именем файла указывать его полный путь.
Пример окна справки подсистемы показан на рисунке 9.10.13.
Рисунок 9.10.13.Пример окна справки подсистемы
Управление портами маскированной подсистемы
В предыдущем параграфе рассматривалась методика создания динамически обновляемых окон диалога. В приведенном примере задание на амплитуду или частоту генератора сигналов может задаваться как параметр окна диалога блока, либо поступать от внешнего источника через входной порт подсистемы. При этом внешний вид блока, когда внешние источники не задействованы, оказывается точно таким же, как и при их использовании. Это неудобно, поскольку внешний вид блока (наличие на пиктограмме входных портов) вводит в заблуждение относительно фактических источников сигналов задания. Выходом из создавшейся ситуации является создание callback функций убирающих или восстанавливающих входные порты в подсистеме. Основная идея при этом заключается в том, чтобы в случае, если внешний источник не используется – заменить входной порт подсистемы на блок Ground, а если внешний источник используется – выполнить обратную замену. Такие замены легко выполняются с помощью команд управления Simulink-моделью (команды подробно рассмотрены в документации на Simulink). Для повышения наглядности пиктограммы генератора стандартные названия входных портов In1 и In2 заменены на M (входной порт для сигнала задания на амплитуду) и F (входной порт сигнала задания на частоту). Пиктограмма генератора и его схема показаны на рисунке 9.10.15.
Первая часть функции call_back_freq управляет окном диалога, и аналогична приведенной в предыдущем параграфе. Вторая часть – управляет первым входным портом подсистемы. Вторая часть функции содержит также команды проверяющие правильность нумерации портов и восстанавливающие ее, если нумерация портов нарушена.
приведена модель генератора для
На рисунке 9.10. 16 приведена модель генератора для случая, когда источник задания на амплитуду сигнала является внутренним, а источник задания на частоту – внешним.
На рисунке видно, что при выборе внутреннего источника сигнала задания на амплитуду (флажок Internal source of magnitude signal установлен) соответствующий входной порт на пиктограмме отсутствует, а в самой модели генератора входной порт M заменен блоком Ground. При этом задание на амплитуду сигнала поступает от блока Constant2 внутри подсистемы, а задание на частоту выходного сигнала – от внешнего источника через входной порт с меткой F.
