Holdings: MATLAB - Simulink - Stateflow

MATLAB - Simulink - Stateflow: Grundlagen, Toolboxen, Beispiele

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Bibliographic Details
Main Authors:	Angermann, Anne 1973- (Author), Beuschel, Michael (Author), Rau, Martin 1972- (Author), Wohlfarth, Ulrich (Author)
Format:	Book
Language:	German
Published:	Berlin ; Boston De Gruyter Oldenbourg [2021]
Edition:	10. Auflage
Series:	De Gruyter Oldenbourg Studium
Subjects:	Stateflow MATLAB 7.7 MATLAB 6.0 SIMULINK MATLAB MATLAB 7.0 MATLAB 6.5 Simulink Regelungstechnik Simulation Programmsprache
Online Access:	http://www.degruyter.com/search?f_0=isbnissn&q_0=9783110641073&searchTitles=true Inhaltsverzeichnis
Physical Description:	XIV, 559 Seiten Illustrationen, Diagramme 24 cm x 17 cm
ISBN:	9783110641073 3110641070

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adam_text	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG 1 2 M ATLAB GRUNDLAGEN 5 2.1 ERSTE SCHRITTE MIT M ATLAB ............................................................................ 5 2.1.1 DER M ATLAB - DESKTOP ..................................................................................... 5 2.1.2 DIE MATLAB-HILFE ............................................................................................ 7 2.1.3 ZUWEISUNGEN ..................................................................................................... 8 2.1.4 MATHEMATISCHE FUNKTIONEN UND OPERATOREN ................................................ 9 2.2 VARIABLEN ............................................................................................................ 9 2.2.1 DATENTYPEN IN M ATLAB ................................................................................. 10 2.2.2 VEKTOREN UND MATRIZEN ................................................................................... 11 2.2.3 FUNKTIONEN UND OPERATOREN FUER VEKTOREN UND MATRIZEN .......................... 13 2.2.4 STRUKTUREN ........................................................................................................ 14 2.2.5 CELL-ARRAYS ........................................................................................................ 16 2.2.6 MEHRDIMENSIONALE ARRAYS ............................................................................... 17 2.2.7 VERWALTEN VON VARIABLEN ................................................................................. 18 2.3 ABLAUFSTEUERUNG ................................................................................................ 20 2.3.1 VERGLEICHSOPERATOREN UND LOGISCHE OPERATOREN ............................................ 20 2.3.2 VERZWEIGUNGSBEFEHLE IF UND SWITCH ............................................................ 22 2.3.3 SCHLEIFENBEFEHLE F OR UND WHILE ..................................................................... 22 2.3.4 ABBRUCHBEFEHLE CONTINUE, BREAK UND RETURN ............................................ 23 2.4 DER MATLAB-EDITOR ........................................................................................ 24 2.4.1 DER LIVE EDITOR ............................................................................................... 26 2.4.2 DAS COMPARISON TOOL ...................................................................................... 27 2.5 MATLAB-FUNKTIONEN ...................................................................................... 28 2.5.1 FUNKTIONEN MIT VARIABLER PARAMETERZAHL ..................................................... 29 2.5.2 LOKALE, GLOBALE UND STATISCHE VARIABLEN ....................................................... 30 2.5.3 HILFETEXT IN FUNKTIONEN ................................................................................... 32 2.5.4 FUNCTION HANDIES .............................................................................................. 33 2.5.5 ANONYMOUS FUNCTIONS ..................................................................................... 33 2.5.6 P-CODE UND CLEAR FUNCTIONS ...................................................................... 34 2.6 CODE-OPTIMIERUNG IN M ATLAB ....................................................................... 34 2.6.1 DER MATLAB-PROFILER ...................................................................................... 34 2.6.2 OPTIMIERUNG VON RECHENZEIT UND SPEICHERBEDARF ....................................... 35 2.6.3 TIPPS ZUR FEHLERSUCHE UND FEHLERVERMEIDUNG .............................................. 37 VIII INHALTSVERZEICHNIS 2.7 UEBUNGSAUFGABEN ................................................................................................. 39 2.7.1 RECHENGENAUIGKEIT ............................................................................................. 39 2.7.2 FIBONACCI-FOLGE ................................................................................................ 39 2.7.3 FUNKTION GERADE .............................................................................................. 39 2.7.4 BERECHNUNGSZEITEN ERMITTELN ........................................................................... 40 3 EINGABE UND AUSGABE IN M ATLAB 41 3.1 STEUERUNG DER BILDSCHIRMAUSGABE .................................................................. 41 3.2 TEXT IN M ATLAB (STRINGS) .............................................................................. 42 3.2.1 DATENTYPEN FUER STRINGS .................................................................................... 42 3.2.2 VERARBEITUNG VON STRINGS ................................................................................ 43 3.3 BENUTZERDIALOGE ................................................................................................ 45 3.3.1 EINGABEDIALOG .................................................................................................... 45 3.3.2 FORMATIERTE AUSGABE ....................................................................................... 46 3.4 IMPORT UND EXPORT VON DATEN ....................................................................... 47 3.4.1 STANDARDFORMATE .............................................................................................. 47 3.4.2 FORMATIERTE TEXTDATEIEN UND TABELLEN ......................................................... 48 3.4.3 BINAERDATEIEN ...................................................................................................... 51 3.5 BETRIEBSSYSTEMAUFRUF UND DATEIVERWALTUNG .................................................. 51 3.6 GRAFISCHE DARSTELLUNG ....................................................................................... 52 3.6.1 DIE FIGURE - GRUNDLAGE EINER MATLAB-GRAFIK ............................................ 52 3.6.2 ACHSEN UND BESCHRIFTUNG ................................................................................ 55 3.6.3 PLOT-BEFEHLE FUER ZWEIDIMENSIONALE GRAFIKEN (2D-GRAFIK) ............................ 56 3.6.4 PLOT-BEFEHLE FUER DREIDIMENSIONALE GRAFIKEN (3D-GRAFIK) .............................. 60 3.6.5 PERSPEKTIVE ......................................................................................................... 61 3.6.6 IMPORTIEREN, EXPORTIEREN UND DRUCKEN VON GRAFIKEN .................................. 63 3.6.7 TIPPS RUND UM DIE MATLAB-FIGURE .............................................................. 65 3.7 GRAFISCHE BENUTZEROBERFLAECHEN ....................................................................... 68 3.7.1 DER APP DESIGNER - LAYOUT ............................................................................. 68 3.7.2 DER APP DESIGNER - FUNKTIONALITAET .............................................................. 70 3.8 UEBUNGSAUFGABEN ................................................................................................ 73 3.8.1 HARMONISCHES MITTEL ......................................................................................... 73 3.8.2 EINSCHWINGVORGANG ........................................................................................... 73 3.8.3 GAUSS-GLOCKE ...................................................................................................... 73 3.8.4 SPIRALE UND DOPPELHELIX .................................................................................. 74 3.8.5 FUNKTION GERADEVEK ......................................................................................... 75 4 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN IN MATLAB 77 4.1 ANFANGSWERTPROBLEME (ODES, DAES UND DDES) ....................................... 77 4.1.1 GEWOEHNLICHE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN (ODES) .............................................. 77 4.1.2 DIFFERENTIAL-ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN (DAES) ............................................. 90 4.1.3 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN MIT TOTZEITEN (DDES) ............................................. 93 INHALTSVERZEICHNIS IX 4.1.4 IMPLIZITE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN .................................................................... 96 4.2 RANDWERTPROBLEME FUER GEWOEHNLICHE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN ..................... 98 4.3 PARTIELLE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN (PDES) ....................................................... 104 4.4 UEBUNGSAUFGABEN ............................................................................................... 107 4.4.1 FEDER-MASSE-SCHWINGER ..................................................................................... 107 4.4.2 ELEKTRISCHER SCHWINGKREIS ............................................................................... 107 4.4.3 SPRINGENDER BALL .............................................................................................. 108 4.4.4 KETTENLINIE ........................................................................................................ 109 5 REGELUNGSTECHNISCHE FUNKTIONEN - CONTROL SYSTEM TOOLBOX 111 5.1 MODELLIERUNG LINEARER ZEITINVARIANTER SYSTEME ALS LTI-MODELLE .................... 111 5.1.1 UEBERTRAGUNGSFUNKTION - TRANSFER FUNCTION TF ............................................. 112 5.1.2 NULLSTELLEN-POLSTELLEN-DARSTELLUNG - ZERO-POLE-GAIN ZPK ........................... 114 5.1.3 ZUSTANDSDARSTELLUNG - STATE-SPACE SS ............................................................. 117 5.1.4 FREQUENZGANG-DATEN-MODELLE - FREQUENCY RESPONSE DATA FRD ............... 118 5.1.5 ZEITDISKRETE DARSTELLUNG VON LTI-MODELLEN .................................................... 120 5.1.6 ZEITVERZOEGERUNGEN IN LTI-MODELLEN ................................................................ 122 5.2 ARBEITEN MIT LTI-MODELLEN ............................................................................. 125 5.2.1 EIGENSCHAFTEN VON LTI-MODELLEN ................................................................... 125 5.2.2 SCHNELLE DATENABFRAGE ..................................................................................... 128 5.2.3 RANGFOLGE DER LTI-MODELLE ............................................................................ 129 5.2.4 VERERBUNG VON LTI-MODELL-EIGENSCHAFTEN ..................................................... 130 5.2.5 UMWANDLUNG IN EINEN ANDEREN LTI-MODELL-TYP ......................................... 130 5.2.6 ARITHMETISCHE OPERATIONEN ............................................................................ 131 5.2.7 AUSWAHLEN, VERAENDERN UND VERKNUEPFEN VON LTI-MODELLEN ......................... 133 5.2.8 SPEZIELLE LTI-MODELLE ...................................................................................... 136 5.2.9 UMWANDLUNG ZWISCHEN ZEIT KONTINUIERLICHEN UND ZEITDISKRETEN SYSTEMEN ..................................................................................... 137 5.3 ANALYSE VON LTI-MODELLEN .............................................................................. 141 5.3.1 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN ............................................................................... 141 5.3.2 MODELL-DYNAMIK ............................................................................................. 143 5.3.3 SYSTEMANTWORT IM ZEITBEREICH ...................................................................... 151 5.3.4 SYSTEMANTWORT IM FREQUENZBEREICH ................................................................ 155 5.3.5 INTERAKTIVE MODELLANALYSE: LINEAR SYSTEM ANALYZER ................................... 164 5.3.6 ORDNUNGSREDUZIERTE DARSTELLUNG ................................................................... 167 5.3.7 ZUSTANDSBESCHREIBUNGSFORMEN ........................................................................ 170 5.4 REGLERENTWURF .................................................................................................... 175 5.4.1 REGLERENTWURF MITTELS WURZELORTSKURVE ........................................................ 175 5.4.2 REGLERENTWURF MIT DEM CONTROL SYSTEM DESIGNER ......................................... 179 5.4.3 ZUSTANDSREGELUNG UND ZUSTANDSBEOBACHTUNG .............................................. 181 5.4.4 REGLERENTWURF MITTELS POLPLATZIERUNG ............................................................ 183 5.4.5 LINEAR-QUADRATISCH OPTIMALE REGELUNG ........................................................ 187 5.5 PROBLEME DER NUMERISCHEN DARSTELLUNG ........................................................... 194 X INHALTSVERZEICHNIS 5.5.1 FEHLER BEGRIFF ....................................................................................................... 194 5.5.2 KONDITION EINES PROBLEMS ................................................................................ 195 5.5.3 NUMERISCHE INSTABILITAET .................................................................................... 196 5.5.4 BEWERTUNG DER LTI-MODELL-TYPEN NACH NUMERISCHEN GESICHTSPUNKTEN .. 197 5.6 UEBUNGSAUFGABEN ................................................................................................. 197 5.6.1 ERSTELLEN VON LTI-MODELLEN ............................................................................. 197 5.6.2 VERZOEGERTE UEBERTRAGUNGSGLIEDER ........................................................................ 199 5.6.3 VERZOEGERTE UEBERTRAGUNGSGLIEDER ZEITDISKRETISIERT ........................................... 200 5.6.4 TYPUMWANDLUNG ................................................................................................. 201 5.6.5 STABILITAETSANALYSE ................................................................................................. 201 5.6.6 REGELUNG DER STABILEN PT2-UEBERTRAGUNGSFUNKTION ........................................ 203 5.6.7 REGELUNG DER INSTABILEN PT2-UEBERTRAGUNGSFUNKTION .................................... 204 5.6.8 KONDITION UND NUMERISCHE INSTABILITAET ........................................................... 207 6 SIGNALVERARBEITUNG - SIGNAL PROCESSING TOOLBOX 209 6.1 AUFBEREITUNG DER DATEN IM ZEITBEREICH ......................................................... 209 6.1.1 INTERPOLATION UND APPROXIMATION .................................................................... 209 6.1.2 AENDERUNG DER ABTASTRATE .................................................................................. 212 6.1.3 WEITERE WERKZEUGE ............................................................................................. 213 6.2 SPEKTRALANALYSE .................................................................................................... 215 6.2.1 DISKRETE FOURIERTRANSFORMATION (DFT) ........................................................... 215 6.2.2 AVERAGING ............................................................................................................. 217 6.2.3 FENSTER UNG ........................................................................................................... 218 6.2.4 LEISTUNGSSPEKTREN ............................................................................................... 220 6.3 KORRELATION ........................................................................................................... 223 6.4 ANALOGE UND DIGITALE FILTER ............................................................................... 228 6.4.1 ANALOGE FILTER ...................................................................................................... 228 6.4.2 DIGITALE FIR-FILTER ............................................................................................. 230 6.4.3 DIGITALE IIR-FILTER ............................................................................................... 233 6.4.4 FILTERENTWURF MIT PROTOTYP-TIEFPAESSEN ........................................................... 236 6.5 UEBUNGSAUFGABEN .................................................................................................... 240 6.5.1 INTERPOLATION ........................................................................................................ 240 6.5.2 SPEKTRALANALYSE .................................................................................................. 240 6.5.3 SIGNALTRANSFORMATION IM FREQUENZBEREICH ...................................................... 240 6.5.4 LECKSUCHE MITTELS KORRELATION ........................................................................... 241 6.5.5 SIGNALANALYSE UND DIGITALE FILTERUNG ............................................................... 241 6.5.6 ANALOGER BANDPASS ............................................................................................. 241 6.5.7 DIGITALER IIR-BANDPASS ...................................................................................... 242 7 OPTIMIERUNG - OPTIMIZATION TOOLBOX 243 7.1 ANONYMOUS FUNCTIONS ........................................................................................ 244 7.2 ALGORITHMENSTEUERUNG ........................................................................................ 245 INHALTSVERZEICHNIS XI 7.3 NULLSTELLENBESTIMMUNG ..................................................................................... 248 7.3.1 SKALARE FUNKTIONEN ............................................................................................ 248 7.3.2 VEKTORWERTIGE FUNKTIONEN / GLEICHUNGSSYSTEME ........................................... 252 7.4 MINIMIERUNG NICHTLINEARER FUNKTIONEN ........................................................... 257 7.5 MINIMIERUNG UNTER NEBENBEDINGUNGEN ........................................................... 263 7.5.1 NICHTLINEARE MINIMIERUNG UNTER NEBENBEDINGUNGEN .................................... 264 7.5.2 QUADRATISCHE PROGRAMMIERUNG ......................................................................... 270 7.5.3 LINEARE PROGRAMMIERUNG .................................................................................. 272 7.6 METHODE DER KLEINSTEN QUADRATE (LEAST SQUARES) .......................................... 276 7.7 OPTIMIERUNG EINES SIMULINK-MODELLS .............................................................. 283 7.8 UEBUNGSAUFGABEN ................................................................................................. 286 7.8.1 NULLSTELLENBESTIMMUNG ..................................................................................... 286 7.8.2 LOESEN VON GLEICHUNGSSYSTEMEN ......................................................................... 286 7.8.3 MINIMIERUNG OHNE NEBENBEDINGUNGEN ............................................................ 286 7.8.4 MINIMIERUNG UNTER NEBENBEDINGUNGEN ........................................................... 286 7.8.5 AUSGLEICHSPOLYNOM ............................................................................................ 287 7.8.6 CURVE FITTING ..................................................................................................... 287 7.8.7 LINEARE PROGRAMMIERUNG .................................................................................. 287 8 SIMULINK GRUNDLAGEN 289 8.1 STARTEN VON SIMULINK ......................................................................................... 290 8.2 ERSTELLEN UND EDITIEREN EINES SIGNALFLUSSPLANS .............................................. 296 8.3 SIMULATIONS UND PARAMETERSTEUERUNG ............................................................ 299 8.3.1 INTERAKTIVE STEUERUNG ......................................................................................... 299 8.3.2 PROGRAMMATISCHE STEUERUNG ............................................................................ 299 8.4 SIGNALE UND DATENOBJEKTE ................................................................................ 302 8.4.1 ARBEITEN MIT SIGNALEN ....................................................................................... 302 8.4.2 ARBEITEN MIT DATENOBJEKTEN ............................................................................ 304 8.4.3 DER MODEL EXPLORER .......................................................................................... 306 8.5 SIGNALERZEUGUNG UND -AUSGABE ........................................................................ 307 8.5.1 BIBLIOTHEK: SOURCES - SIGNALERZEUGUNG ............................................................ 307 8.5.2 SINKS - SIGNALAUSGABE ......................................................................................... 315 8.5.3 SIGNAL LOG GING ..................................................................................................... 322 8.5.4 DER SIMULATION DATA INSPECTOR ....................................................................... 325 8.5.5 DER VIEWERS & GENERATORS MANAGER .............................................................. 327 8.6 MATHEMATISCHE VERKNUEPFUNGEN UND OPERATOREN ........................................... 329 8.6.1 BIBLIOTHEK: MATH OPERATIONS ............................................................................ 329 8.6.2 BIBLIOTHEK: LOGIC AND BIT OPERATIONS ................................................................ 332 8.7 SIMULATIONSPARAMETER ....................................................................................... 333 8.7.1 DIE CONFIGURATION PARAMETERS DIALOGBOX ....................................................... 334 8.7.2 NUMERISCHE INTEGRATION VON DIFFERENTIALGLEICHUNGEN ..................................... 346 XII INHALTSVERZEICHNIS 8.7.3 DIAGNOSTIC VIEWER UND SIMULINK DEBUGGER ..................................................... 350 8.8 VERWALTUNG UND ORGANISATION EINES SIMULINK-MODELLS .................................. 352 8.8.1 ARBEITEN MIT CALLBACKS ...................................................................................... 352 8.8.2 DER MODEL BROWSER ............................................................................................. 355 8.8.3 BIBLIOTHEKEN: SIGNAL ROUTING UND SIGNAL ATTRIBUTES - SIGNALFUEHRUNG UND -EIGENSCHAFTEN ...................................................................................................... 357 8.8.4 DRUCKEN UND EXPORTIEREN EINES SIMULINK-MODELLS ......................................... 361 8.9 SUBSYSTEME UND MODEL REFERENCING ................................................................ 362 8.9.1 ERSTELLEN VON SUBSYSTEMEN / BIBLIOTHEK: PORTS & SUBSYSTEMS .................... 362 8.9.2 MASKIERUNG VON SUBSYSTEMEN UND BLOECKEN .................................................... 368 8.9.3 ERSTELLEN EINER EIGENEN BLOCKBIBLIOTHEK ........................................................... 372 8.9.4 MODEL REFERENCING ............................................................................................... 374 8.10 UEBUNGSAUFGABEN .................................................................................................. 377 8.10.1 NICHTLINEARE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN ................................................................. 377 8.10.2 GRAVITATIONSPENDEL ............................................................................................. 378 9 LINEARE UND NICHTLINEARE SYSTEME IN SIMULINK 383 9.1 BIBLIOTHEK: CONTINUOUS - ZEITKONTINUIERLIEHE SYSTEME .................................. 383 9.2 ANALYSE VON SIMULATIONSERGEBNISSEN ................................................................ 389 9.2.1 LINEARISIERUNG MIT DER LINMOD-BEFEHLSFAMILIE ................................................ 389 9.2.2 BESTIMMUNG EINES GLEICHGEWICHTSPUNKTS ........................................................ 395 9.2.3 LINEARISIERUNG MIT DEM SIMULINK CONTROL DESIGN ......................................... 396 9.3 BIBLIOTHEK: DISCONTINUITIES - NICHTLINEARE SYSTEME ........................................ 398 9.4 BIBLIOTHEK: LOOKUP TABLES - NACHSCHLAGETABELLEN ......................................... 402 9.5 BIBLIOTHEK: USER-DEFINED FUNCTIONS - BENUTZER-DEFINIERBARE FUNKTIONEN .. 404 9.5.1 BIBLIOTHEKEN: MODEL VERIFICATION UND MODEL-WIDE UTILITIES - PRUEFBLOECKE UND MODELL-EIGENSCHAFTEN ................................................................................ 414 9.6 ALGEBRAISCHE SCHLEIFEN ........................................................................................ 416 9.7 S-FUNKTIONEN ........................................................................................................ 417 9.8 UEBUNGSAUFGABEN .................................................................................................. 425 9.8.1 MODELLIERUNG EINER GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSS-MASCHINE (GNM) ............... 425 9.8.2 MODELLIERUNG EINER PULSWEITENMODULATION (PWM) ........................................ 426 9.8.3 AUFNAHME VON BODE-DIAGRAMMEN .................................................................. 427 10 ABTASTSYSTEME IN SIMULINK 429 10.1 ALLGEMEINES ......................................................................................................... 429 10.2 BIBLIOTHEK: DISCRETE - ZEITDISKRETE SYSTEME .................................................... 431 10.3 SIMULATIONSPARAMETER ........................................................................................ 434 10.3.1 REIN ZEITDISKRETE SYSTEME .................................................................................. 434 10.3.2 HYBRIDE SYSTEME (GEMISCHT ZEITDISKRET UND ZEITKONTINUIERLICH) .................. 437 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10.4 DER MODEL DISCRETIZER ....................................................................................... 439 10.5 UEBUNGSAUFGABEN ................................................................................................. 442 10.5.1 ZEIT DISKRETER STROMREGLER FUER GNM ................................................................ 442 10.5.2 ZEITDISKRETER ANTI-WINDUP-DREHZAHLREGLER FUER GNM .................................... 443 11 REGELKREISE IN SIMULINK 445 11.1 DIE GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSS-MASCHINE GNM ............................................ 445 11.1.1 INITIALISIERUNG DER MASCHINENDATEN ................................................................. 446 11.1.2 SIMULINK-MODELL ................................................................................................. 447 11.2 UNTERSUCHUNG DER SYSTEMEIGENSCHAFTEN .......................................................... 449 11.2.1 UNTERSUCHUNG MIT SIMULINK .............................................................................. 449 11.2.2 UNTERSUCHUNG DES LINEARISIERTEN MODELLS MIT M ATLAB UND DER CONTROL SYSTEM TOOLBOX ............................................................................ 450 11.2.3 INTERAKTIVE UNTERSUCHUNG EINES MODELLS MIT DEM SIMULINK LINEAR ANALYSIS TOOL ........................................................................................ 452 11.3 KASKADENREGELUNG .............................................................................................. 455 11.3.1 STROMREGELUNG ..................................................................................................... 455 11.3.2 DREHZAHLREGELUNG ............................................................................................... 457 11.4 ZUSTANDSBEOBACHTER .......................................................................................... 460 11.4.1 LUENBERGER-BEOBACHTER ..................................................................................... 462 11.4.2 STOERGROESSEN-BEOBACHTER ...................................................................................... 463 11.5 ZUSTANDSREGELUNG MIT ZUSTANDSBEOBACHTER ................................................... 465 11.6 INITIALISIERUNGSDATEIEN ....................................................................................... 469 11.6.1 GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSS-MASCHINE .............................................................. 469 11.6.2 STROMREGELUNG ..................................................................................................... 469 11.6.3 DREHZAHLREGELUNG ............................................................................................... 470 11.6.4 GRUNDEINSTELLUNG ZUSTANDSBEOBACHTER ............................................................ 470 11.6.5 ZUSTANDSBEOBACHTUNG MIT LUENBERGER-BEOBACHTER ....................................... 471 11.6.6 ZUSTANDSBEOBACHTUNG MIT STOERGROESSEN-BEOBACHTER ....................................... 471 11.6.7 ZUSTANDSREGELUNG MIT ZUSTANDSBEOBACHTER ................................................... 472 11.6.8 ZUSTANDSREGELUNG MIT LUENBERGER-BEOBACHTER .............................................. 472 11.6.9 ZUSTANDSREGELUNG MIT STOERGROESSEN-BEOBACHTER ................................................ 473 11.7 UEBUNGSAUFGABEN .................................................................................................. 474 11.7.1 ZUSTANDSDARSTELLUNG GNM ................................................................................ 474 11.7.2 SYSTEMANALYSE ..................................................................................................... 474 11.7.3 ENTWURF EINES KALMAN-FILTERS .......................................................................... 475 11.7.4 ENTWURF EINES LQ-OPTIMIERTEN ZUSTANDSREGLERS ............................................ 475 12 STATEFLOW 477 12.1 ELEMENTE VON STATEFLOW ..................................................................................... 478 12.1.1 GRAFISCHE ELEMENTE EINES CHARTS ..................................................................... 481 12.1.2 CHART-EIGENSCHAFTEN UND TRIGGER-METHODEN .................................................. 490 XIV INHALTSVERZEICHNIS 12.1.3 NICHTGRAFISCHE ELEMENTE EINES CHARTS ............................................................. 492 12.2 STRUKTURIERUNG UND HIERARCHIEBILDUNG ............................................................. 497 12.2.1 SUPERSTATES ........................................................................................................... 497 12.2.2 SUBCHARTS ............................................................................................................. 502 12.2.3 GRAFISCHE FUNKTIONEN ......................................................................................... 504 12.2.4 TRUTH TABLES ........................................................................................................ 506 12.2.5 M ATLAB FUNCTIONS IN STATEFLOW CHARTS ......................................................... 510 12.2.6 SIMULINK FUNCTIONS IN STATEFLOW ........................................................................ 511 12.2.7 SIMULINK STATES IN STATEFLOW ............................................................................. 512 12.2.8 STATE TRANSITION TABLES ...................................................................................... 513 12.3 ACTION LANGUAGE ................................................................................................. 515 12.3.1 NUMERISCHE OPERATOREN ...................................................................................... 515 12.3.2 LOGISCHE OPERATOREN ........................................................................................... 515 12.3.3 UNAERE OPERATOREN UND ZUWEISUNGSAKTIONEN .................................................. 515 12.3.4 DETEKTION VON WERTAENDERUNGEN ........................................................................ 516 12.3.5 DATENTYP-UMWANDLUNGEN .................................................................................. 518 12.3.6 AUFRUF VON MATLAB-FUNKTIONEN UND ZUGRIFF AUF DEN WORKSPACE ............ 518 12.3.7 VARIABLEN UND EVENTS IN ACTION LANGUAGE ...................................................... 520 12.3.8 TEMPORALLOGIK-OPERATOREN ................................................................................ 522 12.4 ANWENDUNGSBEISPIEL: GETRAENKEAUTOMAT ......................................................... 523 12.5 ANWENDUNGSBEISPIEL: STEUERUNG EINES HEIZGEBLAESES ...................................... 525 12.6 ANWENDUNGSBEISPIEL: SPRINGENDER BALL ........................................................... 528 12.7 UEBUNGSAUFGABEN .................................................................................................. 530 12.7.1 MIKROWELLENHERD .................................................................................................. 530 12.7.2 ZWEIPUNKT-REGELUNG ........................................................................................... 531 SYMBOLVERZEICHNIS 533 LITERATURVERZEICHNIS 537 INDEX 541
adam_txt	INHALTSVERZEICHNIS 1 EINFUEHRUNG 1 2 M ATLAB GRUNDLAGEN 5 2.1 ERSTE SCHRITTE MIT M ATLAB . 5 2.1.1 DER M ATLAB - DESKTOP . 5 2.1.2 DIE MATLAB-HILFE . 7 2.1.3 ZUWEISUNGEN . 8 2.1.4 MATHEMATISCHE FUNKTIONEN UND OPERATOREN . 9 2.2 VARIABLEN . 9 2.2.1 DATENTYPEN IN M ATLAB . 10 2.2.2 VEKTOREN UND MATRIZEN . 11 2.2.3 FUNKTIONEN UND OPERATOREN FUER VEKTOREN UND MATRIZEN . 13 2.2.4 STRUKTUREN . 14 2.2.5 CELL-ARRAYS . 16 2.2.6 MEHRDIMENSIONALE ARRAYS . 17 2.2.7 VERWALTEN VON VARIABLEN . 18 2.3 ABLAUFSTEUERUNG . 20 2.3.1 VERGLEICHSOPERATOREN UND LOGISCHE OPERATOREN . 20 2.3.2 VERZWEIGUNGSBEFEHLE IF UND SWITCH . 22 2.3.3 SCHLEIFENBEFEHLE F OR UND WHILE . 22 2.3.4 ABBRUCHBEFEHLE CONTINUE, BREAK UND RETURN . 23 2.4 DER MATLAB-EDITOR . 24 2.4.1 DER LIVE EDITOR . 26 2.4.2 DAS COMPARISON TOOL . 27 2.5 MATLAB-FUNKTIONEN . 28 2.5.1 FUNKTIONEN MIT VARIABLER PARAMETERZAHL . 29 2.5.2 LOKALE, GLOBALE UND STATISCHE VARIABLEN . 30 2.5.3 HILFETEXT IN FUNKTIONEN . 32 2.5.4 FUNCTION HANDIES . 33 2.5.5 ANONYMOUS FUNCTIONS . 33 2.5.6 P-CODE UND CLEAR FUNCTIONS . 34 2.6 CODE-OPTIMIERUNG IN M ATLAB . 34 2.6.1 DER MATLAB-PROFILER . 34 2.6.2 OPTIMIERUNG VON RECHENZEIT UND SPEICHERBEDARF . 35 2.6.3 TIPPS ZUR FEHLERSUCHE UND FEHLERVERMEIDUNG . 37 VIII INHALTSVERZEICHNIS 2.7 UEBUNGSAUFGABEN . 39 2.7.1 RECHENGENAUIGKEIT . 39 2.7.2 FIBONACCI-FOLGE . 39 2.7.3 FUNKTION GERADE . 39 2.7.4 BERECHNUNGSZEITEN ERMITTELN . 40 3 EINGABE UND AUSGABE IN M ATLAB 41 3.1 STEUERUNG DER BILDSCHIRMAUSGABE . 41 3.2 TEXT IN M ATLAB (STRINGS) . 42 3.2.1 DATENTYPEN FUER STRINGS . 42 3.2.2 VERARBEITUNG VON STRINGS . 43 3.3 BENUTZERDIALOGE . 45 3.3.1 EINGABEDIALOG . 45 3.3.2 FORMATIERTE AUSGABE . 46 3.4 IMPORT UND EXPORT VON DATEN . 47 3.4.1 STANDARDFORMATE . 47 3.4.2 FORMATIERTE TEXTDATEIEN UND TABELLEN . 48 3.4.3 BINAERDATEIEN . 51 3.5 BETRIEBSSYSTEMAUFRUF UND DATEIVERWALTUNG . 51 3.6 GRAFISCHE DARSTELLUNG . 52 3.6.1 DIE FIGURE - GRUNDLAGE EINER MATLAB-GRAFIK . 52 3.6.2 ACHSEN UND BESCHRIFTUNG . 55 3.6.3 PLOT-BEFEHLE FUER ZWEIDIMENSIONALE GRAFIKEN (2D-GRAFIK) . 56 3.6.4 PLOT-BEFEHLE FUER DREIDIMENSIONALE GRAFIKEN (3D-GRAFIK) . 60 3.6.5 PERSPEKTIVE . 61 3.6.6 IMPORTIEREN, EXPORTIEREN UND DRUCKEN VON GRAFIKEN . 63 3.6.7 TIPPS RUND UM DIE MATLAB-FIGURE . 65 3.7 GRAFISCHE BENUTZEROBERFLAECHEN . 68 3.7.1 DER APP DESIGNER - LAYOUT . 68 3.7.2 DER APP DESIGNER - FUNKTIONALITAET . 70 3.8 UEBUNGSAUFGABEN . 73 3.8.1 HARMONISCHES MITTEL . 73 3.8.2 EINSCHWINGVORGANG . 73 3.8.3 GAUSS-GLOCKE . 73 3.8.4 SPIRALE UND DOPPELHELIX . 74 3.8.5 FUNKTION GERADEVEK . 75 4 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN IN MATLAB 77 4.1 ANFANGSWERTPROBLEME (ODES, DAES UND DDES) . 77 4.1.1 GEWOEHNLICHE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN (ODES) . 77 4.1.2 DIFFERENTIAL-ALGEBRAISCHE GLEICHUNGEN (DAES) . 90 4.1.3 DIFFERENTIALGLEICHUNGEN MIT TOTZEITEN (DDES) . 93 INHALTSVERZEICHNIS IX 4.1.4 IMPLIZITE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN . 96 4.2 RANDWERTPROBLEME FUER GEWOEHNLICHE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN . 98 4.3 PARTIELLE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN (PDES) . 104 4.4 UEBUNGSAUFGABEN . 107 4.4.1 FEDER-MASSE-SCHWINGER . 107 4.4.2 ELEKTRISCHER SCHWINGKREIS . 107 4.4.3 SPRINGENDER BALL . 108 4.4.4 KETTENLINIE . 109 5 REGELUNGSTECHNISCHE FUNKTIONEN - CONTROL SYSTEM TOOLBOX 111 5.1 MODELLIERUNG LINEARER ZEITINVARIANTER SYSTEME ALS LTI-MODELLE . 111 5.1.1 UEBERTRAGUNGSFUNKTION - TRANSFER FUNCTION TF . 112 5.1.2 NULLSTELLEN-POLSTELLEN-DARSTELLUNG - ZERO-POLE-GAIN ZPK . 114 5.1.3 ZUSTANDSDARSTELLUNG - STATE-SPACE SS . 117 5.1.4 FREQUENZGANG-DATEN-MODELLE - FREQUENCY RESPONSE DATA FRD . 118 5.1.5 ZEITDISKRETE DARSTELLUNG VON LTI-MODELLEN . 120 5.1.6 ZEITVERZOEGERUNGEN IN LTI-MODELLEN . 122 5.2 ARBEITEN MIT LTI-MODELLEN . 125 5.2.1 EIGENSCHAFTEN VON LTI-MODELLEN . 125 5.2.2 SCHNELLE DATENABFRAGE . 128 5.2.3 RANGFOLGE DER LTI-MODELLE . 129 5.2.4 VERERBUNG VON LTI-MODELL-EIGENSCHAFTEN . 130 5.2.5 UMWANDLUNG IN EINEN ANDEREN LTI-MODELL-TYP . 130 5.2.6 ARITHMETISCHE OPERATIONEN . 131 5.2.7 AUSWAHLEN, VERAENDERN UND VERKNUEPFEN VON LTI-MODELLEN . 133 5.2.8 SPEZIELLE LTI-MODELLE . 136 5.2.9 UMWANDLUNG ZWISCHEN ZEIT KONTINUIERLICHEN UND ZEITDISKRETEN SYSTEMEN . 137 5.3 ANALYSE VON LTI-MODELLEN . 141 5.3.1 ALLGEMEINE EIGENSCHAFTEN . 141 5.3.2 MODELL-DYNAMIK . 143 5.3.3 SYSTEMANTWORT IM ZEITBEREICH . 151 5.3.4 SYSTEMANTWORT IM FREQUENZBEREICH . 155 5.3.5 INTERAKTIVE MODELLANALYSE: LINEAR SYSTEM ANALYZER . 164 5.3.6 ORDNUNGSREDUZIERTE DARSTELLUNG . 167 5.3.7 ZUSTANDSBESCHREIBUNGSFORMEN . 170 5.4 REGLERENTWURF . 175 5.4.1 REGLERENTWURF MITTELS WURZELORTSKURVE . 175 5.4.2 REGLERENTWURF MIT DEM CONTROL SYSTEM DESIGNER . 179 5.4.3 ZUSTANDSREGELUNG UND ZUSTANDSBEOBACHTUNG . 181 5.4.4 REGLERENTWURF MITTELS POLPLATZIERUNG . 183 5.4.5 LINEAR-QUADRATISCH OPTIMALE REGELUNG . 187 5.5 PROBLEME DER NUMERISCHEN DARSTELLUNG . 194 X INHALTSVERZEICHNIS 5.5.1 FEHLER BEGRIFF . 194 5.5.2 KONDITION EINES PROBLEMS . 195 5.5.3 NUMERISCHE INSTABILITAET . 196 5.5.4 BEWERTUNG DER LTI-MODELL-TYPEN NACH NUMERISCHEN GESICHTSPUNKTEN . 197 5.6 UEBUNGSAUFGABEN . 197 5.6.1 ERSTELLEN VON LTI-MODELLEN . 197 5.6.2 VERZOEGERTE UEBERTRAGUNGSGLIEDER . 199 5.6.3 VERZOEGERTE UEBERTRAGUNGSGLIEDER ZEITDISKRETISIERT . 200 5.6.4 TYPUMWANDLUNG . 201 5.6.5 STABILITAETSANALYSE . 201 5.6.6 REGELUNG DER STABILEN PT2-UEBERTRAGUNGSFUNKTION . 203 5.6.7 REGELUNG DER INSTABILEN PT2-UEBERTRAGUNGSFUNKTION . 204 5.6.8 KONDITION UND NUMERISCHE INSTABILITAET . 207 6 SIGNALVERARBEITUNG - SIGNAL PROCESSING TOOLBOX 209 6.1 AUFBEREITUNG DER DATEN IM ZEITBEREICH . 209 6.1.1 INTERPOLATION UND APPROXIMATION . 209 6.1.2 AENDERUNG DER ABTASTRATE . 212 6.1.3 WEITERE WERKZEUGE . 213 6.2 SPEKTRALANALYSE . 215 6.2.1 DISKRETE FOURIERTRANSFORMATION (DFT) . 215 6.2.2 AVERAGING . 217 6.2.3 FENSTER UNG . 218 6.2.4 LEISTUNGSSPEKTREN . 220 6.3 KORRELATION . 223 6.4 ANALOGE UND DIGITALE FILTER . 228 6.4.1 ANALOGE FILTER . 228 6.4.2 DIGITALE FIR-FILTER . 230 6.4.3 DIGITALE IIR-FILTER . 233 6.4.4 FILTERENTWURF MIT PROTOTYP-TIEFPAESSEN . 236 6.5 UEBUNGSAUFGABEN . 240 6.5.1 INTERPOLATION . 240 6.5.2 SPEKTRALANALYSE . 240 6.5.3 SIGNALTRANSFORMATION IM FREQUENZBEREICH . 240 6.5.4 LECKSUCHE MITTELS KORRELATION . 241 6.5.5 SIGNALANALYSE UND DIGITALE FILTERUNG . 241 6.5.6 ANALOGER BANDPASS . 241 6.5.7 DIGITALER IIR-BANDPASS . 242 7 OPTIMIERUNG - OPTIMIZATION TOOLBOX 243 7.1 ANONYMOUS FUNCTIONS . 244 7.2 ALGORITHMENSTEUERUNG . 245 INHALTSVERZEICHNIS XI 7.3 NULLSTELLENBESTIMMUNG . 248 7.3.1 SKALARE FUNKTIONEN . 248 7.3.2 VEKTORWERTIGE FUNKTIONEN / GLEICHUNGSSYSTEME . 252 7.4 MINIMIERUNG NICHTLINEARER FUNKTIONEN . 257 7.5 MINIMIERUNG UNTER NEBENBEDINGUNGEN . 263 7.5.1 NICHTLINEARE MINIMIERUNG UNTER NEBENBEDINGUNGEN . 264 7.5.2 QUADRATISCHE PROGRAMMIERUNG . 270 7.5.3 LINEARE PROGRAMMIERUNG . 272 7.6 METHODE DER KLEINSTEN QUADRATE (LEAST SQUARES) . 276 7.7 OPTIMIERUNG EINES SIMULINK-MODELLS . 283 7.8 UEBUNGSAUFGABEN . 286 7.8.1 NULLSTELLENBESTIMMUNG . 286 7.8.2 LOESEN VON GLEICHUNGSSYSTEMEN . 286 7.8.3 MINIMIERUNG OHNE NEBENBEDINGUNGEN . 286 7.8.4 MINIMIERUNG UNTER NEBENBEDINGUNGEN . 286 7.8.5 AUSGLEICHSPOLYNOM . 287 7.8.6 CURVE FITTING . 287 7.8.7 LINEARE PROGRAMMIERUNG . 287 8 SIMULINK GRUNDLAGEN 289 8.1 STARTEN VON SIMULINK . 290 8.2 ERSTELLEN UND EDITIEREN EINES SIGNALFLUSSPLANS . 296 8.3 SIMULATIONS UND PARAMETERSTEUERUNG . 299 8.3.1 INTERAKTIVE STEUERUNG . 299 8.3.2 PROGRAMMATISCHE STEUERUNG . 299 8.4 SIGNALE UND DATENOBJEKTE . 302 8.4.1 ARBEITEN MIT SIGNALEN . 302 8.4.2 ARBEITEN MIT DATENOBJEKTEN . 304 8.4.3 DER MODEL EXPLORER . 306 8.5 SIGNALERZEUGUNG UND -AUSGABE . 307 8.5.1 BIBLIOTHEK: SOURCES - SIGNALERZEUGUNG . 307 8.5.2 SINKS - SIGNALAUSGABE . 315 8.5.3 SIGNAL LOG GING . 322 8.5.4 DER SIMULATION DATA INSPECTOR . 325 8.5.5 DER VIEWERS & GENERATORS MANAGER . 327 8.6 MATHEMATISCHE VERKNUEPFUNGEN UND OPERATOREN . 329 8.6.1 BIBLIOTHEK: MATH OPERATIONS . 329 8.6.2 BIBLIOTHEK: LOGIC AND BIT OPERATIONS . 332 8.7 SIMULATIONSPARAMETER . 333 8.7.1 DIE CONFIGURATION PARAMETERS DIALOGBOX . 334 8.7.2 NUMERISCHE INTEGRATION VON DIFFERENTIALGLEICHUNGEN . 346 XII INHALTSVERZEICHNIS 8.7.3 DIAGNOSTIC VIEWER UND SIMULINK DEBUGGER . 350 8.8 VERWALTUNG UND ORGANISATION EINES SIMULINK-MODELLS . 352 8.8.1 ARBEITEN MIT CALLBACKS . 352 8.8.2 DER MODEL BROWSER . 355 8.8.3 BIBLIOTHEKEN: SIGNAL ROUTING UND SIGNAL ATTRIBUTES - SIGNALFUEHRUNG UND -EIGENSCHAFTEN . 357 8.8.4 DRUCKEN UND EXPORTIEREN EINES SIMULINK-MODELLS . 361 8.9 SUBSYSTEME UND MODEL REFERENCING . 362 8.9.1 ERSTELLEN VON SUBSYSTEMEN / BIBLIOTHEK: PORTS & SUBSYSTEMS . 362 8.9.2 MASKIERUNG VON SUBSYSTEMEN UND BLOECKEN . 368 8.9.3 ERSTELLEN EINER EIGENEN BLOCKBIBLIOTHEK . 372 8.9.4 MODEL REFERENCING . 374 8.10 UEBUNGSAUFGABEN . 377 8.10.1 NICHTLINEARE DIFFERENTIALGLEICHUNGEN . 377 8.10.2 GRAVITATIONSPENDEL . 378 9 LINEARE UND NICHTLINEARE SYSTEME IN SIMULINK 383 9.1 BIBLIOTHEK: CONTINUOUS - ZEITKONTINUIERLIEHE SYSTEME . 383 9.2 ANALYSE VON SIMULATIONSERGEBNISSEN . 389 9.2.1 LINEARISIERUNG MIT DER LINMOD-BEFEHLSFAMILIE . 389 9.2.2 BESTIMMUNG EINES GLEICHGEWICHTSPUNKTS . 395 9.2.3 LINEARISIERUNG MIT DEM SIMULINK CONTROL DESIGN . 396 9.3 BIBLIOTHEK: DISCONTINUITIES - NICHTLINEARE SYSTEME . 398 9.4 BIBLIOTHEK: LOOKUP TABLES - NACHSCHLAGETABELLEN . 402 9.5 BIBLIOTHEK: USER-DEFINED FUNCTIONS - BENUTZER-DEFINIERBARE FUNKTIONEN . 404 9.5.1 BIBLIOTHEKEN: MODEL VERIFICATION UND MODEL-WIDE UTILITIES - PRUEFBLOECKE UND MODELL-EIGENSCHAFTEN . 414 9.6 ALGEBRAISCHE SCHLEIFEN . 416 9.7 S-FUNKTIONEN . 417 9.8 UEBUNGSAUFGABEN . 425 9.8.1 MODELLIERUNG EINER GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSS-MASCHINE (GNM) . 425 9.8.2 MODELLIERUNG EINER PULSWEITENMODULATION (PWM) . 426 9.8.3 AUFNAHME VON BODE-DIAGRAMMEN . 427 10 ABTASTSYSTEME IN SIMULINK 429 10.1 ALLGEMEINES . 429 10.2 BIBLIOTHEK: DISCRETE - ZEITDISKRETE SYSTEME . 431 10.3 SIMULATIONSPARAMETER . 434 10.3.1 REIN ZEITDISKRETE SYSTEME . 434 10.3.2 HYBRIDE SYSTEME (GEMISCHT ZEITDISKRET UND ZEITKONTINUIERLICH) . 437 INHALTSVERZEICHNIS XIII 10.4 DER MODEL DISCRETIZER . 439 10.5 UEBUNGSAUFGABEN . 442 10.5.1 ZEIT DISKRETER STROMREGLER FUER GNM . 442 10.5.2 ZEITDISKRETER ANTI-WINDUP-DREHZAHLREGLER FUER GNM . 443 11 REGELKREISE IN SIMULINK 445 11.1 DIE GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSS-MASCHINE GNM . 445 11.1.1 INITIALISIERUNG DER MASCHINENDATEN . 446 11.1.2 SIMULINK-MODELL . 447 11.2 UNTERSUCHUNG DER SYSTEMEIGENSCHAFTEN . 449 11.2.1 UNTERSUCHUNG MIT SIMULINK . 449 11.2.2 UNTERSUCHUNG DES LINEARISIERTEN MODELLS MIT M ATLAB UND DER CONTROL SYSTEM TOOLBOX . 450 11.2.3 INTERAKTIVE UNTERSUCHUNG EINES MODELLS MIT DEM SIMULINK LINEAR ANALYSIS TOOL . 452 11.3 KASKADENREGELUNG . 455 11.3.1 STROMREGELUNG . 455 11.3.2 DREHZAHLREGELUNG . 457 11.4 ZUSTANDSBEOBACHTER . 460 11.4.1 LUENBERGER-BEOBACHTER . 462 11.4.2 STOERGROESSEN-BEOBACHTER . 463 11.5 ZUSTANDSREGELUNG MIT ZUSTANDSBEOBACHTER . 465 11.6 INITIALISIERUNGSDATEIEN . 469 11.6.1 GLEICHSTROM-NEBENSCHLUSS-MASCHINE . 469 11.6.2 STROMREGELUNG . 469 11.6.3 DREHZAHLREGELUNG . 470 11.6.4 GRUNDEINSTELLUNG ZUSTANDSBEOBACHTER . 470 11.6.5 ZUSTANDSBEOBACHTUNG MIT LUENBERGER-BEOBACHTER . 471 11.6.6 ZUSTANDSBEOBACHTUNG MIT STOERGROESSEN-BEOBACHTER . 471 11.6.7 ZUSTANDSREGELUNG MIT ZUSTANDSBEOBACHTER . 472 11.6.8 ZUSTANDSREGELUNG MIT LUENBERGER-BEOBACHTER . 472 11.6.9 ZUSTANDSREGELUNG MIT STOERGROESSEN-BEOBACHTER . 473 11.7 UEBUNGSAUFGABEN . 474 11.7.1 ZUSTANDSDARSTELLUNG GNM . 474 11.7.2 SYSTEMANALYSE . 474 11.7.3 ENTWURF EINES KALMAN-FILTERS . 475 11.7.4 ENTWURF EINES LQ-OPTIMIERTEN ZUSTANDSREGLERS . 475 12 STATEFLOW 477 12.1 ELEMENTE VON STATEFLOW . 478 12.1.1 GRAFISCHE ELEMENTE EINES CHARTS . 481 12.1.2 CHART-EIGENSCHAFTEN UND TRIGGER-METHODEN . 490 XIV INHALTSVERZEICHNIS 12.1.3 NICHTGRAFISCHE ELEMENTE EINES CHARTS . 492 12.2 STRUKTURIERUNG UND HIERARCHIEBILDUNG . 497 12.2.1 SUPERSTATES . 497 12.2.2 SUBCHARTS . 502 12.2.3 GRAFISCHE FUNKTIONEN . 504 12.2.4 TRUTH TABLES . 506 12.2.5 M ATLAB FUNCTIONS IN STATEFLOW CHARTS . 510 12.2.6 SIMULINK FUNCTIONS IN STATEFLOW . 511 12.2.7 SIMULINK STATES IN STATEFLOW . 512 12.2.8 STATE TRANSITION TABLES . 513 12.3 ACTION LANGUAGE . 515 12.3.1 NUMERISCHE OPERATOREN . 515 12.3.2 LOGISCHE OPERATOREN . 515 12.3.3 UNAERE OPERATOREN UND ZUWEISUNGSAKTIONEN . 515 12.3.4 DETEKTION VON WERTAENDERUNGEN . 516 12.3.5 DATENTYP-UMWANDLUNGEN . 518 12.3.6 AUFRUF VON MATLAB-FUNKTIONEN UND ZUGRIFF AUF DEN WORKSPACE . 518 12.3.7 VARIABLEN UND EVENTS IN ACTION LANGUAGE . 520 12.3.8 TEMPORALLOGIK-OPERATOREN . 522 12.4 ANWENDUNGSBEISPIEL: GETRAENKEAUTOMAT . 523 12.5 ANWENDUNGSBEISPIEL: STEUERUNG EINES HEIZGEBLAESES . 525 12.6 ANWENDUNGSBEISPIEL: SPRINGENDER BALL . 528 12.7 UEBUNGSAUFGABEN . 530 12.7.1 MIKROWELLENHERD . 530 12.7.2 ZWEIPUNKT-REGELUNG . 531 SYMBOLVERZEICHNIS 533 LITERATURVERZEICHNIS 537 INDEX 541
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