Was ist ein Blockdiagramm?

Ein Blockdiagramm besteht aus mehreren Blöcken, die verschiedene Teile eines Systems darstellen, sowie aus Signalleitungen, die die Verbindung zwischen den Blöcken definieren. Blockdiagramme kommen in technischen Bereichen wie der Feedback-Regelungstheorie und der Signalverarbeitung zum Einsatz. Ein Block in einem Blockdiagramm kann eine Funktion, einen Vorgang oder ein Modell an sich definieren.

Verwendung von Blockdiagrammen zur grafischen Darstellung dynamischer Systeme

Blockdiagramme werden von Ingenieuren häufig für Regelungen, zur Signalverarbeitung oder in den Bereichen Kommunikation und Mechatronik verwendet. Ingenieure erstellen und verwenden Blockdiagramme für:

• Die komplexe, grafische Darstellung eines mathematischen Modells realer Systeme, wie unten in der Abbildung zu sehen.
• Das Verständnis von Zusammenhängen und Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Teilen eines Systems, z. B. einer Heizung in Gebäuden.
• Die Analyse des dynamischen Systemverhaltens in Zeit- und Frequenzbereichen.

Ingenieure vertrauen auf die Simulink^®-Umgebung zur effizienten Erstellung und Simulation von Blockdiagrammen für Multidomain-Systeme. Diese Umgebung bietet folgende Möglichkeiten:

• Ein grafischer Editor zur Erstellung und Verwaltung hierarchischer Blockdiagramme
• Ein umfangreicher Bestand an Blockbibliotheken und Vorlagen zur Entwicklung von Blockdiagrammen
• Solver zur Simulation verschiedener Systeme, darunter zeitkontinuierliche (analoge), zeitdiskrete (digitale), hybride (Mixed-Signal), ereignisdiskrete und Multirate-Systeme

Weitere Informationen zur Modellierung und Simulation von Blockdiagrammen finden Sie unter Simulink.

Blockdiagramme in Simulink

Simulink ist eine grafische Modellierungs- und Simulationsumgebung für statische und dynamische Systeme. Damit lassen sich Blockdiagramme erstellen, in denen die Blöcke bestimmte Teile eines Systems darstellen. Ebenso ist es möglich, Blöcke mit anderen Blöcken zu verbinden, um damit Systeme zu bilden und komplexere Funktionen darzustellen.

Die Hauptfunktion von Simulink besteht darin, das Verhalten von Systemkomponenten im Zeitverlauf zu simulieren. Im einfachsten Fall besteht diese Aufgabe darin, einen Takt zu halten, die Reihenfolge der zu simulierenden Blöcke festzulegen und die im Blockdiagramm berechneten Ausgaben an den nächsten Block weiterzugeben.

Für jeden Zeitschritt berechnet jeder Block seine Ausgaben aus seinen Eingaben. Sobald alle Signale in einem Diagramm in einem bestimmten Zeitschritt berechnet wurden, bestimmt Simulink den nächsten Zeitschritt (basierend auf der Modellkonfiguration und den Algorithmen des numerischen Solvers) und schaltet die Simulationsuhr weiter. Anschließend berechnet jeder Block seine Ausgabe für diesen neuen Zeitschritt.