Одной из самых распространенных программ, ориентированных на моделирование технических систем, является среда Matlab/Simulink. Интегрированный в программный комплекс «Универсальный механизм» интерфейс с Matlab/Simulink позволяет связывать построенную механическую модель с моделями подсистем различной природы, описанных в Matlab/Simulink.
    Интерфейс с Matlab/Simulink позволяет одновременно подключать к механической модели неограниченное количество моделей Matlab/Simulink, скомпилированных в виде dll-библиотек. Интуитивно понятный графический интерфейс программного модуля позволяет подключать необходимый файл с скомпилированной подсистемой, выбирать для данной подсистемы входы и выходы, а также включать и отключать в любой момент требуемые подсистемы.
    Алгоритм интеграции модели из различных подсистем, реализованных в UM и Matlab/Simulink, состоит, как правило, из следующих этапов:
   - определение данных, которые необходимо передавать от одной подсистемы к другой (из UM в Matlab/Simulink и обратно);
   - построение моделей в UM и Matlab/Simulink в соответствии с определенными потоками данных;
   - компиляция моделей, реализованных в Matlab/Simulink в динамически подключаемые библиотеки (DLL);
   - связывание модели механической системы, реализованной в UM, с имеющимися dll-библиотеками.

Дополнительные материалы:
   1. Начинаем работать: интерфейс с Matlab/Simulink
   2. Федяев В.Н. Автореферат на диссертацию "Влияние электрической и механической подсистем магистрального тепловоза на реализацию предельных тяговых усилий". БГТУ, Брянск, 2006.

Модель, представленная на рисунке ниже, состоит из тележки массой M и перевернутого маятника массой m, момент инерции которого относительно оси вращения равен I. На вход системы управления подается угол отклонения маятника от вертикали, с выхода системы управления снимается величина управляющей силы, которую нужно приложить к тележке для балансировки перевернутого маятника.

Расчетная схема	Схема обмена данными

Система управления перевернутым маятником представляет собой так называемый пропорционально-интегрально-дифференциальный контроллер. Для связи модели управления с моделью ПК "Универсальный механизм" в модель системы управления следует включить компоненты "In" и "Out". В нашей модели перевернутого маятника входной переменной для системы управления является угол отклонения маятника от вертикали. Соответственно нужно предусмотреть один вход в модель системы управления. В свою очередь для организации управления перевернутым маятником в нашей модели системы управления предусмотрен один выход - усилие, подаваемое на тележку.

Модель системы управления в Matlab/Simulink

Неуправляемое движение	Управляемое движение

На рисунке ниже представлена модель нового маневрового локомотива производства БМЗ. Тяговые электродвигатели постоянного тока с системой управления моделируются в среде Matlab/Simulink и затем добавляются к модели механической части, давая тем самым полную электро-механическую модель локомотива. Модель позволяет более тонко по сравнению с существующими подходами исследовать процессы, протекающие в приводе локомотива, тестировать работу системы управления двигателями, в том числе разгон и движение в режиме тяги, отработку буксования, наезд на масляное пятно и т.д. На вход модели двигателя подается угловая скорость ротора двигателя, с выхода модели двигателя снимается электромагнитный момент, действующий со стороны статора двигателя на ротор.

Модель локомотива ТЭМ21	Модель электродвигателя

С помощью инструмента UM CoSimulation модель механической части экспортируется из Универсального механизма и включается в модель Matlab/Simulink. В общем случае моделирования динамики механических систем с использованием CoSimulation предполагает выполнение следующих этапов.
• Описание модели немеханической части в среде Matlab/Simulink.
• Включение в эту модель блока S-функции, который представляет собой модель механической системы, которая в дальнейшем будет импортирована из УМ.
• Создание модели механической системы в программе UM Input.
• Загрузка подготовленной модели механической части в программу UM Simulation. Формирование файлов настроек и управляющего m-файла с помощью Мастера экспорта в Matlab/Simulink для подключения этой модели в Matlab/Simulink.
• Создание связи между UM-моделью и системой управления Matlab/Simulink.
• Моделирование динамики управляемого движения в среде Matlab/Simulink.

Модель механической системы UM, подключаемая в систему управления Matlab/Simulink, рассматривается как черный ящик, который по некоторому закону преобразует входные величины в выходные. При включении механической системы в модель системы управления на выходы механической системы назначаются переменные, которые создаются при помощи Мастера переменных. Входные величины и параметры S-функции связываются с параметрами UM-модели.

Для реализации управляющих усилий со стороны системы управления в модель механической системы вводятся силы/моменты, значения или характеристики (например, коэффициент жесткости, коэффициент диссипации) которых задаются параметрами модели. Затем с помощью Мастера экспорта в Matlab/Simulink эти параметры связываются с величинами, которые являются входами S-функции.