I. Các cửa sổổ của Matlab. II. Các tính năng của Matlab III. Các tiện ích trợ giúp của Matlab IV. MatlabSimulink trongg Điều khiển tựựđộộngg V. Các nhóm lệnh trong Matlab VIVI. Simulink(SML)Simulink(SML) VII. Khảo sát các đối tượng điều khiển, Ví dụ minh họa VIIIVIII. TàiTài liliệệu ththam khkhảảo 15052013 hung83ddtgmail.com
Matlab & Simulink Matlab(Matrix ( Laboratory) y) p phần mềm tính thiết kế mô phỏng trên máy tính của hãng Mathworks®,Hoa kỳ - Simulink(simulation link) mô phỏng hệ thống điều khiển qua các khối - 15-05-2013 Phamduchunghp@gmail.com 1 Tổng q quan an phần mềm I. Các cửa sổổ của Matlab. II. Các tính năng của Matlab III. Các tiện ích trợ giúp của Matlab IV. Matlab&Simulink trongg Điều khiển tự ự động ộ g V. Các nhóm lệnh trong Matlab VI Simulink(SML) VI. VII. Khảo sát các đối tượng điều khiển, Ví dụ minh họa VIII Tài liệu VIII. liệ tham th khảo khả 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 2 Các đặc tính trong Matlab MATLAB Xử lý tín hiệu số Các sản phẩm của Matlab Toán và tối ưu -Hộp công cụ - Tối ưu … - Hộp công cụ - Xử lý tín hiệu sốố -Thiết kế hệ thống lọc … 15-05-2013 ….. -Simulink Simulink -Truy nhập Simulink - Máy phát và thu thập tín hiệu trong Simulink… hung83ddt@gmail.com Phân tích và thiết kế hệ thống điều khiển -Hộp Hộ công ô cụ - Thiết kế điều khiển trong Simulink 3 Giao diện Matlab Cửa sổ thư mục hiện tại Cửa sổ môi trường công tác Cửa sổ lệnh Command Window Cửa sổ quá khứ 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 4 Trợ giúp trong Matlab Nhập lệnh: Help e p & từ ừ khóa óa cần tìm 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 5 Tiện ích trợ giúp Matlab - - - Tìm dữ liệu từ cửa sổ quá khứ (Command History) - Trong phần Help của Matlab, gồm Help Doccument& help Pdf( chứa trong disc 2 của Matlab) - Từ các trợ giúp của Matworks trên Internet 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 6 MATLAB CHO ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Matlab trong điều khiển tự động Điều khiển tuyến tính Hộp công cụ điều khiển Simulink® 15-05-2013 Điều khiển phi tuyến Nhận dạng Hộp công cụ phi tuyến Công cụ nhận dạng Hộp điều ề khiển ể mờ Simulink® Simulink® hung83ddt@gmail.com 7 Nhóm lệnh chuyển đổi tf zpk ss frd c2d d2c d2d -lệnh tạo hàm truyền. - Chuyển đổi sang điểm không/điểm cực/ khuếch đại - Chuyển sang không gian trạng thái - Chuyển sang miền tần số -Từ miền liên tục sang miền rời rạc -Từ miền rời rạc sang miền liên tục -Thay đổi ổ thời gian trích mẫu ẫ trong miền ề rời rạc 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 8 Nhóm lệnh thiết kế sisotool - Chỉ dẫn thiết kê kế hệ hê thống đầu vào đơn/ đầu ra đơn (Quy (Quỹ đạo nghiệm sô số va và hệ hê thống vòng kín). rlocus - Tạo quỹ đạo nghiệm số. lqg - Hệ thống bình phương đơn. đơn lqr, dlqr - Bộ điều khiển phản hồi trạng thái bình phương đơn. lqry - Bộ điều khiển bình phương tuyến tính. kalman - Bộ lọc Kalman liên tục kalmd - Bộ lọc Kalman miền rời rạc 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 9 Nhóm lệnh thiết kế rss, drss - Tạo không gian trạng thái tín hiệu ngẫu nhiên. ss2ss - Chuyển đổi 2 không gian trạng thái. canon - Mô hình dạng chuẩn Modal ctrb tb - Mô hì hình h ddạng chuẩn h ẩ điều điề khiển khiể obsv - Mô hình dạng chuẩn quan sát gram - Kiểm tra tính điều khiển được quan sát được của hệ thống pade - Xấp xỉ thời gian trễ. Dùngg trợ ợ ggiúpp trong g Matlab,, nhập ập từ khóa cần tìm ở cửa sổổ lệnh 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 10 Nhóm lệnh tính toán chuyển đổi + & - -Cộng trừ tín hiệu hệ thống(nối song song) * - Nhân các hệ thống (kết nối nối tiếp). \ - Chia bên trái / - Chia bên phải ^ - Phép lũy thừa. ' - Chuyển ể vị ma trận lti/inv - Inverse of an LTI system, chuyển đổi hệ thống conjj - Complex C l conjugation j ti off model d l coefficients(conjunction) ffi i t ( j ti ) hoán vị tín hiệu 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 11 SIMULINK Simulink® Si li k® là một ột thư th viện iệ khối dùng để mô phỏng, tạo mô hình và phân tích hệ thống kết hợp với MATLAB. MATLAB 23 0 .2 y* b re a c t K 1 s In t e g ra t o r D ivid e T im e D e la y P la n t 1 y S c ope 52 t 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 12 Khởi tạo Simulink Kích í h vào à biểu b ể tượng Simulink Nhập Simulink trên cửa sổ command 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 13 THƯ VIỆN TRONG SIMULINK SML là thư viên tĩnh nên không dich chuyển được các khối trong nó, SML gồm 16 mục nhỏ, trong đó các khối thường dùng trong ĐKTĐ là: 1- Commonly Used Blocks (các khối dùng chung) 2- Continuos (Các khối trên miền liên tục) 3- Discontinuos( Các khối ố trên miền ề gián đoạn) 4- Discreste( Các khối trên miền rời rạc) 55- Math Ope Operations o s (Các khối ố thực ực hiện ệ các phép toán học) 6- Sinks ( Các khối hiển thị) 7- Sources( Các khối nguồn) 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 14 Các khối dùng g chung g • • • • • • 15-05-2013 Gain khuếch đại Constant hằng số S Step đầ ra thay đầu h đổi theo h xung step nhảy bậc 1(t) Integrator khâu tích phân Scope p hiển thị sóng g sum khối tính tổng đại số các tín hiệu cùng loại hung83ddt@gmail.com 15 Khối ố trong miền ề liên tục • • • • • • • Derivative Deri ati e khối vii phân State Space không gian trạng thái Transfer Fcn khối hàm truyền Constant hằng g số Step đầu ra thay đổi theo xung step nhảy bậc 1(t) Integrator khâu tích phân Transport delay khối hàm trễ 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 16 Khối ố hiển ể thị • • • • • 15-05-2013 Display hiển thị kết quả Scope hiển thị sóng To file liên kết với file khác To work sapce đưa kết quả ra không gian trạng thái XY Graph hiển thị kết quả trên đồ thị Oxy hung83ddt@gmail.com 17 Khối nguồn g • • • 15-05-2013 Ramp hàm tăng tuyến tính y=x Sine Wave hàm tín hiệu hình sin Step hàm nhảy 1 đơn vị 1(t) hung83ddt@gmail.com 18 Ví dụ d dùng dù Simulink Si li k Mở một chương trình mới đuôi là *.mdl Thực hiện lấy các khối theo yêu cầu trong các thư viện trên bằng thao tác kéo/thả, chú ý bộ điều khiển PID được lấy ở SML/Simulink Extras/Addtional Linear bộ điều khiển PID 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 19 Mô phỏng chỉnh định tham số Kích đúp vào bộ điều khiển, rồi chỉnh định bộ điều khiển trên cửa sổ tham số Ví dụ khi có và không có bộ điều khiển PID 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 20 Hiển thị kết quả Sau khi có bộ điều khiển chất lượng của hệ thống tốt hơn! 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 21 CHÚC CÁC BẠN HỌC TỐT! 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 22 [...]... thống (kết nối nối tiếp) \ - Chia bên trái / - Chia bên phải ^ - Phép lũy thừa ' - Chuyển ể vị ma trận lti/inv - Inverse of an LTI system, chuyển đổi hệ thống conjj - Complex C l conjugation j ti off model d l coefficients(conjunction) ffi i t ( j ti ) hoán vị tín hiệu 15-05-2013 hung83ddt@gmail.com 11 SIMULINK Simulink® Si li k® là một ột thư th viện iệ khối dùng để mô phỏng, tạo mô hình và phân tích