giới thiệu về simulink

 Mô phỏng một hệ thống động và một quá trình gồm 2 bước với Simulink:  T o ra một mô hình hệ thống được mô phỏng sử dụng mô hình Simulink của thư viện sơ đồ khối  Sử dụng Simulink đ

Simulink là gì?

 Simulink là một là một công cụ tương tác để mô hình

hóa, mô phỏng và phân tích hệ thống động.

 Simulink tích hợp hoàn toàn với MATLAB, cung cấp

truy cập ngay tới một loạt các phân tích và các công

cụ thiết kế.

 Mô phỏng một hệ thống động và một quá trình gồm 2

bước với Simulink:

 T o ra một mô hình hệ thống được mô phỏng sử dụng mô

hình Simulink của thư viện (sơ đồ khối)

 Sử dụng Simulink để mô phỏng hành vi của hệ thống trong

một khoảng thời gian quy định

Mở Simulink

• Mở chương trình MATLAB.

• Để mở, gõ simulinktại cửa sổ lệnh MATLAB hoặc

nhấp chuột vào biểu tượng Simulink trên thanh

công cụ.

Thư viện khối của Simulink

Simulink cung cấp một

thư viện cho phép

bạn lựa chọn khối từ

các khối tiêu chuẩn :

 Continuous – Khối mô

tả hàm tuyến tính

 Discrete – Khối mô tả

các thành phần rời rạc

theo thời gian

 Functions & Tables

-Các hàm thông thường

và bản toán tử tìm kiếm

 Math – Khối mô tả các

hàm toán học

Thư viện khối của Simulink

 Nonlinear – Khối mô tả hàm phi tuyến –

 Signal & systems – Khối cho phép ghép kênh/ chia –

kênh , thực hiện đầu vào đầu ra, truyền dữ liệu đến

các bộ phận khác của mô hình, tạo ra hệ thống con và

thực hiện các chức năng khác

 Sinks – Khối hiển thị hoặc việc đầu ra khối –

 Sources – Khối phát tín hiệu –

 Blocksets and toolboxes – – Những khối khác và

khối chuyên dụng riêng

Tạo một mô hình

biểu tượng

new-model trên góc trái

của thanh công cụ

Không gian làm việc

Thành phần của thư viện Mô hình tạ ra trên cửa sổ

Show/hide Library Browser

Sơ đồ khốiMột sơ đồ khối Simulink là một mô hình bằng hình

ảnh của một hệ thống động Nó bao gồm các khối

liên kết với nhau bởi các đường nối

Khối diễn tả các phần của hệ thống động mà

Simulink được dùng để mô phỏng Một khối bao

gôm một trong các thứ sau:

Để giới thiệu các khối trong mô hình , cần chọn khối

trong thư viện, nhấp chuột và kéo nó thả vào

trong mô hình Nhấp chuột đúp vào khổi để thay

đổi thông số

Các bước thực hiện mô hình nh

Trong bước này Simulink lần lượt ính toán các biến trạng thái, à

c c kết quả đầu ra của hệ thống trong khoảng thời gian từ thời

gian bắt đầu mô phỏng đến thời gian dừng lại, sử d ng thông

tin được cung cấp bởi mô hình.

Bước thời gian - thời điểm kế tiếp mà tại đó c c biến trạng thái v

c c kết quả đầu ra được tính toán.

Bước kích thước - độ dài của thời gian giữa các bước Nó phụ

thuộc vào loại bài toán

Cố định bước - một bước kích thước nhỏ hơn tạo ra một mô

phỏng chính xác hơn nhưng kết quả trong một thời gian thực

hiện lâu hơn.

Các bước thực hiện mô hình nh

 Thay đổi bước phụ thuộc vào ứng dụng cụ thế, nó

có thể tạo ra kết quả chính xác hơn mà ko vi

phạm điều kiện về tốc độ tính toán

Thiết lập thông số :

Simulation > Simulation parameters …

Simulink mô phỏng một hệ thống khi bạn chọn bắt

đầu từ menu model editor’s.

Ví dụ 1: Một mô hình đơn giản

 Tạo một mô hình Simulink để giải

phương trình vi phân sau

 Điều kiện đầu

 Đầu tiên, tạo một sơ đồ mô phỏng

của phương trình toán học (3 min.)

  t

x   3 sin 2

1 )

0 (  

x

 Đầu vào là hàm 3sin(2t)

 Đầu ra là nghiệm của phương trình vi phân

x (0) = -1

x

x . 1 s

Lựa chọn khối đầu vào

Kéo khốiSine Wave từ thư viện Sources để vào cửa số mô hình

Chọn khối toán tử tích phân

Kéo khối tích phân

Integrator từ thư viên

Continuous vào cửa sổ

mô hình

Chọn khối đầu ra

Kéo khốiScope thư viên

Sinks đưa vào cửa sổ

Nối các khối với nhau

 Đưa con trỏ vào các

cổng đầu ra (>) của

khối sine wave

 Kéo từ đầu ra sine

wave đến đầu vào

khối integrator

 Kéo đầu ra của khôi

integrator nối vào

đầu vào của khối

scope Mũi tên chỉ chiều của tín

x ( ) 23cos 2

2

1 



Để xem đường cong kết quả có diễn tả đúng nghiệm

của phương trình hay không, ta giải phương trình v

– Điều kiện đầu bằng 0

– Đầu v o f(t) là một hàm bậc thang với biên đ bằng 3

x c x

Tạo sơ đồ khối Simulink

 Trong các slides sau đây:

– Mô tả việc từng bước để tạo ra sơ đồ

khối mô phỏng việc giải phương trình

vi phân.

– Sau mỗi bước, các phần tử được thêm

vào mô hình Simulink.

 Bài tập : Đầu tiên, hãy hoàn thành sơ đồ

khối (5 min.).

Tạo sơ đồ khối

 Đầu tiên, vẽ sơ đồ khối cho đạo hàm bậc

cao nhất

 Lấy phía trái của phương trình này là

đầu ra của khối tổng summing block

Khối tổng

mx

kx x

c t

f x

m   ( )   

Kéo khối Sum từ thư viện toán học của

simulink Math library

Nhấp đúp để thay đổi

thông số của khối

Tạo sơ đồ khối

Thêm khối hệ số khuêch đại

(multiplier) để triệt tiêu hệ số và

tạo ra thành phần đạo hàm bậc cao

khối để thay đổi thông

The gain is 4 since 1/ m = 4.

Tạo sơ đồ khối

Thêm khối tích phân để lấy ra tín

Thêm khối scope từ thư viện Sinks

Nối cổng đầu ra với cổng đầu vào.

Điều kiện đầu (ICs) của khối integrators bằng 0

Tạo sơ đồ khối

 Nối các tín hiệu đã được tích phân với

các khối khuếch đại để tạo ra các thành

phần phía phải của phương trình

 Nối các đầu vào từ các

khối Gains ngược lên các

điểm nối của nhánh

 Đặt lại tên cho các khối

Để lật khối khuếch đ i, chọn khối Flip Block menu Format pull-down

c = 0.5

K = 1.0

Nhấp đúp vào khối Step để thiết lậ thông số Thiết lập giá trị đầu vào v i biên

độ là 3 bằng cách đặt

Hoàn th n th ành mô hình mô phỏng

Simulink

Chạy mô phỏng Simulation

Kết quả

Đáp ứng khi tắt dần Vượt qua là 0,5.

Giá trị cuối cùng của 3.

Đây có phải là mong

Kiểm tra kết quả

1

t f k x x k

c m k

Kiểm tra kết quả

– Đầu vào là 3, đầu ra là 3.

Vậy kết quả mô phỏng là thỏa mãn

Lưu vào Workspace

Kéo khốiTo Workspace từ thư viện Sink

Lưu vào Workspace

Nhấp đúp vào khối To Workspace để thay đổi thông số.

Kiểm tra lại trong MATLAB workspace nếu có các biến

ở đó.

plot (tout, x) y sqrt x

S-Sử dụng case sẵn có của Simulink

(Use the template that comes with

Simulink) Thay đổi cho phù hợp với nhiệm

• Lưu file vào thư mục khác với tên khác

• Thay đổi tên hàm :

Chèn thêm hàm S ( S-Function)

• Chỉnh sửa mdlOutputs m-function phù

hợp với trường hợp của bạn :

+ +

Exercise1) Show the correspondence of this block diagram

with the RC circuit simulated in Assignment #1

(analytically).

2) Find K 1 , K 2 , K 3 , K 4 and K 5 in accordance to the

parameters of Assignment #1.

3) Implement the system in Simulink Use

MATLAB to enter your parameters through a

M-file.

4) Simulate your system in Simulink and compare

the response with your expected results.

5) K 3 is related is related to to the initial conditions the initial conditions

Incorporate I.C in your integrator block.