Bài giảng Ứng dụng tin học thiết kế - điều khiển – ThS. Nguyễn Tấn Phúc

Bài giảng Ứng dụng tin học thiết kế - điều khiển – ThS. Nguyễn Tấn Phúc được biên cung cấp cho người học về mô phỏng hệ thống liên tục đơn giản; mô phỏng hệ phương trình vi phân bậc cao; phương trình vi phân cấp cao- hệ tuyến tính; mô hình hóa hệ phương trình vi phân; mô phỏng mạch điện R,L,C mắc nối tiếp; mô hình hệ thống điều khiển tự động ứng dụng matlab...

ỨNG DỤNG TIN HỌC THIẾT KẾ-ĐIỀU KHIỂN Th.S Nguyễn Tấn Phúc Email:phucnt@hcmuaf.edu.vn Tel: 0126.7102772 MỘT SỐ VÍ DỤ MƠ PHỎNG VỚI MATLAB SIMULINK Giải pt bậc thấp Giải pt bậc cao Mô Hệ thống liên tục đơn giản Mơ hệ ptrình vi phân bậc cao Phương trình vi phân cấp cao- hệ tuyến tính Mơ hình hố hệ phi tuyến Mơ hình hóa hệ pt vi phân- có đk ban đầu Xây dựng mơ hình hệ thống xe tải Mô mạch điện R,L,C mắc nối tiếp Mạch R nối tiếp L,C mắt song song i(t) V 1/R Scope Sine Wave Gain 1/C Gain s Integrator dVc /dt ic(t) ic (t) C 1/C Gain Gain s2 Transfer Fcn tfvc (t) 1/L Gain BỘ ĐIỀU KHIỂN PID Trong hàm truyền khâu PID là: KP độ lợi khâu tỉ lệ (Proportional gain) KI độ lợi khâu tích phân (Integral gain) KD độ lợi khâu vi phân (Derivative gain) Bộ điều khiển tỉ lệ P kp Step Gain x' = Ax+Bu y = Cx+Du State -Space Scope Bộ điều khiển PID s kd.s2 +kp.s+ki Step Transfer Fcn x' = Ax+Bu y = Cx+Du State -Space Scope LẬP TRÌNH GUI TRONG MATLAB MỞ PHẦN MỀM CÁC CÔNG CỤ TRONG CỬA SỔ GUI KÉO THẢ CÁC ĐIỀU KIỆN THAY ĐỔI CÁC THUỘC TÍNH CỦA CÁC ĐIỀU KIỆN VIẾT LỆNH CHO CHƢƠNG TRÌNH 1.MỞ PHẦN MỀM Mở phần mềm, gõ lệnh sau vào command>>guide Create New GUI: Tạo hộp thoại GUI mới:  Blank GUI (Default): Hộp thoại GUI trống khơng có điều khiển unicontrol * GUI With Unicontol: Hộp thoại GUI với vài unicontrol nhƣ button,…, chƣơng trình chạy * GUI With Axes Menu: Hộp thoại với unicontrol axse button, menu để hiển thị đồ thị * Modal Question Dialog: Hộp thoại đặt câu hỏi Yes, No Open Existing GUI: mở hộp thoại project có sẵn 2.CÁC CƠNG CỤ TRONG CỬA SỔ GUI • Giao diện giống với chƣơng trình lập trình giao diện nhƣ Visual Basic, Visual C++,… Di chuột qua biểu tƣợng bên trái thấy tên điều khiển Push Button: giống nhƣ nút command button VB Là nút bấm nhƣ nút OK,Cancel, Slider: Thanh trƣợc có trƣợc chạy Radio Button: Nút nhỏ hình trịn để lựa chọn (Options)  Các nút điều khiển khác: Check Box, Edit Text, Static Text, Pop-up Menu, List Box, Axes, Panel, Button Group, AtiveX Control, Toggle Button  Menu Tool có: * Run(Ctr+T): chạy chƣơng trình mà viết * Align Object: xếp điều khiển * Grid and Rulers: lƣới giao diện (nhƣ ma trận vng nhỏ), xếp vị trí  Menu Editor: tạo menu cho điều khiển * Tab Order Editor: xếp Tab order thứ tự ta nhấn phím Tab * Gui Options: lựa chọn cho giao diện GUI Khi lƣu dƣới tên: TUT01, đồng thời xuất cửa sổ Editor mở file TUT01.m Trong thƣ mục lƣu có file là: - TUT01.fig: file chứa giao diện chƣơng trình - TUT01.m: file chứa mã thực thi chƣơng trình nhƣ hàm khởi tạo, hàm callback,…  Ví dụ thực hành: kéo vào giao diện edit box, static box push botton  Chƣơng trình có chức nhấn vào nút bấm kết phép cộng số đƣợc gõ vào ô lên Static Text  Thay đổi thuộc tính: Click đúp vào Edit Text bên trái để xuất cửa sổ thuộc tính điều khiển Có thể xếp theo chức theo thứ tự A-Z tên thuộc tính nút gõ bên trái Thuộc tính quan trọng Edit Box bao gồm:  Tag: thuộc tính giống nhƣ Caption Visual Basic để đặt tên điều khiển Dùng tên thao tác đến cá thuộc tính đối tƣợng (vd editstr1)  String: chuổi kí tự lên Edit Box  Tƣơng tự, thay đổi thuộc tính tag Edit Box thứ thành editstrl2 Static Box tƣơng tự thành staticstr3  Push Botton: thuộc tính tag = buttonCalculate, String =calculate VIẾT LỆNH CHO CHƢƠNG TRÌNH:  Chƣơng trình có tác dụng nhấn vào nút Push Button lên kết Static Box  viết vào hàm mà nhấn vào nút Push Box gọi  Hàm Callback, điều khiển có hàm Callback, nhƣ hàm ngắt vi điều khiển  Hàm có tham số: * hObject: handle điều khiển bottoncalculate * handles:là cấu trúc chứa tất điều khiển liệu ngƣời dùng  dùng để truy xuất điều khiển khác  Qua thuộc tính tag điều khiển  truy xuất đến thuộc tính string điều khiển editstr1, editstr2, editstr3 lệnh get, set * Get(handles.tag_dieu_khien,’ten thuoc tinh’): lấy giá trị * set(handles.tag_dieu_khien,’ten_thuoc_tinh’,’gia_tri’): đặt giá trị * str2num: biến từ string sang số * num2str để biến trở lại  Viết hàm nhƣ sau: Nhấn nút Run để kiểm tra kết quả: ... handle điều khiển bottoncalculate * handles:là cấu trúc chứa tất điều khiển liệu ngƣời dùng  dùng để truy xuất điều khiển khác  Qua thuộc tính tag điều khiển  truy xuất đến thuộc tính string điều. .. Chƣơng trình có tác dụng nhấn vào nút Push Button lên kết Static Box  viết vào hàm mà nhấn vào nút Push Box gọi  Hàm Callback, điều khiển có hàm Callback, nhƣ hàm ngắt vi điều khiển  Hàm có tham... CX + DU 1  C  0  D0 MƠ HÌNH HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ỨNG DỤNG MATLAB HÀM TRUYỀN VÀ PHƢƠNG TRÌNH TRẠNG THÁI CỦA HỆ THỐNG Hệ thống điều khiển tốc độ motor DC Hàm truyền: Biến đổi Laplace