- Mục tiờu trang bị cho sinh viờn kiến thức sử dụng simulink để mụ phỏng cỏc hệ thống động học, ứng dụng phần control system toolbox để khảo sỏt và thiết
3.2.1Control systerm toolbox là gỡ:
3.2.3.7 Lệnh BLKBUILD, CONNECT
Cụng dụng:
Chuyển sơ đồ khối thành mụ hỡnh khụng gian trạng thỏi. Cỳ phỏp:
blkbuild ;[aa,bb,cc,dd] = connect(a,b,c,d,Q,inputs,outputs) Giải thớch:
[aa,bb,cc,dd] = connect(a,b,c,d,Q,inputs,outputs) tạo ra cỏc ma trận mụ hỡnh khụng gian trạng thỏi (ac,bc.cc,dc) của hệ thống trong sơ đồ khối, cỏc ma trận
(a,b,c,d) và ma trận Q (ma trận cho biết sự kết nối bờn trong hệ thống). Vector inputs và outputs dựng để chọn cỏc ngừ vào và ngừ ra sau cựng cho hệ thống
(ac,bc,cc,dc).
Việc thực hiện xõy dựng mụ hỡnh dựng lệnh connect được thực hiện qua cỏc bước:
bước 1 Xỏc định hàm truyền hay hệ thống khụng gian trạng thỏi: nhập cỏc hệ số số của tử số và mẫu số mỗi hàm truyền sử dụng tờn biến n1, n2, n3, …, và d1, d2, d3,… hoặc nhập ma trận (A,B,C,D) sử dụng tờn biến a1, b1, c1, d1; a2, b2, c2, d2; a3, b3, c3, d3,…
bước 2 Xõy dựng mụ hỡnh khụng gian trạng thỏi chưa nối: hỡnh thành mụ hỡnh bao gồm tất cả hàm truyền chưa được kết nối. Điều này được thực hiện bằng cỏch lặp đi lặp lại lệnh append cho cỏc khối khụng gian trạng thỏi hay tf2ss và
append cho cỏc khối hàm truyền. tf2ss cú thể chuyển mỗi khối thành hệ khụng gian trạng thỏi nhỏ sau đú dựng lệnh append để tập hợp cỏc khối nhỏ thành một mụ hỡnh hoàn chỉnh.
bước 3 Chỉ ra cỏc kết nối bờn trong: xỏc định ma trận Q chỉ ra cỏch kết nối cỏc khối của sơ đồ khối. Trong một hàng của ma trận Q thành phần đầu tiờn là số ngừ vào. Những thành phần tiếp theo chỉ cỏc ngừ đượực nối vào ngừ vào trờn.
Vớ dụ: nếu ngừ vào 7 nhận cỏc ngừ vào khỏc từ ngừ ra 2, 15 và 6 trong đú ngừ vào õm thỡ hàng tương ứng trong Q là [7 2 -15 6].
b ớc 4 Chọn ngừ vào và ngừ ra: tạo cỏc vector inputs và outputs để chỉ ra ngừ vào và ngừ ra nào được duy trỡ làm ngừ vào và ngừ ra của hệ thống.
Vớ dụ: nếu ngừ vào 1, 2 và 15 và ngừ ra 2 và 7 được duy trỡ thỡ inputs và outputs là: inputs =[1 2 15]
Bước 5 Kết nối bờn trong: dựng lệnh:
[ac,bc,cc,dc] = connect(a,b,c,d,Q,inputs,outputs) lệnh này lấy thụng tin trong ma trận Q tiến hành nối chộo cỏc khối tạo thành hệ thống với cỏc ngừ vào và cỏc ngừ ra được chọn bởi biến inputs và outputs.
Xột sơ đồ khối của hệ MIMO (Mylti Input Milti Output) sau:
Để tạo ra mụ hỡnh khụng gian trạng thỏi của hệ thống này, ta sử dụng cỏc lệnh sau:
% Khai bỏo hàm truyền khõu (1): n1 = 10; d1 = [1 5];
% Khai bỏo cỏc ma trận của hệ khụng gian trạng thỏi (2): a2 = [1 2 -5 3]; b2 = [2 -4 6 5]; c2 = [-3 9 0 4]; d2 = [2 1 -5 6];
% Khai bỏo hàm truyền khõu điều khiển (3): n3 = 2*[1 1]; d3 = [1 2]; % Khai bỏo số khõu của sơ đồ khối:
nblocks = 3;
% Thực hiện cỏc lệnh kết nối: blkbuild;
% Khai bỏo ma trận điều khiển kết nối bờn trong (Q): Q = [3 1 -4 4 3 0]; inputs = [1 2]; outputs = [2 3]; [ac,bc,cc,dc] = connect(a,b,c,d,Q,inputs,outputs) uc = Ax + Bu y = Cx + Du 1 2 3 - + u2 u1 y1 y2
Và ta được hệ thống cú cỏc ma trận ac, bc, cc, dc như sau: ac = -5.0000 0 0 0 -3.0769 1.0000 4.4615 -6.6154 3.8462 -5.0000 -0.0769 0.7692 4.6154 0 0.3077 -1.0769 bc = 1.0000 0 -1.0769 0 9.8462 0 -0.3846 cc = 0.7692 -3.0000 8.3846 0.1538 4.6154 0 0.3077 0.9231 dc = 0 2.7692 0 -0.3846 Hệ thống này cú 2 ngừ vào là 1 và 2 và cú 2 ngừ ra là 2 và 3.
Một sơ đồ khối điều khiển thường rất phức tạp. Vỡ vậy ta thường phải biến đổi nú về dạng đơn giản bằng lệnh connect.