III. Sử dụng SIMULINK trong mô phỏng các hệ động lực
1. Các thao tác cơ bản
- SIMULINK là một phần mềm đồ hoạ, định hướng sơ đồ khối dùng để mô phỏng các hệ động lực. Đây là sản phẩm nằm bên trong MATLAB và sử dụng nhiều hàm của MATLAB, và cũng có thể trao đổi qua lại với môi trường của MATLAB để tăng thêm khả năng mềm dẻo của nó.
- Với SIMULINK chúng ta có thể xây dựng mơ hình tốn học của hệ thống giống như khi ta vẽ sơ đồ khối. SIMULINK có một thư viện với nhiều khối chức năng khác nhau. Từ thư viện này ta có thể chọn các phần tử cơ sở cho mơ hình hệ thống phân tích. Thêm vào đó có nhiều cách để thêm khối chức năng vào hệ thống. Ngay sau khi mơ hình được xây dựng, ta có thể thực hiện q trình mơ phỏng theo nhiều cách khác nhau. Nhiều phương pháp tích phân có thể được sử dụng và người dùng cần định nghĩa giới hạn của bước thời gian, các tiêu chuẩn hội tụ. Các kết quả mô phỏng có thể được hiển thị qua các khối “màn hiện sóng” của SIMULINK hoặc chuyển sang mơi trường làm việc (bộ nhớ) của MATLAB, ở đây ta có thể dùng các lệnh đồ hoạ mạnh hơn để hiển thị kết quả.
- Phần còn lại của chương này sẽ giới thiệu một cách sơ lược việc sử dụng SIMULINK để xử lý một bài tốn mơ phỏng đơn giản. Điều này rất cần thiết cho các sinh viên muốn tiếp cận với SIMULINK. Tuy nhiên để có đầy đủ kiến thức về SIMULINK cần phải tham khảo thêm trợ giúp trực tuyến của phần mềm hoặc phần hướng dẫn sử dụng khi cài đặt phần mềm
- Để xây dựng mơ hình ta phải khởi động MATLAB (nháy đúp chuột vào biểu tượng
MATLAB trên màn hình), tại dịng nhắc của MATLAB ta gõ simulink (hoặc nháy chuột vào biểu tượng simulink trên thanh cơng cụ) để kích hoạt chương trình SIMULINK, cửa sổ thư viện của simulink sẽ hiện ra. Nháy chuột vào biểu tượng “New” để mở ra cửa sổ mới xây dựng mơ hình mơ phỏng, hoặc "Open" để mở 1 file mơ phỏng trước đó (tương tự như các phần mềm chạy trong Windows).
- Việc xây dựng mơ hình bắt đầu từ việc mở thư viện các khối của simulink bằng cách nháy chuột vào mục simulink và sau đó chọn các nhóm thích hợp.
- Trong MATLAB 7.0 thư viện của Simulink phân làm 8 nhóm: Commontly Used Block,
Continuous, Discontinuities, Discrete, Logic and Bit Operations, Look-up Tables, Math Operations, Model Verification, Model-Wide Utilities, Ports & SubSystems, Signal Attributes, Signal Routing, Sinks, Source, User-Defined Functions, Additional Math & Discrete
- Các nhóm trên chứa rất nhiều khối chức năng cho phép thực hiện các phép tích tốn phân
tích động lực học trên các khối toán học chuẩn. Bao gồm từ các dạng tín hiệu đầu vào, các phép toán xử lý, các hàm chuânt, các hàm do người sử dụng tự xây dựng, cho đến quản lý các dữ liệu đầu ra.
- Các thao tác cơ bản khi thực hiện trên Simulink:
- Để Copy một khối từ thư viện vào của sổ mơ hình, hãy chọn khối, rê chuột để kéo khối đã chọn và thả vào cửa sổ mơ hình. Trong cửa sổ mơ hình, nếu muốn copy một khối, hãy ấn phím Ctrl và rê chuột kéo khối sang vị trí đặt bản copy. Để xố khối hãy chọn nó và ấn phím Delete.
- Thao tác tiếp theo là nối các khối thành mơ hình phản ánh hệ thống được mơ tả bằng tốn học ở trên. Dựa trên phương trình trạng thái tốn học xác lập ban đầu, chúng ta cần nối các tín hiệu vào cho từng khối, và chỉ định đích cho tín hiệu ra (tính tốn tiếp theo hoặc xuất kết quả...)
- Bước cuối cùng là đổi tên các khối để có thể dễ dàng đọc và hiểu sơ đồ khối mô phỏng được xây dựng. Hãy nháy chuột lên tên của mơ hình và biên tập lại. Chúng ta ghi mơ hình vào đĩa bằng cách nháy chuột vào biểu tượng Save trên thanh công cụ và đặt tên tệp trong hộp thoại hiện ra và nháy vào Save
- Để gán các giá trị cho thơng số của mơ hình chúng ta phải kích đúp chuột vào khối tương ứng.
Trước khi chạy chương trình mơ phỏng, hãy xác lập các thơng số điều khiển q trình mơ phỏng: Trên thực đơn kéo xuống (pulldown menu) của cửa sổ mơ hình hãy chọn Simulation/Parameter (hoặc ấn Ctrl + E).