ĐỐT TRONG
2.2.1. Tổng quan về Matlab Simulink
Simulink được coi là phần mở rộng của Matlab. Simulink được dùng để mô phỏng các hệ động học, các hệ tuyến tính, phi tuyến, các mơ hình trong thời gian liên tục hoặc gián đoạn. Đặc điểm nổi bật của Simulink là lập trình ở dạng sơ đồ cấu trúc, sử dụng các đối tượng đồ họa. Loại lập trình hướng đối tượng này có ưu điểm là tính trực quan, dễ viết và hình dung, nhất là đối với những người lập trình khơng chun nghiệp. Simulink cung cấp giao diện đồ họa để xây dựng mơ hình ở dạng sơ đồ khối. Bằng thao tác “nhấn và kéo chuột” người sử dụng có thể kéo các khối chuẩn trong thư viện của Simulink ra vùng làm việc của mình để xây dựng mơ hình mơ phỏng.
Người sử dụng có thể thay đổi hoặc tạo ra khối riêng của mình và bổ sung vào thư viện như là một khối ứng dụng mới. Simulink bao gồm các thư viện sau: thư viện các khối nguồn tín hiệu (Sources), thư viện các khối xuất và hiển thị dữ liệu (Sink), thư viện các khối tính tốn (Math Operations), thư viện Continuous và nhiều thư viện khác, tùy theo yêu cầu sử dụng mà chọn các khối khác nhau.
Hình 2.5. Thư viện trong Simulink
Mơ hình trong Simulink được xây dựng theo kiểu phân cấp - điều đó cho phép người sử dụng có thể xây dựng mơ hình theo hướng từ dưới lên trên hoặc từ trên xuống dưới. Dùng chức năng tạo “mặt nạ” (Mask) của Simulink người ta có thể xây dựng các hệ con bằng cách tạo hộp thoại và biểu tượng mới cho khối. Ứng dụng quan trọng của mặt nạ là tạo ra hộp thoại để tiếp nhận thông số của các khối trong hệ con, ngồi ra mặt nạ cịn làm cho mơ hình đơn giản, rõ ràng và bảo vệ nội dung của khối khỏi sự xâm nhập của người lạ. Khi thực hiện mô phỏng bằng
Simulink người sử dụng vừa có thể quan sát hệ thống ở mức tổng quan, vừa có thể xem xét chi tiết hoạt động của từng khối bằng cách nháy đúp chuột vào khối đó. Các khối Scope và khối hiển thị khác (lấy trong thư viện Sinks) cho phép người sử dụng quan sát kết quả trong khi đang chạy mô phỏng. Hơn nữa người sử dụng cịn có thể trực tiếp thay đổi thông số trong khi đang chạy mô phỏng để biết được ảnh hưởng của các thơng số đó đối với kết quả của mơ phỏng.
Simulink có một đặc tính quan trọng là khi xây dựng mơ hình dạng sơ đồ khối thì Simulink tự động tạo ra một M.file (function) cho mơ hình đó. Hàm này được gọi là S-function. Cũng giống như các hàm khác của Matlab, hàm S-function là một file mở, người sử dụng có thể truy nhập vào và soạn thảo. Lệnh để mở một S-function là sfun. Điều đó có nghĩa là có thể soạn thảo chương trình mơ phỏng mà khơng cần thơng qua giao diện đồ thị. Mặt khác, Simulink cho phép chuyển đổi từ S-function sang sơ đồ khối và ngược lại- rất thuận tiện cho người sử dụng.
Hiện nay Matlab Simulink được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhất là các lĩnh vực liên quan đến việc tính tốn các giá trị bằng các biểu thức tốn học hay mơ phỏng một hệ thống nào đó thơng qua việc tính tốn các thơng số của chúng. Trong ngành động cơ nói riêng thì Simulink được ứng dụng nhiều trong việc mơ phỏng các hệ thống động lực. Simulink có thể coi là một phần mềm đồ họa, định hướng dùng sơ đồ khối để mô phỏng các hệ thống động lực. Đây là sản phẩm bên trong của 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. Ngồi ra Matlab Simulink cịn được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực mô phỏng khác như trong điện tử, trong cơ học, trong toán học… Hiện nay người ta bắt đầu nghiên cứu để sử dụng Matlab trong tất cả các lĩnh vực có nhu cầu tính tốn, lấy kết quả, xử lý kết quả, mô phỏng…
2.2.2. Giới thiệu một số khối cơ bản
2.2.2.1. Thư viện Sources
Đây là nhóm các khối phát và nhận tín hiệu. Nó bao gồm các khối như: Band Limited White Noise, Constant, Step, Clock,…
Hình 2.6. Các khối trong thư viện Sources
a. Step
Phát ra dạng sóng có tính chất hàm bước:
Hình 2.7. Khối Step
Những thông số: thời gian chuyển đổi (steptime), giá trị đầu, giá trị cuối.
Thời gian chuyển đổi có thể âm và điều kiện đầu có thể lớn hơn giá trị cuối 1 đơn vị.
b. Constant
Hình 2.8. Khối Constant
Phát ra giá trị hằng số thực hoặc phức. Hằng số đó có thể là vector hay ma trận, tùy theo cách khai báo tham số Constant Value và ơ Interpret vector parameter as 1-D có được chọn hay khơng.
c. From Workspace
Hình 2.9. Khối From Workspace
Đọc dữ liệu từ ma trận Matlab. Ma trận này phải chứa ít nhất hai cột, cột đầu tiên phải là vector thời gian.
d. From File
Hình 2.10. Khối From File
Đọc dữ liệu từ một file. Dữ liệu phải giống như một ma trận, mỗi cột phải có giá trị của n ngõ vào tại thời điểm cho trước. Trong đó, hàng thứ nhất là một vector thời gian.