Giáo trình môn Matlab - Chương 4: Simulink
CHƯƠNG 4: SIMULINK
§1. KHỞI ĐỘNG SIMULINK
1. Khởi động Sinulink: Để khởi động Simulink ta theo các bước sau:
•
khởi động MATLAB
•
click vào icon của Simulink trên MATLAB toolbar hay đánh lệnh
Simulink trong cửa sổ MATLAB.
Lúc này trên màn hình xuất hiện cửa sổ Simulink Library Browser, trong đó có
các thư viện các khối của Simulink.
2. Tạo một mô hình mới: Để tạo một mô hình mới, click vào icon trên cửa sổ
Simulink Library Browser hay chọn menu File | New | Model trên cửa sổ
MATLAB.
3. Thay đổi một mô hình đã có: Ta có thể click vào icon trên cửa sổ Simulink
Library Browser hay chọn Open trên cửa sổ MATLAB. File chứa mô hình sẽ
mở và ta có thể thay đối các thông số cũng như bản thân mô hình .
§2. CHỌN ĐỐI TƯỢNG
1. Chọn một đối tượng: Để chọn một đối tượng, click lên nó. Khi này đối
tượng sẽ có một hình chữ nhật có các góc là các hạt bao quanh.
2. Chọn nhiều đối tượng: Ta có thể chọn nhiều đối tượng cùng lúc bằng cách
dùng phím Shift và chuột hay vẽ một đường bao quanh các đối tượng đó bằng
cách bấm chuột kéo thành hình chữ nhật và thả khi hình chữ nhật đó đã bao
lấy các đối tượng cần chọn.
3. Chọn tất cả các đối tượng: Để chọn tất cả các đối tượng trong cửa sổ ta chọn
menu Edit | Select All.
§3. CÁC KHỐI
1. Các khối: Khối là các phần tử mà Simulink dùng để tạo mô hình. Ta có
thể mô hình hoá bất kì một hệ thống động học nào bằng cách tạo mối liên hệ
giữa các khối theo cách thích hợp. Khi tạo một mô hình ta cần thấy rằng các
khối của Simulink có 2 loại cơ bản: khối nhìn thấy và khối không nhìn thấy.
Các khối không nhìn thấy được đóng vai trò quan trọng trong việc mô phỏng
một hệ thống. Nếu ta thêm hay loại bỏ một khối không nhìn thấy được ta đã thay
70
đổi thuộc tính của mô hình. Các khối nhìn thấy được, ngược lại, không đóng
vai trò quan trọng trong mô hình hoá. Chúng chỉ giúp ta xây dựng mô hình
một cách trực quan bằng đồ hoạ. Một vài khối của Simulink có thể là thấy
được trong một số trường hợp và lại không thấy được trong một số trường
hợp khác. Các khối như vậy được gọi là các khối nhìn thấy có điều kiện.
2. Copy các khối từ một cửa sổ sang một cửa sổ khác: Khi ta xây dựng một
mô hình ta thường phải copy các khối từ thư viện khối của Simulink sang cửa
sổ mô hình. Để làm việc này ta theo các bước sau:
•
mở cửa sổ thư viện khối
•
kéo khối ta muốn dùng từ cửa sổ thư viện vào cửa sổ mô hình và thả
Ta có thể copy các khối bằng cách dùng lệnh Copy & Paste trong menu
Edit qua các bước sau :
chọn khối ta muốn copy
•
•
•
•
chọn Copy từ menu Edit
làm cho cửa sổ cần copy tới hoạt động
chọn Paste từ menu Edit
Simulink gán một tên cho mỗi bản copy. Nếu nó là khối đầu tiên trong mô
hình thì tên của nó giống như trong thư viện Simulink. Nếu nó là bản thứ 2
hay thứ 3 thì sau nó sẽ có chỉ số 1 hay 2 v.v. Trên cửa sổ mô hình có lưới. Để
hiển thị lưới này từ cửa sổ MATLAB đánh vào :
set_param(ʹ<model name>ʹ,ʹshowgridʹ,ʹonʹ)
Để thay đổi khoảng cách ô lưới đánh lệnh:
set_param(ʹ<model name>ʹ,ʹgridspacingʹ,<number of pixels>)
Ví dụ: để thay đổi ô lưới thành 20 pixels, đánh lệnh:
set_param(ʹ<model name>ʹ,ʹgridspacingʹ,20)
Để nhân bản một khối ta giữ phím Ctrl và kéo khối tới một vị trí khác và thả.
3. Mô tả thông số của khối: Để mô tả thông số của khối ta dùng hộp thoại
Block Properties. Để hiển thị hộp thoại này ta chọn khối và chọn Block
Properties từ menu Edit. Ta có thể nhắp đúp chuột lên khối để hiên thị hộp
thoại này. Hộp thoại Block Properties gồm :
•
Description: Mô tả ngắn gọn về mục đích của khối.
•
Priority: thực hiện quyền ưu tiên của khối so với các khối khác trong
mô hình .
•
Tag: trường văn bản được lưu cùng với khối
Open function: các hàm MATLAB được gọi khi mở khối này
•
71
•
Attributes format string: Thông số này sẽ mô tả thông số nào được hiển
thị dưới icon của khối.
4. Deleting Blocks: Muốn xoá một hay nhiều khối ta chọn khối đó và nhấn
phím Del.
5. Thay đổi hướng của khối: Ta có thể xoay hướng của khối bằng vào menu
Format rồi :
•
chọn Flip Block để quay khối 180o.
chọn Rotate Block để quay khối 90o.
•
6. Định lại kích thước của khối: Để thay đổi kích thước của khối ta đưa con
trỏ chuột vào một góc của khối rồi bấm và kéo cho đến kích thước mong muốn
rồi thả.
7. Xử lí tên khối: Mỗi khối có tên, phải là duy nhất và phải chứa ít nhất một kí
tự. Mặc định tên khối nằm dưới khối. Với tên khối ta có thể thực hiện các thao
tác sau đây:
•
Thay đổi tên khối bằng cách bấm chuột vào tên đã có và nhập lại tên
mới. Nếu muốn thay đổi font chữ dùng cho tên khối hãy chọn khối và vào
menu Format và chọn Font.
•
Thay đổi vị trí đặt tên khối từ dưới lên trên hay ngược lại bằng cách kéo
tên khối tới vị trí mong muốn.
Không cho hiển thị tên khối bằng cách vào menu Format và chọn Hide
•
Names hay Show Names
8. Hiển thị các thông số bên dưới khối: Ta có thể bắt Simulink hiển thị một
hay nhiều thông số bên dưới khối. Để làm điều này ta nhập vào một dòng vào
trường Attributes format string ở hộp thoại Block Properties.
9. Cắt các khối: Để cắt khối khỏi sơ đồ ta bấm phím Shift và kéo khối đến vị trí
mới.
10. Nhập và xuất các vec tơ: Hầu hết các khối chấp nhận đại lượng đầu vào là
vec tơ hay vô hướng và biến đổi thành đại lượng đầu ra là vec tơ hay vô
hướng. Ta có thể xác định đầu vào nào nhận đại lượng vec tơ bằng cách chọn
mục Wide Vector Lines từ menu Format. Khi tuỳ chọn này được chọn, các
72
đường nhận vec tơ được vẽ đậm hơn các đường mang số liệu vô hướng. Nếu
ta thây đổi mô hình sau khi chọn Wide Vector Lines ta phải cập nhật hình vẽ
bằng cách chọn Update Diagram từ menu Edit. Khởi động lại Simulink cũng
cập nhật sơ đồ.
11. Mở rộng vô hướng các đầu vào và các thông số: Mở rộng vô hướng là biến
đổi đại lượng vô hướng thành vec tơ với số phần tử không thay đổi. Simulink
áp dụng mở rộng vô hướng cho các đại lượng vào và thông số đối với hầu hết
các khối.
•
Mở rộng đầu vào: khi dùng khối với nhiều đầu vào ta có thể trộn lẫn
các đại lượng vec tơ và đại lượng vô hướng .Khi này các đầu vào vô hướng
được mở rộng thành vec tơ với số phần tử như của đầu vào vec tơ,các phần tử
đều có trị số như nhau
•
Mở rộng thông số: ta có thể đặc tả các thông số đối với khối được vec tơ
hoá thành đại lượng vec tơ hay đại lượng vô hướng. Khi ta đặc tả các thông số
vec tơ, mỗi một phần tử thông số được kết hợp với phần tử tương ứng trong
vec tơ đầu vào. Khi ta đặc tả các thông số vec tơ, Simulink áp dụng mở rông vô
hướng để biến đổi chúng thành vec tơ có kích thước phù hợp.
12. Gán độ ưu tiên cho khối: Ta có thể gán độ ưu tiên cho khối không nhìn
thấy trong mô hình. Khối có độ ưu tiên cao hơn được đánh giá trước khối có
độ ưu tiên nhỏ hơn. Ta có thể gán độ ưu tiên bằng cách dùng lệnh tương tác
hay dùng chương trình. Để dùng chương trình ta dùng lệnh:
set_param(b,ʹPriorityʹ,ʹnʹ)
Trong đó b là khối và n là một số nguyên, số càng thấp, độ ưu tiên càng cao.
Để gán độ ưu tiên bằng lệnh ta nhập độ ưu tiên vào trường Priority trong hộp
thoại Block Priorities của khối.
14. Sử dụng Drop Shadows: Ta có thể thêm Drop Shadow vào khối đã chọn
bằng cách chọn Show Drop Shadow từ menu Format
§4. CÁC THƯ VIỆN KHỐI
Các thư viện cho phép người dùng copy các khối vào mô hình của mình
từ thư viện bên ngoài và cập nhật tự động các khối được copy mỗi khi thư
viện nguồn thay đổi.
1. Tạo một thư viện: Để tạo một thư viện, chọn Library từ menu con New của
menu File. Simulink sẽ hiển thị một cửa sổ mới, có tên là Library : untitled.
73
2. Thay đổi một thư viện đã có: Khi ta mở một thư viện, nó tự động khoá và ta
không thể thay đổi các thành phần của nó được. Muốn mở khoá ta chọn
Unlock từ menu Edit.
3. Copy một khối từ thư viện vào mô hình: Ta có thể copy một khối từ thư
viện vào mô hình bằng copy hay paste hay kéo nó và thả vào cửa sổ mô hình .
§5. CÁC ĐƯỜNG
Các đường mang các tín hiệu. Mỗi đường mang một tín hiệu vô hướng
hay vec tơ. Mỗi đường nối cổng ra của một khối với cổng vào của một hay
nhiều khối khác.
1. Vẽ đường nối giữa các khối: Để nối cổng ra của một khối với cổng vào của
một khối khác ta làm như sau:
•
•
•
•
đặt con trỏ chuột lên cổng ra của khối đầu tiên, con trỏ có dạng dấu +
nhấn và giữ chuột
kéo con trỏ chuột tới cổng vào của khối thứ hai
thả chuột
Để vẽ đường gấp khúc,nhấn phím Shift khi vẽ.
2. Vẽ đường nhánh: Đường nhánh là đường nối từ một đường đã có và mang
tín hiệu của nó tới cổng vào của một khối.
Để thêm đường nhánh ta làm như sau:
•
•
•
đưa con trỏ chuột tới đường cần phân nhánh
nhấn phím chuột đồng thời nhấn phím Ctrl
kéo con trỏ chuột tới cổng vào tiếp theo và thả chuột va phím Ctrl.
Tuy nhiên ta có thể dùng phím phải chuột thay vì dùng phím Ctrl và phím trái
chuột.
3. Chèn khối vào một đường: Ta có thể chèn một khối vào một đường bằng
cách kéo và thả khối đó lên đường nối. Khối mà ta chèn vào chỉ có một đầu
vào và một đầu ra.
4. Nhãn của tín hiệu: Ta có thể gán nhãn cho tín hiệu để ghi chú cho mô hình.
Nhãn có thể nằm trên hay dưới đường nối nằm ngang, bên phải hay bên trái
đường nối thẳng đứng.
74
5. Sử dụng nhãn tín hiệu: Để tạo nhãn tín hiệu, bấm đúp chuột lên đường nối
và ghi nhãn. Để di chuyển nhãn, sửa một nhãn, click lên nhãn rồi đánh nhãn
mới sau khi xóa nhãn cũ
§6. GHI CHÚ
Ghi chú là đoạn văn bản cung cấp thông tin về mô hình. Ta có thể thêm
ghi chú vào bất kì trông nào của mô hình. Để tạo một ghi chú, nhấn đúp chuột
vào vùng trống của mô hình. Khi này trên màn hình xuất hiện một hình chữ
nhật có con nháy ở trong. Ta có thể đánh văn bản ghi chú vào khung này. Khi
muốn di chuyển phần ghi chú đến một vị trí khác, ta bấm chuột vào đó và kéo
đến vị trí mới rồi thả chuột. Để sửa một ghi chú, bấm chuột vào nó để hiển thị
khung văn bản và bắt đầu sửa.
§7. LÀM VIỆC VỚI CÁC LOẠI DỮ LIỆU
1. Các kiểu dữ liệu: Simulink chấp nhận các kiểu dữ liệu sau :
double
single
int8
uint8
int16
số thực với độ chính xác gấp đôi
số thực với độ chính xác đơn
số nguyên có dấu 8 bit
số nguyên không dấu 8 bit
số nguyên có dấu 16 bit
uint16
int32
uint32
số nguyên khg dấu 16 bit
số nguyên có dấu 32‐bit
số nguyên không dấu 32‐bit
2. Các kiểu dữ liệu của các khối: Các khối đều chấp nhận kiểu dữ liệu double.
3. Mô tả các kiểu dữ liệu dùng cho tham số khối: Khi nhập vào tham số của
một khối, kiểu dữ liệu của nó được người dùng mô tả bằng lệnh type(value)
với type là tên của kiểu dữ liệu và value là giá trị của tham số.
Ví dụ: single(1.0)
dữ liệu là số thực có trị là 1
int8(2)
dữ liệu là số nguyên có trị là 2
int32(3+2i)
32 bit
dữ liệu là số phức, phần thực và phần ảo là số nguyên
4.Tạo tín hiệu có kiểu dữ liệu được mô tả: Ta có thể đem vào mô hình một tín
hiệu có kiểu dữ liệu được mô tả bằng một trong các phương pháp sau đây:
•
nạp tín hiệu có kiểu dữ liệu mong muốn từ MATLAB
75
•
•
tạo một khối hằng và đặt thông số của nó có kiểu dữ liệu mong muốn.
sử dụng khối biến đổi kiểu dữ liệu
4. Hiển thị các kiểu dữ liệu của cổng: Để hiển thị kiểu dữ liệu của cổng trong
mô hình,t a chọn Port Data Types từ menu Format.
§8. LÀM VIỆC VỚI TÍN HIỆU PHỨC
Mặc định, các giá trị của tín hiệu Simulink là số thực. Tuy nhiên các mô
hình có thể tạo và xử lí các tín hiệu là số phức. Ta có thể đưa một tín hiệu là số
phức vào mô hình bằng một trong các phương pháp sau:
•
•
•
nạp tín hiệu phức từ MATLAB
tạo một khối hằng trong mô hình và cho nó giá trị phức.
tạo một tín hiệu thực tương ứng với phần thực và phần ảo của tín hiệu
phức và kết hợp các phần này thành tín hiệu phức bằng cách sử dụng khối
biến đổi tín hiệu thực‐ảo thành tín hiệu phức.
Ta có thể xử lí tín hiệu phức nhờ các khối chấp nhận tín hiệu phức. Phần
lớn các khối của Simulink chấp nhận tín hiệu vào là số phức.
§9. TẠO HỆ THỐNG CON
Khi mô hình của ta lớn và phức tạp thì nên nhóm một số khối lại thành
hệ thống con. Ta có thể tạo ra hệ thống con bằng 2 phương pháp :
•
thêm một khối hệ thống con vào mô hình và khối đó để thêm các khối
trong đó.
•
thêm các khối cần để tạo thành hệ thống con rồi nhóm chúng lại thành
hệ thống con.
1. Tạo một hệ thống con bằng cách thêm khối hệ thống con: Để tạo một khối
hệ thống con trước khi thêm các khối trong nó ta phải thêm khối hệ thống con
vào mô hình rồi thêm các khối tạo nên hệ thống con này vào khối hệ thống con
bằng cách sau:
•
•
•
copy khối hệ thống con từ thư viện Signal & System vào mô hình
mở khối hệ thống con bằng cách click đúp lên nó
trong cửa sổ khối con rỗng, tạo hệ thống con. Sử dụng các khối inport
để biểu diễn đầu vào và các khối outport để biểu diễn đầu ra.
2. Tạo hệ thống con bằng cách nhóm các khối đã có: Nếu mô hình của ta đã
có một số khối mà ta muốn nhóm thành khối hệ thống con thì ta có thể nhóm
76
các khối này thành khối hệ thống con bằng sau:
bao các khối và đường nối giữa chúng bằng một đường đứt nét(bấm
chuột và kéo từ góc này đến góc kia của các khối) rồi thả chuột
chọn Create Subsystem từ menu Edit
•
•
3. Gán nhãn cho các cổng của hệ thống con: Simulink gán nhãn cho các cổng
của hệ thống con. Nhãn là tên của các khối inport và outport nối khối hệ thống
con với các khối bên ngoài qua các cổng này. Ta có thể dấu các nhãn này bằng
cách chọn khối hệ thống con rồi chọn Hide Port Labels từ menu Format. Ta
cũng có thể dấu một hay nhiều nhãn bằng cách chọn các khối inport hay
outport thích hợp trong khối hệ thống con và chọn Hide Name từ menu
Format
§10. MÔ HÌNH HOÁ
Một trong những vấn đề xuất hiện khi dùng Simulink là làm thế nào để
xây dựng một mô hình từ các phương trình hay hệ thống đã cho đã cho. Sau
đây là một số ví dụ về cách xây dựng mô hình.
1. Mô hình hoá một phương trình: Phương trình dùng để biến đổi độ Celcius
thành độ Fahrenheit là :
TF = (9/5)TC + 32
Trước hết ta khảo sát các khối cần để tạo mô hình:
•
•
•
•
•
khối ramp trong thư viện Sources để input tín hiệu nhiệt độ
khối Constant trong thư viện Sources để tạo hằng số 32
khối Gain trong thư viện Math để tạo ra hệ số 9/5
khối Sum trong thư viện Math để cộng hai đại lượng
khối Scope trong thư viện Sinks để hiển thị kết quả.
Tiếp đó ta đưa các khối vào cửa sổ mô hình, gán các giá trị thông số cho Gain
và Constant bằng cách nhấp đúp lên chúng để mở khối. Sau đó ta nối các khối.
Khối Ramp đưa nhiệt độ Celcius và mô hình. Mở khối này và thay đổi giá trị
khởi gán Initial output về 0. Khối Gain nhân nhiệt độ này với hệ số 9/5. Khối
Sum cộng giá trị 32 với kết quả và đưa ra nhiệt độ Fahrenheit. Khối Scope để
xem kết quả. Sơ đồ mô phỏng như sau(lưu trong ct4_1.mdl). Bây giờ Start từ
menu Simulation để chạy simulation. Simulation chạy 10 giây,tương ứng với
nhiệt độ Celcius biến đổi từ 0 đến 10o.
77
2. Mô hình hoá một hệ phương trình tuyến tính: Ta xét hệ phương trình
tuyến tính có hai ẩn:
z + z = 1
− z1 + z2 = 1
⎧
⎨
⎩
1
2
Để mô phỏng ta dùng các khối:
•
•
•
•
hai khối Algebric Constraint trong thư viện Math để giải phương trình
hai khối Sum trong thư viện Math để tạo phép tính
hai khối Display trong thư viện Sink để hiện thị giá trị nghiệm
khối Constant trong thư viện Sources để tạo giá trị 1
Sơ đồ mô phỏng như sau (lưu trong ct4_2.mdl):
3. Mô phỏng một phương trình bậc cao: Ta xét phương trình :
x2 + 3x + 1 = 0
Để mô phỏng ta dùng các khối:
•
•
•
khối Algebric Constraint trong thư viện Math để giải phương trình
khối Display trong thư viện Sink để hiển thị trị số của nghiệm
khối Constant trong thư viện Sources để tạo giá trị 1
78
•
•
•
khối Sum trong thư viện Math để tạo phép cộng
khối Math Function trong thư viện Math để tạo hàm x2
khối Gain trong thư viện Math để tạo hệ số 3
Sơ đồ mô phỏng như sau(lưu trong ct4_3.mdl)
4. Mô hình hoá hệ thống liên tục đơn giản: Ta mô hình hoá hệ mô tả bởi
phương trình vi phân
′
x (t) = −2x(t) + u(t)
với u(t) là một sóng hình chữ nhật có biên độ bằng 1 và tần số 1 rad/s. Để mô
phỏng hệ ta dùng các khối:
•
•
•
•
•
khối Gain trong thư viện Math để tạo hệ số 2
khối Sum trong thư viện Math để tạo phép tính
khối Scope trong thư viện Sink để xem kết quả
khối Signal Generator trong thư viện Sources để tạo nguồn
khối Integrator trong thư viện Continuous để tích phân
Sơ đồ mô phỏng như sau(lưu trong ct4_4.mdl):
79
5. Mô hình hoá hệ phương trình vi phân bậc cao: Ta xét hệ mô tả bởi phương
trình vi phân bậc hai sau:
d2x
dt2
dx
dt
+ 3
+ 2x(t) = 4u(t)
Trong đó u(t) là hàm bước nhảy,x′(0) = 0 và x(0) = 0. Biến đổi Laplace của hệ
cho ta:
p2X(p) + 3pX(p) + 2X(p) = 4U(p)
Hàm truyền của hệ là:
4
T(p) =
p2 + 3p + 2
Ta mô phỏng hệ bằng các phần tử:
•
•
•
khối Step trong thư viện Sources để tạo hàm bước nhảy u(t)
khối Transfer Fcn trong thư viện Continuous để tạo hàm truyền
khối Scope trong thư viện Sink để xem kết quả
Sơ đồ mô phỏng (lưu trong ct4_5.mdl) như sau:
6. Mô hình hoá hệ có điều kiện đầu khác không:
a. Phương trình vi phân cấp 1: Ta xét hệ mô tả bởi phương trình :
dx
dt
+ x(t) = 0
Điều kiện đầu của hệ là x(0) = 1. Ta cần tìm x(t) trong đoạn 0 ≤ t ≤ 10s. Do điều
kiện đầu khác không nên ta biến đổi phương trình về dạng không gian‐ trạng
thái.
dx
dt
⎧
⎪
⎨
⎩
= Ax + B
⎪
y = Cx + Du
Trong đó x là biến trạng thái,u là tín hiệu vào,y là tín hiệu ra.
Chọn y(t) = x(t) ta có :
dx
dt
y(t) = x(t)
= −x(t)
Như vậy A = ‐1 ; C = 1 ; u(t) = 0 ; B = 0 và D = 0. Sơ đồ mô phỏng gồm các phần
tử:
•
khối State‐Space trong thư viện Continuous
80
•
khối Scope trong thư viện Sink
Sơ đồ mô phỏng như sau:
b. Phương trình vi phân cấp cao: Ta xét hệ mô tả bởi phương trình:
d2x
dt2
dx
dt
+ 3
+ 2x(t) = 4u(t)
Trong đó u(t) là hàm đơn vị,x(0) = 1 và x′(0) = ‐2.
dx
dt
Ta cũng dùng hệ không gian‐trạng thái.Ta đặt x1 = x , x2 =
1 .Như vậy
d2x
dt
dx2 d2x1
điều kiện đầu là: x1(0) = 1 và x2(0) = ‐2.Ngoài ra
=
=
dt
dt
dx2
dt
+ 3x2 (t) + 2x1(t) = 4u(t)
Phương trình cấp hai được đưa về hai phương trình cấp 1:
dx
dt
dx
dt
dx
⎧
1
2
2
=x2 (t)
⎪
⎪
⎪
⎨
= −3x2 (t) − 2x1(t) + 4u(t)
⎪
⎪
⎪
dt
⎩
Viết dưới dạng ma trận ta có:
dx
dt
⎡
⎢
⎢
⎢
⎤
⎥
⎥
⎥
1
0
1 x (t)
0
⎡
⎤ ⎡
⎤ ⎡ ⎤
1
=
+
u(t)
⎢
⎥ ⎢
⎥ ⎢ ⎥
dx2
− 2 − 3 x2 (t)
4
⎣
⎦ ⎣
⎦ ⎣ ⎦
⎣ dt ⎦
y(t) =
x (t)
x2(t)
⎡
⎤
1
[
1 0
]
⎢
⎥
⎣
⎦
Từ hệ này ta suy ra các ma trận của hệ không gian‐trạng thái là:
0
1
0
⎡
⎤
⎡ ⎤
A =
B =
C =
[
1 0 D = 0
]
⎢
⎥
⎢ ⎥
− 2 − 3
4
⎣
⎦
⎣ ⎦
Sơ đồ mô phỏng gồm các khối sau:
khối State‐Space trong thư viện Continuous
•
81
•
khối Scope trong thư viện Sink
Sơ đồ mô phỏng như sau(lưu trong ct4_7.mdl)
7. Mô hình hóa hệ cho bởi sơ đồ khối:Xét một hệ có cấu trúc sơ đồ khối như
sau:
1
+
k
s2 + s
-
Ta mô phỏng hệ bằng các phần tử:
•
•
•
khối Step trong thư viện Sources
khối Gain trong thư viện Math
khối Transfer Fcn trong thư viện Continuous
Sơ đố mô phỏng như sau(lưu trong ct4_8.mdl)
8. Mô hình hoá hệ phi tuyến:
a. Hệ cho bởi phương trình vi phân cấp cao: Ta xét phương trình Val der
Pol:
2
′′
′
y −(1− y )y + y = 0
Điều kiện đầu y(0) = 2 và y′(0) = 0
Ta đặt y = y1 và y′ = y2 và có được hệ phương trình vi phân cấp 1:
′
⎧y = y
⎪
1
2
⎨
2
′
⎪y2 = (1− y1 ) y2 − y1
⎩
Hệ phương trình được mô phỏng bằng các phần tử sau:
•
khối hàm Fcn trong thư viện Functions & Tables để tạo hàm
82
•
•
•
•
•
khối Product trong thư viện Math để tạo phép nhân
hai khối Integrator trong thư viện Continous
khối Sum trong thư viện Math
khối Mux trong thư viện Signal & Systems để trộn tín hiệu
khối Scope trong thư viện Sink để xem kết quả.
Sơ đồ mô phỏng ( lưu trong ct4_9.mdl) như sau:
b. Hệ mô tả bằng hệ phương trình vi phân: Ta xét hệ mô tả bằng hệ
phương trình vi phân sau:
′
a = a
⎧
1
2
⎨
′
a2 = −sin(a1) − 0.2a2
⎩
với điều kiện đầu là a1(0) = a2(0) = 1.3
Ta mô phỏng hệ bằng các phần tử:
•
•
•
•
•
hai khối Integrator trong thư viện Continous
khối Fcn trong thư viện Functions & Tables
khối Gain trong thư viện Math
hai khối Scope trong thư viện Sink
khối Sum trong thư viện Math
Sơ đồ mô phỏng (lưu trong ct4_10.mdl) như sau:
83
§11. LƯU MÔ HÌNH
Ta có thể lưu mô hình bằng cách chọn Save hay Save as từ menu File.Ta
dùng Save khi mở mô hình cũ, sửa và lưu lại. Save as dùng khi mô hình có ten
là untitled nghĩa là chưa được đặt tên. Simulink sẽ lưu mô hình bằng một file
có tên và phần mở rộng là .mdl.
§12. IN SƠ ĐỒ KHỐI
Ta có thể in sơ đồ khối bằng cách chọn Print từ menu File. Khi này hộp
thoại Print sẽ xuất hiện. Nó cho phép ta :
•
•
•
•
•
chỉ in hệ thống hiện hành
in hệ thống hiện hành và các hệ thống dưới nó trong phân lớp mô hình
in hệ thống hiện hành và các hệ thống trên nó trong phân lớp mô hình
in tất cả các hệ thống trong mô hình
in mỗi mô hình một khung overlay
§13. DUYỆT QUA MÔ HÌNH
Cửa sổ Model Browser cho phép ta :
•
•
•
duyệt qua mô hình có phân lớp
mở các hệ thống trong các mô hình
xác định nội dung các khối trong một mô hình
84
Để hiển thị Model Browser, chọn nó từ menu View. Cửa sổ xuất hiện
được chia làm 2 phần. Phía trái là Browser. Cấu trúc cây của mô hình hiển thị
ở bên phải. Mỗi dấu + tương ứng với một hệ thống con.
§14. KẾT THÚC SIMULINK
Ta kết thúc chầu làm việc với Simulink bằng cách đóng cửa sổ Simulink.
Kết thúc chầu làm việc với MATLAB bằng cách đóng cửa sổ MATLAB.
85
16 trang
24500
Free
Bạn đang xem tài liệu "Giáo trình môn Matlab - Chương 4: Simulink", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mon_matlab_chuong_4_simulink.pdf
