Học liệu

CÁCH KẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH CỦA BLOCKS

  • 09/04/2019
  • Học liệu

I. KHÁI NIỆM VỀ SIMULINK:

                  Simulink là một phần mềm mở rộng của MATLAB (1 Toolbox của Matlab) dùng để  mô hình hoá, mô phỏng và phân tích  một hệ thống động. Thông thường dùng để thiết kế hệ thống điều khiển, thiết kế  DSP, hệ thống thông tin và các ứng dụng mô phỏng khác.

           Simulink  là thuật ngữ mô phỏng dễ nhớ được ghép bởi hai từ Simulation và Link. Simulink cho phép mô tả hệ thống tuyến tính,hệ phi tuyến, các mô hình trong miền thời gian liên tục, hay gián đoạn hoặc một hệ gồm cả liên tục và gián đoạn.

           Để mô hình hoá, Simulink cung cấp cho bạn một giao diện đồ họa để sử dụng và xây dựng mô hình sử dụng thao tác "nhấn và kéo" chuột. Với giao diện đồ họa ta có thể xây mô hình và khảo sát mô hình một cách trực quan hơn. Đây là sự khác xa các phần mềm trước đó mà người sử dụng phải đưa vào các phương vi phân và các phương trình sai phân bằng một ngôn ngữ lập trình.

           Điểm nhấn mạnh quan trọng trong việc mô phỏng một quá trình là việc thành lập được mô hình. Để sử dụng tốt chương trình này, người sử dụng phải có kiến thức cơ bản về điều khiển, xây dựng mô hình toán học theo quan điểm của lý thuyết điều khiển và từ đó thành lập nên mô hình của bài toán.

 

II. TÌM HIỂU VỀ  SIMULINK VÀ CÁC BLOCKS LIBRARY:

          Để vào Simulink trong Matlab, ta từ cửa sổ lệnh của Matlab đánh dòng lệnh:

          Khi khởi động Simulink xong ta được màn hình cửa sổ Simulink. Cửa sổ này hoạt động liên kết với cửa sổ lệnh MATLAB.

          Ta thấy cửa sổ Simulink có nhiều khối  chức năng (blocks library), trong đó có nhiều khối chức năng cụ thể.

           Từ cửa sổ lệnh ta thấy được các khối thư viện: Khối nguồn (Sources), khối đầu đo (Sinks), khối phi tuyến (nonlinear), khối tuyến tính (linear), khối đầu nối (Connections)…………

Thư viện của Simulink bao gồm các khối chuẩn trên, người sử dụng cũng có thể thay đổi hay tạo ra các khối cho riêng mình. Simulink cũng giống như  các phần mềm mô phỏng thiết kế mạch điện tử như : MicroSim Eval, EWB, Circuit Maker….

           Để vẽ sơ đồ mô phỏng cũng như xây dựng mô hình như thế nào.Việc xây dựng mô hình và các thao tác để xây dựng mô hình. Ta thử thiết kế mô phỏng ví dụ sau (Hình 2.7) để biết được việc vẽ và mô phỏng sơ đồ:

          Để  vẽ được mô hình này bạn phải làmm các thao tác sau:

              1.Từ cửa sổ Matlab đánh lệnh simulink. Cửa sổ  thư viện các khối sẽ xuất hiện                2.Từ cửa sổ thư viện ta nhấp chuột vào File/New/Model hoặc nhấn Ctrl+ N. Màn hình cửa sổ mô hình mới Untitled được mở ra(Hình 8).Từ đó ta bắt đầu xây dựng mô hình.

                    Trong sơ đồ này chọn các khối từ các thư viện:

                   + Thư viện các nguồn tín hiệu (Sources): Chọn Sin wave.

                   + Thư viện các khối nhận tín hiệu (Sinks): Chọn Scope.

                   +  Thư viện các hàm tuyến tính (Linear): Chọn Integrator.

                   + Thư viện các  đầu nối ( Connections): Chọn Mux.

           Để chọn một thư viện trong Simulink ta nhấp kép (Double Click) vào khối (icon) đó.  Simulink sẽ hiển thị một cửa sổ chứa tất cả các khối của thư viện đó. Trong thư viện nguồn tín hiệu chứa tất các khối đều là nguồn tín hiệu. Thư viện nguồn tín hiệu được trình bày như hình 2.9.

           Người sử dụng thêm vào sơ đồ của mình bằng cách ghép khối đó từ thư viện hay từ mô hình bất kì nào khác. Trong ví dụ này ta chọn khối phát sóng hình sin. Đặt con trỏ chuột lên khối ấn và giữ phím trái chuột, kéo khối tới cửa sổ vẽ sơ đồ Untitled.

          

            Khi con trỏ chuột di chuyển tới nơi bạn cần đặt khối trong sơ đồ bằng cách nhả phím chuột, một bản copy của khối đã ở trong màn hình mô phỏng. Khi ta không vừa ý chỗ đặt ta có thể di chuyển khối bằng cách như trên.

             Theo cách này chép những khối còn lại vào trong màn hình mô phỏng để tiếp tục xây dựng sơ đồ.

             Muốn copy tiếp một khối Sin nữa trong một một sơ đồ, ta làm bằng cách giữ phím Ctrl + phím trái chuột và di chuyển tới điểm cần đặt khối, lúc đó một khối đã được copy.

             Vi tất cả các khối đã chép vào cửa sổ màn hình mô phỏng sẽ được hiển thị như trên hình 2. 11.

             Nếu xem kĩ từng khối, chúng ta thấy dấu > ở bên phải của khối là dâú đầu nối dành cho ngõ ra của tín hiệu, còn dấu > ở bên trái  là dấu đầu nối  dành cho ngõ vào. Tín hiệu đi từ đầu ra của một khối tới đầu vào của khối khác theo một đường nối giữ hai khối. Khi một khối đã được nối thì biểu tượng > cũng mất đi.

          Từ hình 1.11 ta thấy khối Mux có ba cổng vào nhưng ta cần có hai cổng nên ta phải thay đổi thông số của Mux, bằng cách nhấp kép lên khối Mux và thay đổi giá trị thông số  "Number of Input" là 2 (hình 2.13).Sau đó nhấn phím Apply và đó cửa cửa sổ Mux. Simulink sẽ điều chỉnh  số cổng vào theo giá trị đã nhập.

   Bây giờ ta có thể nối các khối lại với nhau. Đầu tiên hãy nối đầu ra khối phát Sin tín hiệu tới đầu vào trên khối Mux. Công việc thực hiện nối các khối, nói chung không theo thứ tự bắt buộc nào cả. Công việc thực hiện nối các sơ đồ cũng giống như các phần mềm thiết kế điện tử nào đó là đặt con trỏ chuột tại đầu nối (ra) của khối này (con trỏ chuột biến thành dấu cộng), giữ trỏ chuột và kéo tới đầu nối (vào) của khối khác. Trong quá trình nối, đưòng nối có hình nét đứt và con trỏ sẽ thay đổi thành dấu cộng kép khi lại gần khôí cần nối.

II.2 .Các phương pháp giải bài toán mô phỏng trong Simulink :

           Trong Simulink việc giải các bài toán mô phỏng có nhiều phương pháp giải khác nhau. Sau đây là các cách giải được áp dụng trong Simulink.

 

  • Phương pháp Euler : là phưng pháp cổ điển với biến là bước. Phương pháp này khả thi cho bất cứ hệ thống nào có những bước nhỏ. Do đó những bài toán có liên quan đến việc tính toán quá nhiều thì không bao giờ chính xác. Phương pháp này chỉ nên dùng  cho việc kiểm tra kết quả.
  • Phương pháp Runge-Kutta 3 Runge-Kutta 5: Đây là phương pháp thông dụng áp dụng cho mọi loại bài toán và nó có thể đạt chỉ tiêu chất lượng so với các phương pháp đặc biệt khác. Phương pháp này  thích hợp cho cho hệ liên tục và hệ phi tuyến. Không làm việc với hệ có ma sát.
  • Phương pháp  Adams  :là phương pháp tự chỉnh áp dụng cho hệ không có ma sát.
  • Phương pháp  Gear : là phương pháp tự chỉnh áp dụng cho hệ có ma sát. Phương pháp này không làm việc tốt khi hệ bị rối loạn do ngõ vào thay đổi liên tục.
  • Phương pháp  Adams / Gear : Chọn giữa hai  phương phápAdams Gear.
  • Phương pháp  LinSim : là phương pháp dùng cho hệ tuyến tính. Nếu hệ mang tính chất  tuyến tính nhưng có vài khối phi tuyến  thì hệ cũng làm việc tốt.

Các tin khác