Wprowadzenie do Simulinka
description
Transcript of Wprowadzenie do Simulinka
![Page 1: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/1.jpg)
Wprowadzenie do Simulinka
OpracowałDr inż. Mirosław KwiesielewiczWydział Elektrotechniki i AutomatykiPolitechnika Gdańska
email: [email protected]: http://www.ely.pg.gda.pl/~mkwies/
![Page 2: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/2.jpg)
2
Informacje ogólne
Simulink jest interaktywnym pakietem przeznaczonym do modelowania, symulacji, i analizy dynamicznych układów ciągłych, układów dyskretnych w czasie oraz mieszanych, tzn. dyskretno-ciągłych
Simulink jest zintegrowany z MATLABEMKrótkie wprowadzenie poprzez wydanie
polecenia simintro w oknie MATLABAPolecenie help simulink podaje zestaw funkcji
![Page 3: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Etapy pracy w Symulinku
Definiowanie modelu otwarcie okna dla modelu umieszczenie bloków połączenie bloków
Analiza modelu symulacja linearyzacja określenie punktu równowagi
![Page 4: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Zawartość Symulinka
Biblioteka blokówAlgorytmy numeryczneFunkcje używane przy wykonywaniu
symulacji modeli Simulinka z okna poleceń MATLABA
Funkcje stosowane przy konstruowaniu modeli i ich maskowaniu
![Page 5: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Rodzaje okien w Symulinku
Okno modelu - do konstruowania modelu z wykorzystaniem funkcji bibliotecznych
Okno biblioteczne z nagłówkiem Library - okno to umożliwia tworzenie własnych bibliotek użytkownika
![Page 6: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Rozszerzenia Simulinka - RTW Blockset
Real-Time Workshop - generuje kod języka C, w oparciu o schematy blokowe Simulinka; tworzy programy dla różnych procesorów, w tym sygnałowych oraz pozwala budować nowe MEX pliki; Real - Time Workshop Ada Extension;
RTW pozwala na: Wygenerowanie kodu w języku C lub Ada Sterowanie bezpośrednie procesem
![Page 7: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Rozszerzenia Simulinka - DPS Blockset
Digital Signal Processing Blockset - szybkie projektowanie, budowę prototypów, i symulację cyfrowych układów przetwarzania sygnałów oraz ich implementację w dziedzinie czasu rzeczywistego.
DPS zawiera ponad 100 bloków realizujących operacje przetwarzania, modelowania i analizy sygnałów (wymaga Signal Processing Toolbox);
![Page 8: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Rozszerzenia Simulinka - NCD Blockset
Interaktywny graficzny interfejs użytkownika (GUI), umożliwiającym modyfikowanie parametrów układu tak, aby osiągnąć możliwie najlepsze przebiegi czasowe wybranych sygnałów.
Parametry dostrajane są automatycznie na podstawie ograniczeń przebiegów czasowych, określanych przez użytkownika
![Page 9: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Rozszerzenia Simulinka - PS Blockset
Power System Blockset daje możliwość modelowania oraz symulacji układów, które generują oraz przekształcają energię elektryczną oraz są jej różnego rodzaju odbiornikami.
PS zawiera biblioteki bloków reprezentujące elementy składowe obwodów elektrycznych, generatory, transformatory, silniki elektryczne oraz elementy i układy energoelektroniczne.
![Page 10: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/10.jpg)
10
Rozszerzenia Simulinka - Stateflow
Projektowanie i rozbudowa złożonych nadzorujących układów sterowania. Umożliwia modelowanie obiektów dyskretnych i dyskretno-ciągłych.
Powinien być stosowany łącznie z RTW
![Page 11: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/11.jpg)
11
Algorytmy numeryczne
Wszystkie algorytmy numeryczne dostępne w SIMULINKU można realizować z okna MATLABA.
Z okna poleceń MATLABA mogą być wywoływane funkcje trim - do określania punku równowagi
modelu linmod, dlinmod, linmod2 - do
linearyzacji modeli
![Page 12: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/12.jpg)
12
Algorytmy zmiennokrokowe rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych
ode45 - metoda Runge-Kutty, Dorman-Prince - algorytm jednokrokowy - domyślny w Simulinku;
ode23 - jednokrokowa metoda Runge-Kutty, Bogacki-Shampine
ode113 - metoda wielokrokowa o zmiennym rzędzie Adams-Bashforth-Moulton - skuteczny przy wymaganej dużej dokładności
ode15s - metoda wielokrokowa o zmiennym rzędzie, działająca w oparciu o reguły różniczkowania numerycznego (NDF),
![Page 13: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Algorytmy zmiennokrokowe rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych - c.d.
ode15s - Opcjonalnie stosowana jest metoda Gear’a - polecana do rozwiązywania układów sztywnych;
ode23s - opiera się na zmodyfikowanej metodzie Rosenbrock’a drugiego rzędu; jest to metoda jednokrokowa; przy mniejszej dokładności bardziej efektywna i stabilna od ode15s;
![Page 14: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Algorytmy zmiennokrokowe rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych - c.d.
ode23t - implementacja reguły trapezowej - układy umiarkowanie sztywne ;
ode23tb - implementacja metody TR-BDF2; jest toz zmodyfikowana metoda Runge-Kutty; algorytm może być bardziej efektywny od ode15s;
discrete - dla modeli zawierających nieciągłości (bloki dyskretne);
![Page 15: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Algorytmy stałokrokowe
ode5 - stałokrokowa wersja ode45, metoda Dormand-Price;
ode4 - metoda Runge-Kutty czwartego rzędu;ode3 - stałokrokowa wersja funkcji ode23,
metoda Bogacki-Shampine;ode2 - ulepszona metoda Eulera (Heuna); ode1 - metoda Euleradiscrete - dla modeli, dla których wykrycie
przejścia przez zero błąd sterownia nie są ważne
![Page 16: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Maskowanie podsystemu w SIMULINKU
Pole ikony - komendy definiujące grafikę ikony
Pole inicjalizacji i przekazania parametrówPole opisu - opis działania maskowanego
bloku i definicja pomocy (help) on line
Uwaga: we wszystkich polach występuje ten sam element - typ maski - można go traktować jako tytuł
![Page 17: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Maskowanie - polecenia pola ikony
disp(łańcuch) - wyświetlenie łańcucha (center) text(x,y,łańcuch) - wyświetlenie łańcucha począwszy od
pozycji o współrzędnych (x,y) fprintf(łańcuch,lista) - łańcuch oznacza format - lista
listę zmiennych plot(wektor_x,wektor_y) - uproszczona wersja funkcji
plot dpoly(licznik,mianownik) - transmitancja dpoly(licznik,mianownik,’z’) - transmitancja dyskretna dpoly(licznik,mianownik,’z-’) - transmitancja dyskretna droots(zera,bieguny,wzmocnienie) - transmitancja
![Page 18: Wprowadzenie do Simulinka](https://reader036.fdocuments.pl/reader036/viewer/2022082712/5681476e550346895db4aa88/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Maskowanie - system współrzędnych pola ikony
Samoskalowanie - automatyczne skalowanie ikony
Normalizacja - skalowanie w zakresie od 0 do 1
Piksele - wymiary ikony wyrażone w pikselach