Ξεκινώντας με το simulink στο matlab: σχεδιάζοντας ένα μοντέλο

Τι είναι το Simulink;

Το Simulink έχει γίνει το πιο χρησιμοποιημένο πακέτο λογισμικού μηχανικής τα τελευταία χρόνια μεταξύ ακαδημιών και βιομηχανιών. Το Simulink είναι ενσωματωμένο στο λογισμικό MATLAB που χρησιμοποιείται για μοντελοποίηση, προσομοίωση και ανάλυση των δυναμικών συστημάτων. Το Simulink παρέχει μια γραφική διεπαφή χρήστη (GUI) ως διαγράμματα μπλοκ για τη δημιουργία του μοντέλου σας, όπως στηρίζετε χρησιμοποιώντας μολύβι και χαρτί.

Για να κατανοήσετε το Simulink μπορείτε να εξετάσετε ένα απλό παράδειγμα,

Εδώ, στο παραπάνω παράδειγμα δημιουργούμε ένα ημιτονοειδές κύμα από το μπλοκ ημιτονοειδούς κύματος και το ενισχύουμε με έναν συντελεστή κέρδους που ελέγχετε απευθείας στο Simulink κάνοντας διπλό κλικ στο μπλοκ εύρους.

Εάν είστε νέοι στο MATLAB, μάθετε πρώτα τις ορολογίες που χρησιμοποιούνται στο MATLAB και ξεκινήστε με το LED που αναβοσβήνει.

Πώς να ξεκινήσετε το Simulink στο MATLAB;

Για να ανοίξετε το Simulink στο MATLAB, μπορείτε απλώς να κάνετε κλικ στο κουμπί Simulink από τη γραμμή μενού MATLAB, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Διαφορετικά, μπορείτε απλώς να χρησιμοποιήσετε το παράθυρο εντολών για να ανοίξετε το Simulink. Απλώς γράψτε «simulink» στη γραμμή εντολών και πατήστε enter.

προσομοίωση

Ακολουθεί το πρώτο παράθυρο που εμφανίζεται μετά το άνοιγμα του Simulink:

Όπως μπορείτε να δείτε στην εικόνα, υπάρχουν διαφορετικές επιλογές για την εκτέλεση διαφορετικών εργασιών, όπως μπορείτε να δημιουργήσετε το πρότυπό σας, το κενό μοντέλο, την κενή βιβλιοθήκη και πολλά άλλα.

Όποτε χρειαστεί να σχεδιάσουμε ένα νέο μοντέλο, επιλέγουμε την επιλογή « Blank Model» κάνοντας διπλό κλικ πάνω του. Το κενό παράθυρο του μοντέλου που μπορούμε επίσης να ονομάσουμε το παράθυρο Simulink μοιάζει με την παρακάτω εικόνα.

Πρόγραμμα περιήγησης βιβλιοθήκης Simulink

Το πρόγραμμα περιήγησης βιβλιοθήκης Simulink περιέχει νεροχύτες, πηγές, συνδέσμους, γραμμικά και μη γραμμικά στοιχεία. Το Simulink είναι πολύ καλύτερο από τα άλλα προηγούμενα πακέτα προσομοίωσης που πρέπει να διαμορφώσουν τις εξισώσεις σε ένα πρόγραμμα, ενώ στο Simulink μπορείτε να επιλέξετε τη συνάρτηση και τα μπλοκ και απλά πρέπει να εισαγάγετε τις τιμές της μεταβλητής των εξισώσεων.

Για να ανοίξετε ένα πρόγραμμα περιήγησης βιβλιοθήκης Simulink μπορείτε απλά να κάνετε κλικ στο κουμπί του προγράμματος περιήγησης βιβλιοθήκης από το μενού Simulink, όπως φαίνεται παρακάτω

Ο άλλος τρόπος για να ανοίξετε το πρόγραμμα περιήγησης βιβλιοθήκης Simulink είναι να πληκτρολογήσετε την παρακάτω εντολή στο παράθυρο εντολών. Η εντολή είναι διάκριση πεζών-κεφαλαίων, οπότε προσέξτε κατά την πληκτρολόγηση

slLibraryBrowser

Έτσι φαίνεται το πρόγραμμα περιήγησης της βιβλιοθήκης Simulink, στο οποίο μπορείτε να αναζητήσετε νεροχύτες, πηγές, συνδέσμους, γραμμικά και μη γραμμικά στοιχεία.

Running Demo Model με το MATLAB Simulink

Το Simulink περιέχει ήδη αριθμό απλών και προηγμένων μοντέλων διαφορετικών τύπων συστημάτων όπως ήχος, επικοινωνία, όραση υπολογιστή, DSP, πραγματικό χρόνο και πολλά άλλα, όπως μπορείτε να δείτε στην παρακάτω εικόνα

Για να εκτελέσετε ένα παράδειγμα ή ένα μοντέλο επίδειξης, κάντε διπλό κλικ πάνω του και θα εμφανιστεί ένα αναδυόμενο παράθυρο του μοντέλου Simulink, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Μετά τη μοντελοποίηση μπορείτε να προσομοιώσετε το μοντέλο χρησιμοποιώντας μια επιλογή μεθόδου ολοκλήρωσης, μενού Simulink ή παράθυρο εντολών. Ο ευκολότερος και βολικός τρόπος είναι απλά να χρησιμοποιήσετε το κουμπί «RUN» του Simulink από το μενού Simulink για να εκτελέσετε ένα μοντέλο στο Simulink, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε ή να επεξεργαστείτε το μοντέλο επίδειξης εάν θέλετε.

Εκκίνηση του προγράμματος εντοπισμού σφαλμάτων

Το Simulink Debugger είναι ένα εργαλείο του Simulink για τον εντοπισμό ή τη διάγνωση σφαλμάτων σε ένα μοντέλο. Το πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων σάς βοηθά να ελέγχετε ή να εκτελείτε την προσομοίωση βήμα προς βήμα και εμφανίζει επίσης τις καταστάσεις εισόδου, εξόδου και αποκλεισμού.

Για να ξεκινήσετε ένα πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων, απλώς πρέπει να κάνετε κλικ στο μοντέλο εντοπισμού σφαλμάτων στην ενότητα προσομοίωσης της γραμμής μενού Simulink, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Μπορείτε ακόμη να ξεκινήσετε ένα πρόγραμμα εντοπισμού σφαλμάτων από το παράθυρο εντολών πληκτρολογώντας την παρακάτω εντολή, sldebug ('όνομα μοντέλου')

Δημιουργία μοντέλου Simulink για Ενισχυτή Σήματος

Βήμα 1: - Εκκινήστε το Simulink από το κουμπί Simulink ή πληκτρολογήστε "simulink" στο παράθυρο εντολών.

Βήμα 2: - Επιλέξτε το " Blank Model" από το Simulink, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Βήμα 3: - Τώρα, πρόκειται να φτιάξουμε ένα «Μοντέλο Ενισχυτή Σήματος» το οποίο παίρνει μια είσοδο και το ενισχύει με έναν συντελεστή κέρδους.

Για το μοντέλο ενισχυτή σήματος χρειαζόμαστε μπλοκ ημιτονοειδούς κύματος, μπλοκ κέρδους και εύρος.

Βήμα 4: - Ανοίξτε το πρόγραμμα περιήγησης βιβλιοθήκης πληκτρολογώντας "sl'LibraryBrowser" στο παράθυρο εντολών. Και, επιλέξτε τα απαιτούμενα μπλοκ και σύρετέ τα στο παράθυρο Simulink από το παράθυρο του προγράμματος περιήγησης βιβλιοθήκης, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Βήμα 5: - Αφού τοποθετήσετε όλα τα μπλοκ στο παράθυρο Simulink, πρέπει να τα συνδέσετε σύμφωνα με την παρακάτω εικόνα,

Βήμα 6: - Πρέπει να αλλάξετε τη ρύθμιση για να λάβετε δύο εισόδους στο πεδίο εφαρμογής, οπότε κάντε διπλό κλικ στο πεδίο και, στη συνέχεια, μεταβείτε στη ρύθμιση και αλλάξτε « Αριθμός θυρών εισόδου» σε «2», όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Βήμα 7: - Τώρα, για ενίσχυση, μπορείτε να ορίσετε την τιμή του πλάτους του ημιτονοειδούς κύματος και του συντελεστή κέρδους κάνοντας διπλό κλικ στο αντίστοιχο μπλοκ.

Βήμα 8: - Μετά την ολοκλήρωση αυτού, μπορούμε να εκτελέσουμε το μοντέλο Simulink από το κουμπί "RUN" που δίνεται στο μενού Simulink.

Περιμένετε μέχρι να συντάξει το Simulink το μοντέλο σας, το οποίο μπορείτε να δείτε στην κάτω δεξιά γωνία του παραθύρου.

Βήμα 9: - Τώρα, για αποτέλεσμα κάντε διπλό κλικ στο πεδίο και θα μπορείτε να δείτε τόσο την είσοδο όσο και την ενισχυμένη κυματομορφή, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα,

Ως αποτέλεσμα, αν παρατηρήσετε την κυματομορφή εξόδου, ενισχύεται με συντελεστή 3.

Βήμα 10: - Τώρα, μπορείτε να αποθηκεύσετε το μοντέλο σας και να εκτυπώσετε επίσης, η επέκταση για το σχέδιο Simulink είναι «.slx», επομένως προσέξτε την επέκταση κατά την αποθήκευση, γενικά παίρνει αυτόματα την επέκταση «.slx».

Μπορείτε επίσης να ελέγξετε το βίντεο που δίνεται στο τέλος για «Δημιουργία μοντέλου χρησιμοποιώντας το MATLAB Simulink».

Μοντελοποίηση ενός δυναμικού συστήματος ελέγχου

Το Simulink χρησιμοποιείται για την ανάλυση διαφόρων σύνθετων συστημάτων βασισμένων σε πραγματικό χρόνο που σχετίζονται με την τριβή, την αντίσταση του αέρα, την ολίσθηση του γραναζιού κ.λπ. Αυτά τα συστήματα είναι πολύ περίπλοκα και για το σχεδιασμό ενός μοντέλου για αυτό δεν εμπίπτει στο πεδίο του άρθρου. Αλλά για να μάθει πώς να μοντελοποιεί δυναμικό σύστημα ελέγχου, το ίδιο το MATLAB παρείχε μια ωραία τεκμηρίωση. Μπορείτε να αποκτήσετε πρόσβαση σε αυτόν τον Οδηγό έναρξης του MATLAB. Μεταβείτε στο « Μοντέλο δυναμικού συστήματος » αφού επιλέξετε Ξεκινώντας .

Θα ανακατευθυνθείτε στο πρόγραμμα περιήγησης βοήθειας του MATLAB, όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα

Η πλήρης διαδικασία για τον προσδιορισμό ενός μοντέλου Simulink εμφανίζεται στο παρακάτω βίντεο: