Matlabnew compatibility mode

Matlab & Simulink
Matlab(Matrix
(
Laboratory)
y) p
phần mềm tính thiết kế mô
phỏng trên máy tính của hãng Mathworks®,Hoa kỳ
- Simulink(simulation link) mô phỏng hệ thống điều
khiển qua các khối

-

15-05-2013



1


Tổng q
quan
an phần mềm
I. Các cửa sổổ của Matlab.
II. Các tính năng của Matlab
III. Các tiện ích trợ giúp của Matlab
IV. Matlab&Simulink trongg Điều khiển tự
ự động
ộ g
V. Các nhóm lệnh trong Matlab
VI Simulink(SML)
VI.

VII. Khảo sát các đối tượng điều khiển, Ví dụ minh họa
VIII Tài liệu
VIII.
liệ tham
th khảo
khả
15-05-2013



2


Các đặc tính trong Matlab
MATLAB

Xử lý tín hiệu số

Các sản phẩm của Matlab

Toán và tối ưu

-Hộp công cụ
- Tối ưu
…

- Hộp công cụ
- Xử lý tín hiệu sốố
-Thiết kế hệ thống lọc
…

15-05-2013

…..

-Simulink
Simulink
-Truy nhập Simulink
- Máy phát và thu thập tín
hiệu trong Simulink…



Phân tích và thiết kế hệ thống
điều khiển

-Hộp
Hộ công
ô cụ
- Thiết kế điều khiển trong Simulink

3


Giao diện Matlab

Cửa sổ thư mục hiện
tại

Cửa sổ môi

trường công tác
Cửa sổ lệnh
Command
Window
Cửa sổ
quá khứ

15-05-2013



4


Trợ giúp trong Matlab

Nhập lệnh:
Help
e p & từ
ừ khóa
óa
cần tìm

15-05-2013



5

Tiện ích trợ giúp Matlab
-

-

- Tìm dữ liệu từ cửa sổ quá khứ (Command History)
- Trong phần Help của Matlab, gồm Help Doccument& help Pdf(
chứa trong disc 2 của Matlab)
- Từ các trợ giúp của Matworks trên Internet

15-05-2013



6


MATLAB CHO ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
Matlab trong điều khiển tự động

Điều khiển tuyến tính

Hộp công cụ điều
khiển
Simulink®

15-05-2013

Điều khiển phi tuyến

Nhận dạng

Hộp công cụ phi tuyến

Công cụ nhận dạng

Hộp điều
ề khiển
ể mờ

Simulink®

Simulink®



7


Nhóm lệnh chuyển đổi
tf
zpk
ss
frd
c2d
d2c
d2d

-lệnh tạo hàm truyền.
- Chuyển đổi sang điểm không/điểm cực/ khuếch đại

- Chuyển sang không gian trạng thái
- Chuyển sang miền tần số
-Từ miền liên tục sang miền rời rạc
-Từ miền rời rạc sang miền liên tục
-Thay đổi
ổ thời gian trích mẫu
ẫ trong miền
ề rời rạc

15-05-2013



8


Nhóm lệnh thiết kế
sisotool - Chỉ dẫn thiết kê
kế hệ
hê thống đầu vào đơn/ đầu ra đơn (Quy
(Quỹ đạo nghiệm sô
số va
và hệ
hê
thống vòng kín).
rlocus - Tạo quỹ đạo nghiệm số.
lqg
- Hệ thống bình phương đơn.
đơn
lqr, dlqr - Bộ điều khiển phản hồi trạng thái bình phương đơn.

lqry
- Bộ điều khiển bình phương tuyến tính.
kalman - Bộ lọc Kalman liên tục
kalmd - Bộ lọc Kalman miền rời rạc

15-05-2013



9


Nhóm lệnh thiết kế
rss, drss - Tạo không gian trạng thái tín hiệu ngẫu nhiên.
ss2ss - Chuyển đổi 2 không gian trạng thái.
canon - Mô hình dạng chuẩn Modal
ctrb
tb
- Mô hì
hình
h ddạng chuẩn
h ẩ điều
điề khiển
khiể
obsv
- Mô hình dạng chuẩn quan sát
gram
- Kiểm tra tính điều khiển được quan sát được của hệ thống
pade
- Xấp xỉ thời gian trễ.

Dùngg trợ
ợ ggiúpp trong
g Matlab,, nhập
ập từ khóa cần tìm ở
cửa sổổ lệnh

15-05-2013



10


Nhóm lệnh tính toán chuyển đổi
+ & - -Cộng trừ tín hiệu hệ thống(nối song song)
*
- Nhân các hệ thống (kết nối nối tiếp).
\
- Chia bên trái
/
- Chia bên phải
^
- Phép lũy thừa.
'
- Chuyển
ể vị ma trận
lti/inv
- Inverse of an LTI system, chuyển đổi hệ thống
conjj - Complex
C

l conjugation
j ti off model
d l coefficients(conjunction)
ffi i t ( j ti )
hoán vị tín hiệu

15-05-2013



11


SIMULINK
Simulink®
Si
li k® là một
ột thư
th viện
iệ khối
dùng để mô phỏng, tạo mô hình và
phân tích hệ thống kết hợp với
MATLAB.
MATLAB
23

0 .2
y*

b re a c t

K

1
s
In t e g ra t o r

D ivid e

T im e
D e la y

P la n t

1
y

S c ope

52
t

15-05-2013



12


Khởi tạo Simulink

Kích
í h vào
à biểu
b ể tượng
Simulink

Nhập Simulink trên
cửa sổ command

15-05-2013



13


THƯ VIỆN TRONG SIMULINK
SML là thư viên tĩnh nên không dich
chuyển được các khối trong nó, SML
gồm 16 mục nhỏ, trong đó các khối
thường dùng trong ĐKTĐ là:
1- Commonly Used Blocks (các khối dùng
chung)
2- Continuos (Các khối trên miền liên tục)
3- Discontinuos( Các khối
ố trên miền
ề gián
đoạn)
4- Discreste( Các khối trên miền rời rạc)
55- Math Ope

Operations
o s (Các khối
ố thực
ực hiện
ệ
các phép toán học)
6- Sinks ( Các khối hiển thị)
7- Sources( Các khối nguồn)

15-05-2013



14


Các khối dùng
g chung
g
•
•
•

•
•
•

15-05-2013

Gain khuếch đại

Constant hằng số
S
Step
đầ ra thay
đầu
h đổi theo
h xung step
nhảy bậc 1(t)
Integrator khâu tích phân
Scope
p hiển thị sóng
g
sum khối tính tổng đại số các tín
hiệu cùng loại



15


Khối
ố trong miền
ề liên tục
•
•
•
•
•

•

•

Derivative
Deri
ati e khối vii phân
State Space không gian trạng thái
Transfer Fcn khối hàm truyền
Constant hằng
g số
Step đầu ra thay đổi theo xung
step nhảy bậc 1(t)
Integrator khâu tích phân
Transport delay khối hàm trễ

15-05-2013



16


Khối
ố hiển
ể thị
•
•
•
•

•

15-05-2013

Display hiển thị kết quả
Scope hiển thị sóng
To file liên kết với file khác
To work sapce đưa kết quả ra không
gian trạng thái
XY Graph hiển thị kết quả trên đồ thị
Oxy



17


Khối nguồn
g
•
•
•

15-05-2013

Ramp hàm tăng tuyến tính y=x
Sine Wave hàm tín hiệu hình sin
Step hàm nhảy 1 đơn vị 1(t)

18


Ví dụ
d dùng
dù Simulink
Si li k
Mở một chương trình mới đuôi là *.mdl
Thực hiện lấy các khối theo yêu cầu
trong các thư viện trên bằng thao tác
kéo/thả, chú ý bộ điều khiển PID được
lấy ở SML/Simulink Extras/Addtional Linear

bộ điều khiển
PID

15-05-2013



19


Mô phỏng chỉnh định tham số
Kích đúp vào bộ điều
khiển, rồi chỉnh định bộ
điều khiển trên cửa sổ
tham số

Ví dụ khi có và không

có bộ điều khiển PID

15-05-2013



20


Hiển thị kết quả

Sau khi có bộ điều
khiển chất lượng của
hệ thống tốt hơn!

15-05-2013



21


CHÚC CÁC BẠN HỌC TỐT!

15-05-2013



22