Mô phỏng điều khiển động cơ bằng PID, Matlab ( Luận án tốt nghiệp )

Luận án tốt nghiệp

Trang 1

CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU SƠ LƯC VỀ MATLAB
I.TÌM HIỂU VỀ CÔNG TY MATHWORKS:
Công ty MathWorks được thành lập vào năm 1984 là một
công ty hàng đầu về việc cung cấp và phát triển phần mềm
kó thuật cho máy tính. Công ty có hơn 500 nhân viên đang làm
việc cho hai văn phòng chính ở Mỹ và Anh quốc.
Mọi chi tiết về việc tổ chức, nhân sự và đào tạo phát
triển xin xem thêm tại điạ chỉ WebSite : http:/ www.Mathworks.com/

II.GIỚI THIỆU CƠ SỞ MATLAB:
II.1. Giới thiệu chương trình MATLAB:
Chương trình MATLAB là một chương trình viết cho máy tính PC
nhằm hỗ trợ cho các tính toán khoa học và kó thuật với các
phần tử cơ bản là ma trận trên máy tính cá nhân do công ty
"The MATHWORKS" viết ra.
Thuật ngữ MATLAB có được là do hai từ MATRIX và
LABORATORYghép lại. Chương trình này hiện đang được sử dụng
nhiều trong nghiên cứu các vấn đề tính toán của các bài toán
kó thuật như: Lý thuyết điều khiển tự động, kó thuật thống kê
xác suất, xử lý số các tín hiệu, phân tích dữ liệu, dự báo
chuổi quan sát, v.v…
MATLAB được điều khiển bởi các tập lệnh, tác động qua
bàn phím. Nó cũng cho phép một khả năng lập trình với cú
pháp thông dịch lệnh – còn gọi là Script file. Các lệnh hay bộ
lệnh của MATLAB lên đến số hàng trăm và ngày càng được
mở rộng bởi các phần TOOLS BOX( thư viện trợ giúp) hay thông

qua các hàm ứng dụng được xây dựng từ người sử dụng.
MATLAB có hơn 25 TOOLS BOX để trợ giúp cho việc khảo sát
những vấn đề có liên quan trên. TOOL BOX SIMULINK là phần
mở rộng của MATLAB, sử dụng để mô phỏng các hệ thống
động học một cách nhanh chóng và tiện lợi.
MATLAB 3.5 trở xuống hoạt động trong môi trường MS-DOS.
MATLAB 4.0, 4.2, 5.1, 5.2, … hoạt động trong môi trường
WINDOWS. Các version 4.0, 4.2 muốn hoạt động tốt phải sử dụng
cùng với WINWORD 6.0. Hiện tại đã có version 5.31 (kham khảo
từ Website của công ty). Chương trình Matlab có thể chạy liên kết
với các chương trình ngôn ngữ cấp cao như C, C++, Fortran, …
Việc cài đặt MATLAB thật dễ dàng và ta cần chú ý việc dùng

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp

Trang 2

thêm vào các thư viện trợ giúp hay muốn liên kết phần mềm
này với một vài ngôn ngữ cấp cao.
Còn các version MATLAB khác thì làm việc với hệ điều
hành UNIX.

Hình 1.1 : Khởi động MATLAB từ môi trường
WINDOWS

Hình 1.2 : Giao diện biểu tượng của MATLAB (Version
5.1)
Việc khởi động MATLAB trên mỗi hệ thống khác nhau. Trong
môi trường WINDOWS hay MACINTOSH, chương trình thường được
khởi động thông qua việc nhắp chuột trên các icon hay còn gọi
là biểu tượng. Còn với môi trường UNIX, MS-DOS ,việc khởi
động thông qua dòng lệnh:

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp

Trang 3

:\ MATLAB 
Giao diện của MATLAB sử dụng hai cửa sổ: cửa sổ lệnh
(command window) và cửa sổ đồ thị (Figure window).

Hình 1.3 : Giao diện cửa sổ lệnh của MATLAB khi khởi
động xong
-

Cửa sổ lệnh dùng để đưa lệnh và dữ liệu vào đồng
thời in ra kết quả.
Cửa sổ đồ thị trợ giúp cho việc truy xuất đồ họa để thể
hiện những lệnh hay kết quả đầu ra dưới dạng đồ họa.

Hình 1.4 : Giao diện cửa sổ đồ thị của MATLAB
Việc ngắt chương trình đang thực hiện hoặc các chương trình
không đúng theo yêu cầu đều được thông qua phím nóng Ctrl +
C.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp

Trang 4

Để thoát khỏi chương trình MATLAB ta có thể dùng lệnh
>> exit  hoặc >> quit  (  : nhấn ENTER)
hoặc từ menu thả xuống hoặc nhấn vào trên góc phải
màn hình của cửa sổ chính MATLAB.
MATLAB được điều khiển bằng những câu lệnh được kết
hợp theo một trật tự nhất định và gọi đó là chương trình. Chương
trình chứa nhiều câu lệnh và những hàm chức năng để giải
những bài toán lớn hơn.
Các câu lệnh trong MATLAB rất mạnh và có những vấn
đề chỉ cần một câu lệnh là đủ giải quyết bài toán. Mô
phỏng trong MATLAB sẽ cho ta hình ảnh tọa độ không gian hai
chiều (2D) và ba chiều(3D).
II.2. Các phím chức năng đặt biệt (chuyên dùng) và
các lệnh dùng cho hệ thống:
Ctrl + P hoặc 
Ctrl + n hoặc 

Ctrl + f

hoặc 

Ctrl + b hoặc 

Gọi lại lệnh vừa thực hiện trước đó từ của
sổ lệnh của MATLAB
Gọi lại lệnh đã đánh vào trước đó
Chuyển con trỏ sang phải một kí tự
Chuyển con trỏ sang trái một kí tự.

Ctrl + l hoặc Ctrl
Chuyển con trỏ sang phải một từ
+
Chuyển con trỏ sang trái một từ

Ctrl + r
Ctrl + 

hoặc

Ctrl + a
HOME

hoặc Xoá cho đến dòng cuối cùng

Chuyển con trỏ về đầu dòng.

Ctrl + k

Các lệnh hệ thống :
Các lệnh trên cũng như sau này được viết từ cửa sổ lệnh
của MATLAB
Casesen
of

Bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa và chữ thường
Sử dụng thuộc tính chữ hoa và chữ thường.

Casesen
on

Xóa cửa sổ dòng lệnh

Clc

Xó cửa sổ đồ họa

Clf

Lệnh in ra một xâu kí tự cho biệt loại máy tính.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
computer

Trang 5

Thoát khỏi chương trình MATLAB

exit hoặc Dừng chương trình khi nó rơi vào tình trạng lặp không
quit
kết thúc .
Ctrl + C

Xem trợ giúp

help

Nhập dữ liệu từ bàn phím.

input

Tải các biến đã lưu trong một file đưa vào vùng
làm việc.

load
Ngừng tạm thời chương trình.
pause
Lưu giữ các biến vào file có tên là matlab.mat
save
Demo

Lệnh cho phép xem các chương trình mẫu (minh họa
khả năng làm việc của MATLAB).

Edit

Lệnh để vào cửa sổ soạn thảo (dùng để viết
một chương trình)

II.3.Biến trong Matlab :
Tên các biến trong MATLAB có thể dài 19 kí tự bao gồm các
chữ cái cùng các chữ số cũng như một vài kí tự đặc
biệt khác nhưng luôn phải bắt đầu bằng chữ cái. Tên
các hàm đã được đặt cũng có thể được sử dụng làm
tên của biến với điều kiện hàm này sẽ không được sử
dụng trong suốt quá trình tồn tại của biến cho đến khi có
lệnh clear xoá các biến trong bộ nhớ hay clear + tên của
biến.
Bình thường Matlab có sự phân biệt các biến tạo bởi chữ cái
thường và chữ cái hoa.Các lệnh trong Matlab nói chung thường
sử dụng chữ cái thường. Việc phân biệt đó có thể đươc bỏ
qua nếu chúng ta thực hiện lệnh.
>> casensen off % bỏ thuộc tính phân biệt chữ hoa và chữ
thường.
Việc kiểm tra sự tồn tại của các biến trong bộ nhớ thông bộ
qua lệnh.
who
Hiển thị danh sách các biến đã được định nghóa.
whos

Hiển thị các biến đã được định nghóa cùng kích
thước của chúng và thông báo chúng có phải
là số phức không.

who global
Hiển thị các biến cục bộ.
exist(name
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
srt)

Trang 6

Hiển thị các biến phụ thuộc vào cách các biến
được định nghóa trong chuỗi namestr. Hàm sẽ trả lại
giá trị sau:
Nếu namestr là tên của một biến.
Nếu namestr là tên của một file.m.
Nếu namestr là tên của một Mex file
Nếu namestr là tên của hàm dịch bởi Simulink.
Nếu namestr là tên của hàm được định nghóa
trước bởi Matlab.
Độ lớn của biến

Độ lớn hay chiều dài của biến vector cũng như ma trận có
thể được xác định thông qua một số hàm có sẵn của Matlab.
size (A)

[ m n]
size(A)

size(A ,p)
size (x)

Cho ra một vector chứa kích thước ma trận A.
Phần tử đầu tiên của vector là số hàng
của ma trận, phần tử thứ hai là số cột của
matrận.
=
Trả giá trị độ lớn của ma trận A vào vector
xác định bởi hai biến m và n .
Đưa ra số hàng của ma trận A nếu p=1 và
số cột của A nếu p 2

lengh(x)

Đưa ra vector mô tả độ lớn của vector x. Nếu
x là vector hàng m phần tử thì giá trị đầu
của vector là m và giá trị thứ hai là 1.
Trường hợp x là vector cột n thì giá trị thứ
nhất sẽ là 1 và thứ hai là n.

lengh(A)

Trả giá trị chiều dài của vector x
Trả giá trị chiều dài cuả ma trận A . Giá trị
thu được sẽ là m nếu m>n và ngược lại sẽ
là n nếu n>m.

II.4.Các lệnh thông dụng trong đồ họa Matlab:
Matlab rất mạnh trong việc xử lý đồ họa, cho hình ảnh minh

họa một cách sinh động và trực quan trong không gian 2D và 3D
mà không cần đến nhiều dòng lệnh.
plot (x,y)

Vẽ đồ thị trong tọa độ (x,y)

plot (x,y,z) Vẽ đồ thị theo tọa độ ( x,y ,z)

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp

Trang 7

title

Đưa các tiêu đề vào trong hình vẽ.

xlabel

Đưa các nhãn theo chiều x của đồ thị.

ylabel

Đưa các nhãn theo chiều y của đồ thị.

zlabel

grid

Đưa các nhãn theo chiều z của đồ thị.
Hiển thị lưới trên đồ thị

plot (y)

Vẽ đồ thị theo y bỏ qua chỉ số theo y.
Nếu y là số phức (complex) thì đồ thị được vẽ là
phần thực và phần ảo của y

plot
(x,y,S)

Vẽ theo x,y ; S: là các chỉ số về màu sắc và kiểu
đường theo biến str của các đường trên đồ thị được
liệt kê ở dưới.

plot(x,y,z
…,S)

Vẽ theo x,y,z…; S: là các chỉ số về màu sắc và
kiểu đường theo biến str của các đường được liệt
kê ở dưới.

polar (x,y)

Vẽ đồ thị theo hệ trục tọa độ cực

bar

Vẽ đồ thị dạng cột

Các chỉ số về màu sắc:
Giá trị cuả biến Str trong hàm plot về màu sắc hay kiều
dáng của đường được liệt kê theo bảng dưới đây.
Kiểu đường
Màu sắc
.
: Điểm
Y: vàng
* : Sao
G : xanh lá cây
X : Chữ cái x
M : đỏ tươi
O : Chữ cái o
B : xanh lam
+ : Dấu cộng
C : xanh lá mạ.
: Đường liền nét
W : màu trắng
-- : Đường đứt nét
R : đỏ
-. : Đường chấm gạch
K : đen
:
: Đường chấm
Ví dụ về đồ họa bề mặt (3D)

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUAÃN


Luận án tốt nghiệp

Trang 8

Ngoài các lệnh cơ bản trên còn có các lệnh liên quan đến
vẽ đồ thị Vector, vẽ đồ thị theo hệ trục loga,các lệnh liên quan
đến đồ họa bề mặt (3D) ,các lệnh liên quan đến việc kiểm
soát đồ thị…
II.5 .Các dạng file sử dụng trong MATLAB:
II.5 .1. Script file (M-files):
Các chương trình do người sử dụng soạn thảo ra được lưu trữ
trong các file có phần mở rộng là *.m. File dạng này còn được
gọi là Script file. File được dưới dạng kí tự ASCII và có thể sử
dụng trong các chương trình soạn thảo nói chung để tạo nó.
Ta có thể chạy các file giống như các lệnh, thủ tục của
MATLAB. Tức là gõ tên file không cần có phần mở rộng sau đó
Enter. Khi sử dụng nội dung của file không được hiển thị trên
màn hình.
Trong Simulink sơ đồ mô phỏng cũûng được lưu dưới dạng *.m
(trong các version 5.x trở lên thì được lưu dưới dạng * .mdl) nhưng
được gọi là S-function.
Một số lệnh hệ thống tương tác với *.m files thường gặp
ech
o

Lệnh cho phép xem các lệnh có trong *.m files khi chúng

được thực hiện.

type Lệnh cho phép xem nội dung,ngầm định file ở dạng M-file
wha
t

Lệnh này cho biết tất cả các file M –file và Mat-file có
trong vùng làm việc hiện hành hay không.
Một ví dụ về Script file:

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp

Trang 9

II.5.2.Files dữ liệu:
Các ma trận biểu diễn thông tin được lưu trữ trong các files
dữ liệu. Matlab phân biệt hai loại file dữ liệu khác nhau Mat- files
và ASCII files.
Mat – files lưu trữ các dữ liệu ở dạng số nhị phân, còn các
ASCII- files lưu các dữ liệu dưới dạng các kí tự. Mat-file thích hợp
cho dữ liệu được tạo ra hoặc được sử dụng bởi chương trình
MATLAB. ASCII- files được sử dụng khi các dữ liệu được chia xẻ
(export –import) với các chương trình của MATLAB
.
ASCII- files có thể được tạo bởi các chương trình soạn thảo

nói chung hay các chương trình soạn thảo bằng ngôn ngữ máy.
Nó có thể được tạo ra bởi chương trình Matlab bằng cách sử
dụng câu lệnh sau đây:
>> save <tên file>.dat <tên ma trận>./ascii;
Nhìn chung Mat lab rất mạnh trong việc mô phỏng cho các bài
toán kó thuật. Phần mềm Matlab hiện nay đã trở nên thông
dụng và là công cụ đắc lực cho việc giảng dạy, ứng dụng trong
nghiên cứu ở các trường đại học.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
10

Trang

CHƯƠNG II
CÁCH KẾT NỐI VÀ CÁC THUỘC TÍNH
CỦA BLOCKS
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 dựïng 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
LIBRARY:

VỀ

II.1 CÁCH KHỞI TẠO
PHỎNG:

SIMULINK

VÀ

CÁC

SIMULINK VÀ VẼ

BLOCKS

SƠ ĐỒ

MÔ

II.1.1 Khởi tạo SIMULINK:
Để vào Simulink trong Matlab, ta từ cửa sổ lệnh của Matlab
đánh dòng lệnh:
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUAÃN


Luận án tốt nghiệp
11

Trang

>> simulink 
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.

Hình 2.5 : Cách vào toolbox SIMULINK trong
MATLAB
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)…………

Hình 2.6 : Màn hình cửa sổ thư viện
SIMULINK
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

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
12

Trang

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.
3 . Chọn các block ở các thư viện thích hợp:

Hình 2.7 : Mô hình phân tích sóng hình sin

Hỉnh 2.8 : Chọn vẽ một Model (Scheme) mới
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.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
13

Trang

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 di chuyển khối ta có thể thấy khối và tên của nó di
chuyển cùng với con trỏ chuột.

Hình 2.9 : Cửa sổ thư viện Phầàn Nguồn tín hiệu.
(SOURCES)

Hình 2.10 : Khối và tên di chuyển cùng
khối .
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.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
14

Trang

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

Hình 2.11. Cửa sổ sơ đồ với các khối đã
được copy.

OUTPUT PORT

INPUT PORT

Hình 1.12 .Đầu vào - ra của một khối
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.

Hình 2.13. Cửa sổ thông số khối Mux.
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
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
15

Trang

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.

Hình 2.14. Cửa sổ mô hình trước khi nối
dây.

Hình 2.15. Cửa sổ mô hình khi đang nối
dây.
Bạn có thể nối bằng cách nhả phím chuột khi con trỏ ở
bên trong khối. Khi đó đường nối sẽ nối vào cổng gần vị trí
con trỏ nhất.

Hình 2.15. Hình khôí Sin đã nối vào trên
khối Mux.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
16

Trang

Phần lớn các đường nối đi từ đầu ra của một khối tới
đầu vào của một khối khác. Có đường nối từ một đường
nào đó đi tới đầu vào của một khối ta gọi đó là đường rẽ
nhánh.
Việc vẽ đường rẽ nhánh có sự khác biệt so với vẽ đường
nối chính. Để vẽ được rẽ nhánh ta thực việc như sau:
1. Đặt con trỏ vào điểm cần vẽ đường rẽ nhánh.

Hình 2.16. Con trỏ đặt vào điểm cần rẽ
nhánh.
2. n phím Ctrl + giữ phím trái chuột ,kéo con trỏ chuột tới
đầu vào của khối.
3. Nhả phím chuột, Simulink sẽ vẽ một đường từ điểm bắt
đầu tới cổng vào của khối.
Tuy nhiên chúng ta cũng có thể nối dây từ đầu vào (đầu
ra) của một khối tới đường nối chính, mà không cần giữ phím
Ctrl . Tuy nhiên việc nối dây sẽ bất tiện do mối nối hình thành
không theo ý muốn hoặc không nối được.

Hình 2.17.Một đoạn dây không như ý .
Kết thúc việc nối dây, mô hình được hiển thị như trên hình
2.19.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
17

Trang

Tuy nhiên trong quá trình nối dây có thể có những đưòng
nối dây không như ý ta muốn, ta có thể bỏ đi hoặc sử a chữa
lại bằng cách nhấp chuột vào đoạn dây đó, sau đó ta nhấn
phín Delete hoặc di chuyển đoạn dây để sửa lại.

Hình 2.18. Một đoạn dây đã được chọn.

Hình 2. 19. Cửa sổ mô hình đã được vẽ
xong.
Bây giờ ta mở khối Scope để hiển thị tín hiệu ra và chạy
mô phỏng trong 10s. Đầu tiên ta phải đặt thông số mô phỏng
bằng lệnh Parameter trong menu Simulation. Đặt thời gian mô
phỏng (Stop time) là 10.0. Sau đó nhấn vào Apply để Simulink áp
dụng các thông số do ta đặt và đóng hộp hội thoại bằng cách
nhấn vào Close.

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN

Luận án tốt nghiệp
18

Trang

Hình 2.20 . Hộp hội thoại Parameter của
Simulink
Chọn Start trong menu Simulation để chạy mô phỏng và ta
Double Click vào khối Scope để xem dạng sóng ra của tín hiệu.
Muốn dừng mô phỏng thì chọn Stop hay Pause từ menu
Simulation.

Hình 2.21 . Cửa sổ hiển thị tín hiệu ra của sơ
đồ.
Để lưu sơ đồ này ta chọn Save từ menu File, nhập tên file.
File này sẽ chứa mô hình đã vẽ.
II.2 CÁC BLOCKS LIBRARY:
Sau đây là các BLOCK LIBRARY của Simulink. Giúp cho có
cách nhìn khái quát thư viện của Simulink.

Hình 2.22: Thư viện Phần Rời Rạc (DISCRETE)

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
19

Trang

Hình 2.23 : Thư viện Đồ thị (SINKS)

Hình 2.24 : : Thư viện Phần Tuyến tính (LINEAR)

Hình 2.24:Thư viện Phần Phi Tuyến (NONLINEAR)

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
20

Trang

Hình 2.26: Thư viện Phần Đầu Nối (CONECTIONS)

Hình 2.27: Thư viện BLOCKSETS và TOOLBOXES

III. THUỘC TÍNH CỦA MỘT BLOCK VÀ CÁC PHƯƠNG
PHÁP GIẢI BÀI TOÁN TRONG SIMULINK.
Như chúng ta đã biết phần tử để xây dựng nên một sơ
đồ trong Simulink đó chính là Block. Một Block được quy định bởi
hai thuộc tính: Văn phong và cấu trúc.
Thuộc tính về văn phong được mô tả trong bản Style:

Style
Drop Shadows
Orientation
Title
Font…
Foreground Color
Background Color
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUAÃN


Luận án tốt nghiệp
21

Trang

Screen Color
Bao gồm :
 Drop Shadows : Bật tắt bóng của Block.

Orientation
: Định hướng chọn Block. Sự định hướng này
có thể chọn phím nóng Ctrl +R để xoay 90 0 hoặc Ctrl + F
để xoay 1800
 Title
: Đặt tên cho Block.
Displayed
Hidden
Top/Left

Bottom/Right

Hiện tên Block
Ẩn tên Block
Tên của Block nằm trên
đỉnh block hay bên trái.
Tên của Block nằm ở dươí
block hay bên phải.

 Font :Định dạng Font cho Block
 Color : màu nền, khung màu chữ cho Block.
Thuộc tính về cấu trúc được mô tả trong hộp hội thoại của
Block. Mở nó bằng cách Double Click chuột vào biểu tượng Block.
Trong hộp hội thoại có những thành phần sau:
 Tên khối (block name)
 Mô tả ngắn gọn về đặt điểm của khối (Brief explanation)
 Những mảng thông số (parameters) nếu khối đó cần
những thông số.
 Giải thích về đặc điểm của khối. (Help button)
Những mô tả về những cấu trúc thuộc tính của
blocks trong Simulink sẽ được mô tả trong chương III.

các

Block
name
Brief
explanatio
n

Parameter

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

For further
information
SVTH :NGUYỄN THANH DUAÃN


Luận án tốt nghiệp
22

Trang

Hình 2.28: Thuộc tính cấu trúc của
một Block
III.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 và 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 và 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.

CHƯƠNG III
BLOCKS LIBRARY

(Các khối chức năng trong thư viện Simulink)

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUAÃN


Luận án tốt nghiệp
23

Trang

Những khối của SIMULINK được mô tả trong chương này.
Những mô tả trong chương này là những mô tả ngắn gọn giúp
ích cho việc tra cứu và sử dụng.
Theo đó, tất cả các khối được xem như có thể làm việc
trong môi trường đa biến (có hướng) và vô hướng.

III. 1 . SOURCES:
Đây là nhóm bao gồm các khối phát và nhận tín hiệu .

Màn hình
hiển thị
1.CLOCK :
Cung cấp vector theo thời gian
Mở trong suốt thời gian mô phỏng, hiển thị thời gian liên
tục mà cuộc mô phỏng đang xảy ra. Điểm quan trọng là Clock
không phải là khối phát thời gian, mà chỉ là khối hiển thị
thời gian mô phỏng. Được phép nối với To Workspace để chuyển
vector thời gian vào trong Matlab.

Màn hình cài đặt thông số

là hằng số
2. CONSTANT:
Phát ra giá trị là hằng số
Những thông số : Giá trị constant.
3. Sine Wave:
Khối phát ra sóng có dạng sin.
Những thông số : Giá trị biên độ, tần số ( rad/s, hezt),
pha, thời gian lấy mẫu (chỉ áp dụng cho hệ gián đoạn).

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
24

Trang

Màn hình cài đặt thông số
cho khối sin
4. Signal Generator:

Cung cấp cho 4 dạng sóng khác nhau (giống như máy phát
sóng):
+ Sóng Sin
+ Sóng vuông (square)
+ Sóng răng cưa (sawtooth)
+ Sóng ngẩu nhiên ( random).
Những thông số : Dạng sóng, giá trị biên độ (giá trị

đỉnh), tần số, đơn vị tần số.
Nhũng giá trị này có thể thay đổi trong quá trình mô
phỏng.
5. Repeating sequency:
Lặp lại dạng sóng đã cho một cách tuần tự
Những thông số : vector thời gian và quan hệ giá trị
của hàm vector (cùng chiều)

GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN


Luận án tốt nghiệp
25

Trang

Khi mô phỏng thời gian rơi vào trong phạm vi của vector
thời gian của ngõ ra thì nó được xem như From Workspace. Nói
cách khác, hàm này là phần mở rộng bởi một dạng sóng cơ
bản có chu kì lặp. Tín hiệu được phát ra với chu kì tuần hoàn có
biên độ bằng vector.
6. Step input:
Phát ra dạng sóng có tính chất hàm bước:

Những thông số : Thời gian chuyển đổi (Steptime), giá trị
đầu, giá trị cuối.
Thời gian chuyển đổi có thể âm và điều kiện đầu có
thể lớn hơn giá trị cuối 1 đơn vị.

7. Chirp Signal:

Phát ra một tín hiệu mà tần số tăng tuyến tính theo thời
gian .
Những thông số :
cần đặt (s),tần số tại thời
gian đích.

Tần số ban đầu (Hz), thời gian đích

Khối này được dùng trong việc phân tích phổ của hệ
không tuyến tính. Tần số đặt
ban đầu có thể lớn hơn tại tần số đặt cuối cùng. Nhưng
sau thời gian đích đã đặt tần
số bắt đầu tăng lên.
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM

SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN