MATLAB Simulink Seminer2006

SİMULİNK Temel Seviye Semineri®

Yrd.Doç.Dr. Aslan İNANYrd.Doç.Dr. Aslan İNAN (Elektrik Mühendisliği Bölümü)(Elektrik Mühendisliği Bölümü)

E-posta: [email protected] E-posta: [email protected]

Web: www.yildiz.edu.tr/~inanWeb: www.yildiz.edu.tr/~inan

Matlab/Simulink Semineri-2006

2

SEMİNER AKIŞISEMİNER AKIŞI

• Simulink Temel Kullanımı (Aslan İNAN)- Statik Simulasyon Örneği- Dinamik Simulasyon Örneği- Makina Kütle-Yay Örneği- Elektrik Devresi Örneği

5 dk ara

• Uygulamalar (Bülent VURAL)- Real Time Windows Target (DC Motor Kontrolu)- xPC Target (Step Motor Kontrolu)- State Flow+Real Time Windows Target (Kayan LED

Uygulaması)


3

SİMULİNK EĞİTİMİSİMULİNK EĞİTİMİ

MATLAB ve SİMULİNK KURSU

YTÜ

İnsan Kaynakları Geliştirme Merkezi

Web adresi: http://www.ikgm.yildiz.edu.tr

Tel: (212) 236 4178 - 236 85 70

(212) 259 7070 - 2788 veya 2681


4

SİMÜLASYON NEDİR?SİMÜLASYON NEDİR?

• Bir bilgisayar modeli, bir kişi, bina, araç, ağaç gibi herhangi bir nesnenin matematiksel gösterimidir. Model, rüzgar hareketleri, trafik akışı, yaylanma gibi bir işlemin gösterimi de olabilir.

• En geniş kapsamı ile simulation (benzetim), gerçek veya teorik fiziksel bir sistemin bilgisayar üzerinde tasarlanma disiplini ve analiz işlemidir.

• Benzetim tekniği, bir model aracılığı ile gerçek bir sistemin temsil edilmesini sağlar.


5

SİMÜLASYON TÜRLERİSİMÜLASYON TÜRLERİ

Ayrık ve Sürekli Olay Modelleri

Statik ve Dinamik Modeller

Açık Döngülü ve Kapalı Döngülü Modeller

Stokastik ve Deterministik Modeller


6

Kesikli ve Sürekli Modeller

Ayrık bir olay (discrete), zamanın tek bir noktasında oluşan ani bir harekettir. Hava alanına inen bir uçak, bankaya giren bir müşteri ya da bir döngüyü bitiren bir hareket ayrık (kesikli) olaylara örneklerdir.

Sürekli olaylar ise (continuous), Zamana bağlı olarak kesilmeden devam eden (arası olmayan) hareketlerdir. Gün içindeki bir gölün suyunun sıcaklığının düşmesi ve yükselmesi, benzinin tankere boşaltılması ve kimyasal dönüşümler örnek olarak verebilir. Matematiksel olarak modellenirken çoğu kez diferansiyel denklemlerden yaralanılır.


7

Statik ve Dinamik Modeller

Statik model, zamandan etkilenmeyen modellerdir.

Modelin durumu zamana göre değişiklik göstermez.

Dinamik model, zamandan etkilenen modellerdir. Bir simülasyon süresi söz konusudur.


8

Açık/Kapalı Döngülü Modeller

Açık Döngü (çevrim): Sisteme bir geri besleme sağlamadan sistemin çıktılarının varolduğu yani girişin çıkış işaretinden etkilenmediği sistemlerdir.

Kapalı Döngü (çevrim): Sistem işlemlerinin sonuçları, benzetim modeline bir sonraki işlemin değişikliği için geri döndüğü benzetimdir.


9

Stokastik/Deterministik Modeller

Stokastik modeller, bir veya daha fazla rasgele değişkene dayanan modellerdir. Bu yüzden gerçek sistem davranışını, yalnızca tahmini olarak ortaya koyabilir.

Deterministlik modeller ise rasgele olmayan girdi değişkenine sahip olan modellerdir. Deterministlik modellerdeki hareketler her zaman aynıdır ve aynı çıktıları üretir.


10

MATLAMATLAB/SİMULİNK GİRİŞB/SİMULİNK GİRİŞ

Simulink (Simulation_and_Link), dinamik sistemlerin modellenmesi, simülasyonu ve analizi için kullanılan bir yazılım paketidir. Son yıllarda akademik ve endüstriyel ortamlarda yaygın biçimde kullanılmaktadır. Simulink,

İş akış kontrolü Isı, soğutma, süsbansiyon ve fren sistemleri Sayısal İşaret İşleme ve haberleşmeDiferansiyel denklem çözümüDurum-uzay modelleriTransfer fonksiyonlarıNeuro-Fuzzy sistem modellemeElektrik devre çözümüKontrol sistemleri (Uçuş kontrol, PID kontrolü) Dış ortam ile veri alışverişiUzaktan ve Web temelli kontrol

gibi birçok elektrik, elektronik, finans, mekanik ve termodinamik gerçek dünya sistemini simüle edebilir.


11


Bir MATLAB arayüzü olan Simulink’te bir modelleme işlemi için:

• Simge sürekleme-bırak mantığı ile taşınan bloklar kullanılır.

• Matlab kodu yazmak yerine, işlem blokları birbirine bağlanarak model diyagramları oluşturulur.

• Blok simgeleri, sistemin girişlerini, sistemin parçalarını veya sistemin çıkışlarını gösterir.


12


• Simulink’in bir diğer önemli özelliği de Matlab ortamı ile etkileşimli işlem görmesidir:

Simulink çıkış sonuçları, Matlab çalışma ortamına gönderilebilir ya da bu ortamdan veri kullanılabilir.

Simulink modelleri, setparam ve getparam komutları kullanılarak programlama (.m) dosyalarıyla kontrol edilebilir.

Simulink, GUI yapısı ile interaktif bir ortam oluşturarak kullanılabilir.


13


Bir dinamik sistemin simülasyonu, iki adımlık bir Simulink işlemidir:

• İlk önce Simulink model editörü kullanılarak dinamik sistemin girişi, durumu ve çıkışı arasında zaman bağımlı matematiksel ilişkisini (nümerik, türev, diferansiyel denklemler vb) grafiksel olarak gösteren bir blok diyagramı oluşturulur.

• İkinci adımda belirlenen bir zaman aralığı içerisinde modellenen sistem çalıştırılır yani simüle edilir.


14

SİMULİNK’i ÇALIŞTIRMAKSİMULİNK’i ÇALIŞTIRMAK

•Simulink’i çalıştırmak için: - Komut satırına >> simulink yazınız

ya da - Matlab araç çubuğundan Simulink simgesini tıklayınız.

•Simulink model dosyalarının uzantısı .mdl (model) şeklindedir.•Matlab komut (>>…) ekranından simulink dosya adını yazarak direkt olarak model penceresine geçebilirsiniz ya da klasik dosya açma yöntemlerinden biri ile dosyayı bulup üzerine çift tıklayabilirsiniz


15

SİMULİNK EKRANISİMULİNK EKRANI

Blockset kütüphaneleri özelleştirilmiş konu bazlı bloklar içerir.

•SimMechanics

•SimPowerSystems


16

Statik Modelleme: Santigrat dereceden fahrenhayta dönüşüm yapan bir denklemin modellenmesi

Aşağıdaki bloklar, model penceresine taşınarak şekildeki model kurulur.1.Sources Ramp2.Math Gain ve Sum3.Sinks Display

Statik Model ÖrneğiStatik Model Örneği


17

1. Derece Dif. Denklem Çözümü

Başlangıç şartı x(0)=-1

dt

dx

)2sin(3 tdt

dx

Simülasyon diyagramı aşağıdaki blokları içerir:•Giriş --> Fonksiyon, 3 sin(2t) •Çıkış --> Çözüm, dx/dt •Parametre --> Başlangıç şartı, x(0) = -1 •Operatör --> Integrator bloğu

Sürekli Sistem Modellemesi


18

1. Derece Dif. Denklem Çözümü

Başlangıç şartı x(0)=-1

dt

dx

)2sin(3 tdt

dx

SinWave Bloğu: Amplitude = -3 Frequency = 2

Integrator Bloğu: Initial Condition= -1


19

Fiziksel bir sistemin dinamik modellemesi

- Başlangıç şartları: x(0) = 0 ve dx/dt(0) = 0 - Giriş: f(t), t=0’da genliği 3 olan adım fonksiyonu - Kütle, m = 0.25 - Sönüm katsayısı, c = 0.5 - Yay sabiti, k = 1

Model Denklemi:

Kütle-Yay-Damper Modeli

c

f(t)

x1

k1,L01

m1


20

Fiziksel bir sistemin dinamik modellemesi


21

Ayrık bir sistemin modellemesi

Fark Denklemi: x(n+2)=1.5*x(n+1)-0.5*x(n)

y(n)=x(n)

x(0)=0.5 ve x(1)=2.0

t=10.0


22

Transfer Fonksiyon Örneği

2

s+2

Transfer FcnStep Scope


23

Transfer Fonksiyon Örneği

1

2s +0.7s+12

Transfer FcnStep Scope


24

Elektrik Devresi Örneği

Şekildeki elektrik devresinde 1 Ohm’luk direçten geçen akımı bulunuz.

8 ohm

2 A

4 Ohm

1 Ohm64 V


25

MATLAB GUI+SİMULİNKMATLAB GUI+SİMULİNK


26

KATILDIĞINIZ İÇİN KATILDIĞINIZ İÇİN

TEŞEKKÜRLERTEŞEKKÜRLER

Documents

MATLAB Simulink Seminer2006