MATLAB Simulink Seminer2006
-
Upload
fevzi-tezcan -
Category
Documents
-
view
67 -
download
5
Transcript of 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)
Matlab/Simulink Semineri-2006
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
Matlab/Simulink Semineri-2006
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
5
SİMÜLASYON TÜRLERİSİMÜLASYON TÜRLERİ
Ayrık ve Sürekli Olay Modelleri
Statik ve Dinamik Modeller
Açık Döngülü ve Kapalı Döngülü Modeller
Stokastik ve Deterministik Modeller
Matlab/Simulink Semineri-2006
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
11
MATLAMATLAB/SİMULİNK GİRİŞB/SİMULİNK GİRİŞ
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
12
MATLAMATLAB/SİMULİNK GİRİŞB/SİMULİNK GİRİŞ
• 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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
13
MATLAMATLAB/SİMULİNK GİRİŞB/SİMULİNK GİRİŞ
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.
Matlab/Simulink Semineri-2006
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
Matlab/Simulink Semineri-2006
15
SİMULİNK EKRANISİMULİNK EKRANI
Blockset kütüphaneleri özelleştirilmiş konu bazlı bloklar içerir.
•SimMechanics
•SimPowerSystems
Matlab/Simulink Semineri-2006
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
Matlab/Simulink Semineri-2006
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
Matlab/Simulink Semineri-2006
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
Matlab/Simulink Semineri-2006
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
Matlab/Simulink Semineri-2006
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
Matlab/Simulink Semineri-2006
24
Elektrik Devresi Örneği
Şekildeki elektrik devresinde 1 Ohm’luk direçten geçen akımı bulunuz.
8 ohm
2 A
4 Ohm
1 Ohm64 V