12 o Εργαστήριο Σ.Α.Ε

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα 12 o Εργαστήριο Σ.Α.Ε Ενότητα: Προσομοίωση Σ.Α.Ε. με SIMULINK Aναστασία Βελώνη Τμήμα Η.Υ.Σ

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Σκοποί ενότητας Το Simulink μοντελοποιεί, προσoμοιώνει και αναλύει δυναμικά συστήματα. Σκοπός αυτής της εργαστηριακής είναι να δείξει πως μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε το Simulink ώστε να προσομοιώσουμε τα Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. 4

Περιεχόμενα ενότητας Matlab και Simulink Βασικά Χαρακτηριστικά του SIMULINK Κατασκευή ενός Απλού Μοντέλου Πορεία Εργασίας Παραδείγματα για Εξάσκηση Εφαρμογές στα Ψηφιακά Σ.Α.Ε με το SIMULINK 5

Matlab και Simulink MATLAB Πανίσχυρη πλατφόρμα γλώσσα υψηλού επιπέδου για ανάπτυξη αλγορίθμων, συλλογή και ανάλυση δεδομένων - πληροφορίας Simulink Ένα γραφικό περιβάλλον που χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση και την προσομοίωση πολύπλοκων συστημάτων καθώς και για την εφαρμογή τους σε «πραγματικό χρόνο» 6

Τι μπορούμε να μοντελοποιήσουμε με το Simulink; 7

Μοντελοποίηση Μηχανικού Συστήματος στο Simulink 8

Έλεγχος 4κύλινδρης μηχανής εσωτερικής καύσης 9

Βασικές Γνώσεις Το Simulink (Simulation and Link) είναι μια επέκταση του MATLAB της Mathworks Inc. Συνεργάζεται με το MATLAB για να προσφέρει μοντελοποίηση, προσομοίωση και ανάλυση δυναμικών συστημάτων, με τη χρήση ενός γραφικού περιβάλλοντος εργασίας (GUI). Η κατασκευή ενός μοντέλου απλοποιείται με τη λειτουργία σύρε κι άσε του ποντικιού. To Simulink συμπεριλαμβάνει αναλυτική block βιβλιοθήκη εργαλείων, τόσο για γραμμικές όσο και για μη γραμμικές αναλύσεις. Τα Μοντέλα είναι ιεραρχικά κι επομένως, επιτρέπουν top-down και bottom-up προσεγγίσεις. 10

Βασικά Χαρακτηριστικά του SIMULINK (1) 11

Κατασκευή ενός Απλού Μοντέλου (1) 15

Χειρισμός των Μπλοκς και των Γραμμών 26

Προσθήκη Σημειώσεων 27

Πορεία Εργασίας (1) 28

Παραδείγματα για Εξάσκηση (1) Υλοποιήστε το παρακάτω δομικό διάγραμμα το οποίο επιλύει τη Δ.Ε Ϋ+3Ϋ +2Ϋ + Υ = u και σχεδιάστε τη βηματική απόκριση. 57

Παραδείγματα για Εξάσκηση (2) Τα στοιχεία που θα χρησιμοποιήσετε είναι: integrators, transfer function zero-pole description gain (amplifier) addition (a+b+c); 58

Παραδείγματα για Εξάσκηση (3) Sources: input signals constant, step, ramp pulse, sine wave, square wave from data file signal generator The clock to record time Sinks: export to workspace scope digital display 59

Εφαρμογές στα Ψηφιακά Σ.Α.Ε με το SIMULINK (1) 60

Τέλος Ενότητας