1. سیمولینک کنترل خطی در متلب
ارسال شده جهت استفاده کاربران سایت پروژه دات کام
سیمولینک کنترل خطی در متلب
محمد نقدی، مهندسی الکترونیک

2. Research MATLAB & SIMULINK www.iposmarket.com
92-93

3. شبیه سازی(Simulation) اجرا(Implementation)
مدل سازی (Modeling)
شبیه سازی(Simulation)
اجرا(Implementation)

4. سیمولینک متلب
سیمولینک یک بسته نرم افزاری برای مدل سازی ، شبیه سازی و تجزیه و تحلیل سیستم های دینامیکی می باشد.
سیمولینک نرم افزار متلب ابزاری برای مدل سازی ، سنتز و آنالیز سیستم های دینامیکی بوده و از سیستم های خطی و غیر خطی پشتیبانی می نماید.
در محیط سیمولینک کاربر قادر خواهد بود تا سیستم را توسط بلوک ها ، شبیه سازی و اجرا نموده و از نتایج به دست آمده برای اهداف مختلف بهره گیرد.همچنین کاربر قادر خواهد بود تا با تغییر پارامتر ها در مدل شبیه سازی شده ، بهینه ترین سیستم را طراحی نماید.
اين نرم‌افزار زيرمجموعه نرم‌افزار متلب است كه داراي كتابخانه‌هاي زيادي در زمينه رشته‌هاي مختلف از جمله برق و مكانيك است.
مقدمه

5. فصل اول
کار در محیط سیمولینک متلب

6. کار در محیط سیمولینک متلب
سه روش ظاهر سازی کتابخانه سیمولینک
روش اول
کار در محیط سیمولینک متلب

7. کار در محیط سیمولینک متلب
سه روش ظاهر سازی کتابخانه سیمولینک
روش دوم
کار در محیط سیمولینک متلب

8. کار در محیط سیمولینک متلب
سه روش ظاهر سازی کتابخانه سیمولینک
روش سوم
کار در محیط سیمولینک متلب

9. کار در محیط سیمولینک متلب
کتابخانه سیمولینک
کار در محیط سیمولینک متلب

10. کار در محیط سیمولینک متلب
دو روش آوردن صفحه کاری سیمولینک برای شبیه سازی
روش اول
کار در محیط سیمولینک متلب

11. کار در محیط سیمولینک متلب
دو روش آوردن صفحه کاری سیمولینک برای شبیه سازی
روش دوم
کار در محیط سیمولینک متلب

12. کار در محیط سیمولینک متلب
صفحه کاری سیمولینک برای شبیه سازی
کار در محیط سیمولینک متلب

13. کار در محیط سیمولینک متلب
یک مدل سیمولینک معمولا از سه بخش تشکیل می شود :
ورودی ها
بلوک ها ی شبیه سازی سیستم
خروجی ها
ورودی ها
بلوک های شبیه سازی سیستم
خروجی ها
کار در محیط سیمولینک متلب

14. کار در محیط سیمولینک متلب
در مجموعه بلوک های سیمولینک ، بلوک های ورودی در Sources Block و خروجی ها در Sinks قرار دارند .
بلوکهای ورودی
sources
بلوکهای خروجی
sinks
کار در محیط سیمولینک متلب

15. کار در محیط سیمولینک متلب
وارد کردن بلوک ها از کتابخانه سیمولینک به صفحه کاری
روش اول
کار در محیط سیمولینک متلب

16. کار در محیط سیمولینک متلب
وارد کردن بلوک ها از کتابخانه سیمولینک به صفحه کاری
روش دوم
کار در محیط سیمولینک متلب

17. کار در محیط سیمولینک متلب
تغییر اندازه بلوک
کار در محیط سیمولینک متلب

18. کار در محیط سیمولینک متلب
دوران بلوک
در اینجا بلوک 180 درجه دوران می کند.
180
کار در محیط سیمولینک متلب

19. کار در محیط سیمولینک متلب
دوران بلوک
در اینجا بلوک 90درجه ساعتگرد و پاد
ساعت گرد دوران می کند.
ساعتگرد 90
ساعتگرد
پاد ساعتگرد
پاد ساعتگرد
کار در محیط سیمولینک متلب

20. کار در محیط سیمولینک متلب
حذف بلوک و یا خط اتصال
حذف خط اتصال بین بلوک ها
حذف بلوک
کار در محیط سیمولینک متلب

21. کار در محیط سیمولینک متلب
انتخاب چندین بلوک
کار در محیط سیمولینک متلب

22. کار در محیط سیمولینک متلب
تغییر عنوان بلوک
کار در محیط سیمولینک متلب

23. کار در محیط سیمولینک متلب
اضافه کردن متن در صفحه مدل
کار در محیط سیمولینک متلب

24. کار در محیط سیمولینک متلب
اضافه کردن متن در صفحه مدل
تغییر نوع و اندازه فونت متن اضافه شده در صفحه مدل
کار در محیط سیمولینک متلب

25. کار در محیط سیمولینک متلب
اتصال دو بلوک
روش اول
کار در محیط سیمولینک متلب

26. کار در محیط سیمولینک متلب
اتصال دو بلوک
روش دوم
Ctrl
کار در محیط سیمولینک متلب

27. کار در محیط سیمولینک متلب
تغییر خطوط اتصال
کار در محیط سیمولینک متلب

28. کار در محیط سیمولینک متلب
تغییر رنگ بلوک ها
کار در محیط سیمولینک متلب

29. کار در محیط سیمولینک متلب
تغییر رنگ بلوک ها
با انتخاب این گزینه می توان رنگ پس زمینه بلوک را تغییر داد .
کار در محیط سیمولینک متلب

30. فصل دوم
آشنایی با بلوک های سیمولینک

31. به عنوان مقدار ثابت معادلات در مدار کنترلی قرار می گیرد
معرفی بلوک ها
Commonly used blocks
Constant
به عنوان مقدار ثابت معادلات در مدار کنترلی قرار می گیرد
آشنایی با بلوک های سیمولینک

32. (بهره) به عنوان یک ضریب در
معرفی بلوک ها
Commonly used blocks
GAIN
(بهره) به عنوان یک ضریب در
سیگنال عبوری کاربرد
دارد
آشنایی با بلوک های سیمولینک

33. برای جمع و کسر سیگنال ها در یک مدار استفاده می شود
معرفی بلوک ها
Commonly used blocks
SUM
برای جمع و کسر سیگنال ها در یک مدار استفاده می شود
آشنایی با بلوک های سیمولینک

34. SUM
به عنوان مثال داریم :
آشنایی با بلوک های سیمولینک

35. معرفی بلوک ها SUBSYSTEM
Commonly used blocks
SUBSYSTEM
برای طبقه بندی مجموعه سیگنال ها و بلوک ها و قرار دادن مجموعه ای از آنها در داخل یک بلوک استفاده می شود.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

36. معرفی بلوک ها
Commonly used blocks
IN 1
سیگنال ورودی به SUBSYSTEMرا در داخل SUBSYSTEM نشان می دهد و در صورتی که مرز SUBSYSTEMبیش از یک سیگنال را قطع نماید به تعداد سیگنال های ورودی قطع شده در داخل SUBSYSTEMو به ترتیب شماره از این بلوک وجود خواهد داشت که نشانگر سیگنال های ورودی به SUBSYSTEM است.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

37. معرفی بلوک ها
Commonly used blocks
OUT1
سیگنال خروجی از SUBSYSTEMرا در داخل SUBSYSTEM نشان می دهد و در صورتی که مرز SUBSYSTEMبیش از یک سیگنال را قطع نماید به تعداد سیگنال های خروجی قطع شده در داخل SUBSYSTEMو به ترتیب شماره از این بلوک وجود خواهد داشت که نشانگر سیگنال های خروجی از SUBSYSTEM است.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

38. معرفی بلوک ها INTEGRATOR
Commonly used blocks
INTEGRATOR
به عنوان عامل انتگرال گیر برای گرفتن انتگرال از سیگنال ها استفاده می شود
آشنایی با بلوک های سیمولینک

39. معرفی بلوک ها
Sinks
SCOPE
برای مشاهده نتایج بر حسب زمان استفاده می شود .ورودی های اسکالر و برداری سیگنال های مورد قبول می باشند .محور افقی نشانگر زمان بوده و بازه آن بسته به تعریف کاربرد خواهد داشت.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

40. این بلوک عامل مشتق گیر است و عکس بلوک INTEGRATORعمل می کند.
معرفی بلوک ها
Continuous
DERIVATIVE
این بلوک عامل مشتق گیر است و عکس بلوک INTEGRATORعمل می کند.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

41. برای توصیف یک سیستم با معادلات فضای حالت به کار می رود
معرفی بلوک ها
Continuous
STATE-SPACE
برای توصیف یک سیستم با معادلات فضای حالت به کار می رود
آشنایی با بلوک های سیمولینک

42. معرفی بلوک ها TRANSFER FCN
Continuous
TRANSFER FCN
هر گاه تابع تبدیل یک سیستم و یا بخشی از آن معلوم باشد ، می توان از این بلوک استفاده کرد .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

43. 𝐺(𝑠)= 5 𝑠 2 +3𝑠−6 7𝑠 3 −2𝑠+1 TRANSFER FCN به عنوان مثال داریم :
𝐺(𝑠)= 5 𝑠 2 +3𝑠−6 7𝑠 3 −2𝑠+1
آشنایی با بلوک های سیمولینک

44. معرفی بلوک ها ZERO-POLE
Continuous
ZERO-POLE
این بلوک تقریبا مشابه بلوک TRANSFER FCN عمل می کند با این تفاوت که در این بلوک صفر ها و قطب های تابع تبدیل مشخص می شوند .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

45. 𝐺(𝑠)= 8(s−2)(s+3) 𝑠(𝑠−6)(𝑠+5)
ZERO-POLE
به عنوان مثال داریم :
𝐺(𝑠)= 8(s−2)(s+3) 𝑠(𝑠−6)(𝑠+5)
ریشه صفر ها و به عبارتی دیگر ریشه های صورت تابع تبدیل
ریشه قطب ها و به عبارتی دیگر ریشه های مخرج تابع تبدیل
ضریب صورت
آشنایی با بلوک های سیمولینک

46. مانند بلوک SUM برای جمع و کسر سیگنا لها در یک مدار استفاده می گردد.
معرفی بلوک ها
Math Operations
ADD
مانند بلوک SUM برای جمع و کسر سیگنا لها در یک مدار استفاده می گردد.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

47. 12+4-5-3-6=2 ADD به عنوان مثال داریم : آشنایی با بلوک های سیمولینک

48. برای ضرب سیگنال ها استفاده می شود .
معرفی بلوک ها
Math Operations
PRODUCT
برای ضرب سیگنال ها استفاده می شود .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

49. 12*4=48 PRODUCT به عنوان مثال داریم : آشنایی با بلوک های سیمولینک

50. برای تقسیم سیگنال ها استفاده می شود .
معرفی بلوک ها
Math Operations
DIVIDE
برای تقسیم سیگنال ها استفاده می شود .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

51. 12/4=3 DIVIDE به عنوان مثال داریم : آشنایی با بلوک های سیمولینک

52. معرفی بلوک ها COMPLEX TO REAL - IMAGE
Math Operations
COMPLEX TO REAL - IMAGE
این بلوک برای جداسازی قسمت حقیقی و موهومی یک عدد مختلط استفاده می شود .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

53. COMPLEX TO REAL - IMAGE به عنوان مثال داریم :
آشنایی با بلوک های سیمولینک

54. (((1-5j)-(-3-4j))+(2+3j))*(6-j)=?
PRACTICE
به عنوان تمرین داریم :
(((1-5j)-(-3-4j))+(2+3j))*(6-j)=?
آشنایی با بلوک های سیمولینک

55. معرفی بلوک ها
Sinks
XY GRAPH
از این بلوک برای مشاهده نتایج بر روی نمودار X Y استفاده می گردد و دارای دو ورودی است که به ترتیب ورودی X و Y می باشد.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

56. معرفی بلوک ها MATH FUNCTION
Math Operations
MATH FUNCTION
این بلوک ورودی U را دریافت نموده و مقدار E^U را به عنوان سیگنال خروجی بر می گرداند .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

57. 𝑒 2 =7.389 MATH FUNCTION به عنوان مثال داریم :
آشنایی با بلوک های سیمولینک

58. برای جمع سیگنال های ورودی به کار می رود.
معرفی بلوک ها
Math Operations
SUM OF ELEMENTS
برای جمع سیگنال های ورودی به کار می رود.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

59. SUM OF ELEMENTS به عنوان مثال داریم : بلوک MUX
آشنایی با بلوک های سیمولینک

60. این ورودی ورودی شیب می باشد.
معرفی بلوک ها
Sources
RAMP
این ورودی ورودی شیب می باشد.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

61. این ورودی ورودی موج سینوسی است .
معرفی بلوک ها
Sources
SINE WAVE
این ورودی ورودی موج سینوسی است .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

62. این ورودی ورودی پله می باشد.
معرفی بلوک ها
Sources
STEP
این ورودی ورودی پله می باشد.
آشنایی با بلوک های سیمولینک

63. معرفی بلوک ها
Math Operations
MIN MUX
قادر خواهیم بود تا با افزایش پورت های ورودی به بلوک مینیمم سیگنال ورودی یا ماکزیمم مقدار آنرا شناسایی نماییم .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

64. MIN MUX به عنوان مثال داریم : تعداد ورودی ها
آشنایی با بلوک های سیمولینک

65. معرفی بلوک ها RELATIONAL OPERATOR Commonly used blocks
آشنایی با بلوک های سیمولینک

66. RELATIONAL OPERATOR به عنوان مثال داریم : انواع عملگر ها
در مثال اگر عبارت 2≤10 صحیح باشد نمایشگر عدد 1 را نمایش داده در غیر این صورت عدد 0 را نمایش می دهد .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

67. معرفی بلوک ها SIGNAL GENERATOR
Sources
SIGNAL GENERATOR
این بلوک امکان تولید سیگنال سینوسی ، مربعی ، مثلثی ، و تصادفی را برای کاربر فراهم می سازد .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

68. معرفی بلوک ها LOOK-UP TABLE(2-D)
Lookup Tables
LOOK-UP TABLE(2-D)
این بلوک در بر گیرنده اطلاعات عددی به صورت جدول و ماتریسی برای حالت دو بعدی می باشد .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

69. LOOK-UP TABLE(2-D) به عنوان مثال داریم : آشنایی با بلوک های سیمولینک

70. 4 5 6 16 19 20 10 18 23 PRACTICE به عنوان تمرین داریم :
نمایش قطر اصلی ماتریس 3*3 در نمایشگر ؟
آشنایی با بلوک های سیمولینک

71. این بلوک ورودی متناوب با موج های مستطیلی می باشد .
معرفی بلوک ها
Sources
PULSE GENERATOR
این بلوک ورودی متناوب با موج های مستطیلی می باشد .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

72. از این بلوک برای اعمال متغییر زمان در سیستم استفاده می شود .
معرفی بلوک ها
Sources
CLOCK
از این بلوک برای اعمال متغییر زمان در سیستم استفاده می شود .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

73. معرفی بلوک ها ALGEBRAIC CONSTRAINT
Math Operations
ALGEBRAIC CONSTRAINT
از این بلوک برای حل معادلات جبری استفاده می گردد. ورودی ها به سیگنال خروجی وابسته می باشند .
آشنایی با بلوک های سیمولینک

74. فصل سوم
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

75. Simulink >> Sources >> Pulse Generator
EXAMPLE 1
به عنوان مثال اول داریم :
می خواهیم از یک پالس، مشتق و انتگرال گرفته و روي یک اسکوپ به همراه سیگنال اصلی
نمایش دهیم .
بلوک های مورد احتیاج عبارتند از ::
Simulink >> Sources >> Pulse Generator
Simulink >> Continuous >> Integrator
Simulink >> Continuous >> Derivative
Simulink >> Signal Routing >> Mux
Simulink >> Sinks >> Scope
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

76. پالس معادل 50 درصد دامنه هست.
EXAMPLE 1
خروجی این بلوك یک پالس با اندازه 1 و دوره تناوب 1.5 ثانیه و بدون تاْخیر و با پهناي
پالس معادل 50 درصد دامنه هست.
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

77. EXAMPLE 1 آبی=مشتق پالس زرد=انتگرال پالس صورتی=پالس
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

78. Simulink >> Sources >> Clock
EXAMPLE 2
به عنوان مثال دوم داریم :
می خواهیم نمودار یک تابع را رسم کنیم . ضابطه این تابع به صورت زیر است::
𝑌=2𝑋 3 − 𝑋 2 +3X−1
بلوک های مورد احتیاج عبارتند از :::
Simulink >> Sources >> Clock
Simulink >> Sources >> Constant
Simulink >> Math Operations >> Sum
Simulink >> Math Operations >> Gain
Simulink >> Math Operations >> Math Function
Simulink >> Sinks >> XY Graph
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

79. روي بلوك Constantدوبار کلیک نموده و مقدار آن را 3 قرار دهید.
EXAMPLE 2
روي بلوك Constantدوبار کلیک نموده و مقدار آن را 3 قرار دهید.
روي بلوك Gain دوبار کلیک نموده و مقدار آن را 2 قرار دهید.
روي بلوك Gain1 دوبار کلیک نموده و مقدار آن را 3 قرار دهید.
روي بلوك Math Function دوبار کلیک نموده و در پنجره تنظیمات باز شده نوع تابع را square انتخاب کنید (به توان 2).
روي بلوك Math Function1 دوبار کلیک نموده و در پنجره تنظیمات باز شده نوع تابع را pow انتخاب کنید (به توان رساندن).
روي بلوك Sum دوبار کلیک نموده و در قسمت signs List of علامت هاي را وارد کنید .
روي بلوك XY Graph دوبار کلیک نموده و حد پائین x را 5- و حد بالاي آن را 5 و حد پائین y را و حد بالاي آن را 150 قرار دهید .
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

80. EXAMPLE 2
این کلاکی که می بینید در واقع همان زمان شبیه سازي شماست که اینجا نقش متغیر x را بازي می کند و از این جهت است که به اولین ورودي بلوك XY Graph محور افقی صفحه مختصات وصل شده است خروجی جمع کننده نیز برابر با متغییر y است که به دومین ورودي بلوك XY Graph محور عمودي صفحه مختصات وصل شده است .
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

81. EXAMPLE 2
Ctrl+E
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

82. EXAMPLE 2
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

83. Simulink >> Sources >> Constant
PRACTICE
به عنوان تمرین داریم :
حل دستگاه معادلات ::
بلوک های مورد احتیاج عبارتند از :::
Simulink >> Sources >> Constant
Simulink >> Sinks >> Display
Simulink >> Math Operations >> Sum
Simulink >> Math Operations >> Gain
Simulink >> Math Operations >> Algebraic Constrain
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

84. +-++ --++ +-++ PRACTICE 3 2 3 7 2 5 3 1 4 4
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

85. PRACTICE
𝑋 1
𝑋 2
𝑋 3

86. Step << Sources << Simulink
EXAMPLE 3
به عنوان مثال سوم داریم :
می خواهیم پاسخ پله و پاسخ ضربه یک سیستم کنترلی را مشاهده کنیم .
تابع تبدیل سیستم به شرح زیر است::
بلوک های مورد احتیاج عبارتند از :::
Step << Sources << Simulink
Scope << Sinks << Simulink
To Workspace << Sinks << Simulink
Derivative << Continuous << Simulink
Fcn Transfer << Continuous << Simulink
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی

87. EXAMPLE 3
تحلیل سیستم ها با مدارهای کنترلی