Simulink Básico Simulink Básico - Matlab

1.3 Simulink BásicoSimulink Básico

O SIMULINK é uma extensão gráfica do MATLAB para a simulação O SIMULINK é uma extensão gráfica do MATLAB para a simulação dinâmica de sistemas. Existem duas fases distintas de uso: a definição do dinâmica de sistemas. Existem duas fases distintas de uso: a definição do modelo e análise do modelo. Para facilitar a definição do modelo, o SIMULINK modelo e análise do modelo. Para facilitar a definição do modelo, o SIMULINK fornece uma ferramenta gráfica de edição em blocos, onde o modelo é criado e fornece uma ferramenta gráfica de edição em blocos, onde o modelo é criado e editado tipicamente via

editado tipicamente via mousemouse..

Depois de definir o modelo, você pode analisá-lo diretamente do menu na Depois de definir o modelo, você pode analisá-lo diretamente do menu na janela atual do SIMULINK ou entrando os comandos devidos pela janela de janela atual do SIMULINK ou entrando os comandos devidos pela janela de comando do MATLAB. Dentre as ferramentas de análise de modelos temos a comando do MATLAB. Dentre as ferramentas de análise de modelos temos a simulação propriamente dita, linearização de modelos, etc.

simulação propriamente dita, linearização de modelos, etc.

1.3.1

1.3.1 Linhas GeraisLinhas Gerais

Descreve-se brevemente a seguir as ações que são necessárias para iniciar Descreve-se brevemente a seguir as ações que são necessárias para iniciar o uso do SIMULINK:

o uso do SIMULINK:

1. Entre com o comandoEntre com o comando

simulink simulink

nono prompt prompt do MATLAB parado MATLAB para

abrir a biblioteca principal de blocos. abrir a biblioteca principal de blocos.

2. Clique no menuClique no menu

File File

e selecionee selecione

New New

. O SIMULINK abre uma. O SIMULINK abre uma janela em branco como o nome "

janela em branco como o nome "UntitledUntitled". Esse nome pode ser". Esse nome pode ser

alterado na hora de salvar o arquivo. alterado na hora de salvar o arquivo. 3.

3. Abra uma ou mais bibliotecas e arraste os blocos para a janelaAbra uma ou mais bibliotecas e arraste os blocos para a janela ativa.

ativa. 4.

4. Depois de alocar os blocos, desenhe linhas para ligar os blocos,Depois de alocar os blocos, desenhe linhas para ligar os blocos, movendo a ponta do seta do

movendo a ponta do seta do mousemouse enquanto segura o botãoenquanto segura o botão

esquerdo do mouse apertado. esquerdo do mouse apertado. 5.

5. Abra os blocos (dois cliques) e altere seus parâmetros. OsAbra os blocos (dois cliques) e altere seus parâmetros. Os parâmetros podem ser qualquer expressão válida do MATLAB. parâmetros podem ser qualquer expressão válida do MATLAB.

7. Execute a simulação selecionandoExecute a simulação selecionando

StartStart

no menuno menu

SimulationSimulation

.. Durante a simulação o menu

Durante a simulação o menu

StartStart

é alterado paraé alterado para

StopStop

. . SeSe você seleciona-lo, voltará a aparecer

você seleciona-lo, voltará a aparecer

StartStart

.. 8.

8. Você pode alterar os parâmetros de simulação selecionandoVocê pode alterar os parâmetros de simulação selecionando

Parameters

no menuno menu

SimulationSimulation

.. 9.

9. Você pode monitorar o comportamento do seu sistema com umVocê pode monitorar o comportamento do seu sistema com um osciloscópio (bloco

osciloscópio (bloco ScopeScope), ou você pode usar o bloco), ou você pode usar o bloco To Worksspace

To Worksspace para enviar os para enviar os dados para a dados para a área de trabalho área de trabalho dodo

MATLAB e manipular os resultados com funções do MATLAB e manipular os resultados com funções do MATLAB.

MATLAB.

1.3.2

1.3.2 Construção de ModelosConstrução de Modelos

O SIMULINK permite que você represente um sistema dinâmico O SIMULINK permite que você represente um sistema dinâmico por meio de diagramas em bloco.

por meio de diagramas em bloco.

Construção de um Modelo Elementar Construção de um Modelo Elementar

Para definir um sistema, os blocos são copiados das bibliotecas de blocos Para definir um sistema, os blocos são copiados das bibliotecas de blocos padrões do SIMULINK ou daquelas criadas por você mesmo. A biblioteca padrões do SIMULINK ou daquelas criadas por você mesmo. A biblioteca padrão é organizada em vários subsistemas que agrupam blocos de acordo com padrão é organizada em vários subsistemas que agrupam blocos de acordo com sua função. Para rodar o SIMULINK, primeiro inicialize o MATLAB clicando sua função. Para rodar o SIMULINK, primeiro inicialize o MATLAB clicando duas vezes sobre o ícone do

duas vezes sobre o ícone do WindowsWindows e então entre o comandoe então entre o comando

simulink simulink

»» simulinksimulink

Este comando mostra uma nova janela contendo ícones dos blocos de Este comando mostra uma nova janela contendo ícones dos blocos de subsistemas que constituem a biblioteca padrão.

Estes blocos podem ser abertos (clicando duas vezes), abrindo janelas de Estes blocos podem ser abertos (clicando duas vezes), abrindo janelas de onde os blocos serão copiados para a sua janela de trabalho. Abra uma nova onde os blocos serão copiados para a sua janela de trabalho. Abra uma nova janela vazia selecionando

janela vazia selecionando

New New

no menuno menu

File File

. Para copiar os blocos, clique. Para copiar os blocos, clique sobre o bloco desejado e arraste-o para a sua janela enquanto mantém o botão sobre o bloco desejado e arraste-o para a sua janela enquanto mantém o botão esquerdo do

esquerdo do mousemouse apertado. Inicialmente clique sobre a bibliotecaapertado. Inicialmente clique sobre a biblioteca SourcesSources ee

arraste um gerador de funções para a nova janela (

Os blocos arrastados são copiados com os seus parâmetros originais. A Os blocos arrastados são copiados com os seus parâmetros originais. A maioria dos blocos pode ser aberta mostrando seus parâmetros numa janela maioria dos blocos pode ser aberta mostrando seus parâmetros numa janela independente. Modificando os parâmetros você personaliza o bloco.

independente. Modificando os parâmetros você personaliza o bloco.

Clicando 2 vezes sobre o bloco gerador de sinais abre-se a janela de Clicando 2 vezes sobre o bloco gerador de sinais abre-se a janela de parâmetros. Selecione a forma de onda da saída como senoidal, sua freqüência e parâmetros. Selecione a forma de onda da saída como senoidal, sua freqüência e amplitude iguais a 1, arrastando o cursor ou introduzindo o novo valor amplitude iguais a 1, arrastando o cursor ou introduzindo o novo valor diretamente no campo numérico. Quando terminar clique sobre

diretamente no campo numérico. Quando terminar clique sobre oo

OK.OK.

Abra agora a biblioteca

Abra agora a biblioteca SinksSinks e arraste um bloco de osciloscópio (e arraste um bloco de osciloscópio (scopescope))

para dentro da nova janela de sistema. para dentro da nova janela de sistema.

Para abrir a janela do osciloscópio, clique duas vezes sobre ele. Posicione Para abrir a janela do osciloscópio, clique duas vezes sobre ele. Posicione a janela num lugar conveniente com o

a janela num lugar conveniente com o mousemouse e escolha a faixa horizontal ee escolha a faixa horizontal e

vertical igual a 10 e 3 respectivamente. Não clique sobre

OK OK

, pois fecharia a, pois fecharia a janela de observação do osciloscópio.

Usando

Usando mousemouse conecte a conecte a saída do saída do gerador de gerador de sinais sinais com a com a entrada doentrada do

osciloscópio. Aperte e mantenha o botão esquerdo do

osciloscópio. Aperte e mantenha o botão esquerdo do mousemouse arrastando a linhaarrastando a linha

da entrada para a saída ou vice-versa. da entrada para a saída ou vice-versa.

Enquanto puxa a linha, você poderá apertar também o botão central do Enquanto puxa a linha, você poderá apertar também o botão central do

mouse

mouse para obter qualquer angulação da reta. Quando você solta o botãopara obter qualquer angulação da reta. Quando você solta o botão

esquerdo muito próximo do ponto a ser conectado, ele indica a conexão esquerdo muito próximo do ponto a ser conectado, ele indica a conexão preenchendo a seta de preto. Caso você solte o botão muito longe do ponto, ele preenchendo a seta de preto. Caso você solte o botão muito longe do ponto, ele interrompe a linha com uma seta não preenchida e desconectada. A partir daí interrompe a linha com uma seta não preenchida e desconectada. A partir daí você pode ligar esse pedaço de linha ao destino com uma outra linha, não você pode ligar esse pedaço de linha ao destino com uma outra linha, não precisando desenhar tudo novamente. Desta forma é possível traçar uma ligação precisando desenhar tudo novamente. Desta forma é possível traçar uma ligação

com qualquer formato. A cada vez que você solta o botão esquerdo e aperta com qualquer formato. A cada vez que você solta o botão esquerdo e aperta novamente inicia-se uma nova linha ligada a anterior a partir desse ponto. Se novamente inicia-se uma nova linha ligada a anterior a partir desse ponto. Se você não gostou do resultado apague a linha selecionando-a com um clique em você não gostou do resultado apague a linha selecionando-a com um clique em qualquer ponto da linha e então pressione a tecla

qualquer ponto da linha e então pressione a tecla DDELETEELETE ou useou use

CutCut

ouou

ClearClear

no menu

Edit Edit

Depois de terminado o modelo você pode disparar a simulação. Para Depois de terminado o modelo você pode disparar a simulação. Para selecionar o método de integração e demais parâmetros clique no menu selecionar o método de integração e demais parâmetros clique no menu

Simulation

e escolhae escolha

Parameteres Parameteres

Selecione o quadrado do parâmetro de máximo passo de integraçao e Selecione o quadrado do parâmetro de máximo passo de integraçao e altere o valor

altere o valor default default para 0.01. Ao final clique sobrepara 0.01. Ao final clique sobre

OK OK

. Inicie a simulação. Inicie a simulação

escolhendo

StartStart

no menuno menu

SimulationSimulation

Os controle do osciloscópio e do gerador de sinais permanecem ativos Os controle do osciloscópio e do gerador de sinais permanecem ativos durante a simulação. Você pode selecionar uma forma de onda diferente e durante a simulação. Você pode selecionar uma forma de onda diferente e verificar o resultado imediatamente no osciloscópio. Mova os cursores dos verificar o resultado imediatamente no osciloscópio. Mova os cursores dos osciloscópio para ver o efeito. A simulação termina quando o tempo máximo de osciloscópio para ver o efeito. A simulação termina quando o tempo máximo de simulação é atingido ou quando s

Você possui agora um modelo que pode ser salvo em disco como um arquivo do Você possui agora um modelo que pode ser salvo em disco como um arquivo do MATLAB do tipo M-file. Selecione

MATLAB do tipo M-file. Selecione

SaveSave

no menuno menu

File File

e selecione ume selecione um diretório, um nome para seu modelo e depois clique sobre o

diretório, um nome para seu modelo e depois clique sobre o

OK OK

Para encerrar a edição do seu modelo selecione

Se você salvou o modelo anterior com o nome

Se você salvou o modelo anterior com o nome novo.mnovo.m, você pode abrir a, você pode abrir a

janela com o diagrama simplesmente, digitando "

janela com o diagrama simplesmente, digitando "novonovo" na linha de comando do" na linha de comando do

MATLAB. MATLAB.

»» novonovo

Os blocos dentro de uma janela do SIMULINk podem ser movidos Os blocos dentro de uma janela do SIMULINk podem ser movidos livremente. Se mais de um bloco de movido simultaneamente, eles mantém sua livremente. Se mais de um bloco de movido simultaneamente, eles mantém sua posição relativa e as linhas de conexão também são movidas. Selecione o posição relativa e as linhas de conexão também são movidas. Selecione o gerador de sinais, osciloscópio e a linha de conexão envolvendo-os com o gerador de sinais, osciloscópio e a linha de conexão envolvendo-os com o

mouse

mouse. Para tanto, aperte o botão esquerdo do. Para tanto, aperte o botão esquerdo do mousemouse estando acima e a esquerdaestando acima e a esquerda

ou abaixo e a direita dos objetos, e ai arrastando o

ou abaixo e a direita dos objetos, e ai arrastando o mousemouse até envolver todos osaté envolver todos os

objetos. Os obj

objetos. Os objetos serão então etos serão então marcados com marcados com pequenos quadrados pequenos quadrados nos vérticesnos vértices dos blocos e na linha de conexão. Arraste os blocos selecionados para o topo da dos blocos e na linha de conexão. Arraste os blocos selecionados para o topo da janela e solte o botão do

janela e solte o botão do mousemouse. Agora copie um bloco. Agora copie um bloco GainGain do subsistemado subsistema Linear

Signalgnal GGen.en. ScScopeope

1 1 Gain Gain

Clique duas vezes sobre o bloco

Clique duas vezes sobre o bloco GainGain para abrir a janela de configuraçãopara abrir a janela de configuração

do bloco e altere o valor do ganho para 2. Para ligar a entrada do bloco

do bloco e altere o valor do ganho para 2. Para ligar a entrada do bloco GainGain àà

linha de conexão entre o gerador e o osciloscópio, você pode começar o traçado linha de conexão entre o gerador e o osciloscópio, você pode começar o traçado da entrada do bloco de ganho ou por exemplo, da saída do gerador

da entrada do bloco de ganho ou por exemplo, da saída do gerador

Signalgnal GGen.en. ScScopeope

2 2 Gain Gain

Sig

Signalnal GGen.en. ScopeScope

2 2 Gain Gain

Signagnall GGen.en. _Scope_Scope

2 2 Gain Gain

Para mover o ponto onde dois segmentos de reta se encontram, clique no Para mover o ponto onde dois segmentos de reta se encontram, clique no vértice e arraste o círculo

S Siiggnnaall GGeenn.. SSccooppee 2 2 Gain Gain

Você também pode mover o segmento de linha, clicando no meio do Você também pode mover o segmento de linha, clicando no meio do segmento e arrastando-a enquanto mantém o botão esquerdo do

segmento e arrastando-a enquanto mantém o botão esquerdo do mousemouse apertado.apertado.

Adicione agora um osciloscópio na saída do ganho, sendo que para isso Adicione agora um osciloscópio na saída do ganho, sendo que para isso não é necessário copia-lo da biblioteca. Copie daquela que já existe no diagrama, não é necessário copia-lo da biblioteca. Copie daquela que já existe no diagrama, segurando o botão direito do mouse enquanto arrasta o bloco para a posição segurando o botão direito do mouse enquanto arrasta o bloco para a posição desejada. O bloco copiado tem os mesmos parâmetros do bloco original.

desejada. O bloco copiado tem os mesmos parâmetros do bloco original.

Signaignall GGenen.. ScopeScope

2 2 Gain

Gain _Scope1_Scope1

A seguir, conecte o ganho do segundo osciloscópio, abra os dois e inicie a A seguir, conecte o ganho do segundo osciloscópio, abra os dois e inicie a simulação. Para parar a simulação clique sobre

simulação. Para parar a simulação clique sobre

StopStop

no menuno menu

SimulationSimulation

.. Para remover blocos ou linhas, selecione os objetos que deseja remover e Para remover blocos ou linhas, selecione os objetos que deseja remover e aperte a tecla

aperte a tecla DELDEL ou escolhaou escolha

CutCut

ouou

ClearClear

no menuno menu

Edit Edit

. Para selecionar. Para selecionar

mais de um objeto, mantenha apertada a tecla

mais de um objeto, mantenha apertada a tecla SHIFTSHIFT enquanto aperta o botãoenquanto aperta o botão

esquerdo do

esquerdo do mousemouse. No exemplo anterior, selecione o segundo osciloscópio e a. No exemplo anterior, selecione o segundo osciloscópio e a

linha que liga este bloco ao bloco de ganho e então remova estes objetos. Insira linha que liga este bloco ao bloco de ganho e então remova estes objetos. Insira um bloco

um bloco Mux Mux da bibliotecada biblioteca ConnectionsConnections..

Signalgnal GGen.en.

2 2 Gain Gain Scope Scope M Muxux M Muxux

Abra o bloco Mux e altere o número de entradas para 2 e então feche a caixa de Abra o bloco Mux e altere o número de entradas para 2 e então feche a caixa de diálogo.

diálogo.

O Mux Mux tem agora 2 entradas. Conecte o gerador de sinais e o bloco detem agora 2 entradas. Conecte o gerador de sinais e o bloco de

ganho nas entradas do

ganho nas entradas do Mux Mux e ligue a saída deste ao osciloscópio. Os dois sinaise ligue a saída deste ao osciloscópio. Os dois sinais

comporão um vetor de dimensão 2 que será visualizado simultaneamente no comporão um vetor de dimensão 2 que será visualizado simultaneamente no osciloscópio.

osciloscópio.

Signalgnal GGen.en.

Scope Scope 2 2 Gain Gain M Muxux M Muxux

Agora, copie um bloco

Agora, copie um bloco To WorkspaceTo Workspace da bibliotecada biblioteca SinksSinks e então abra ae então abra a

caixa de diálogo. caixa de diálogo.

Signagnall GGen.en.

Scope Scope M Muxux M Muxux 2 2 Gain Gain yout yout T Too WWorkspaceorkspace O bloco

O bloco To WorkspaceTo Workspace envia um vetor de qualquer tamanho para oenvia um vetor de qualquer tamanho para o workspace

instante de tempo até o limite especificado na caixa de diálogo. Na caixa de instante de tempo até o limite especificado na caixa de diálogo. Na caixa de diálogo também podemos mudar o nome da variável que conterá o vetor.

diálogo também podemos mudar o nome da variável que conterá o vetor.

Altere o nome da variável para

Altere o nome da variável para matriz1matriz1 e conecte o blocoe conecte o bloco To WorkspaceTo Workspace nana

saída do

saída do Mux Mux..

Signalgnal GGen.en.

2 2 Gain Gain M Muxux M

Muxux ScopeScope

matriz1 matriz1 T

Too WoWorkspacerkspace

Inicie a simulação desse modelo e obtenha a figura a seguir. Pare a Inicie a simulação desse modelo e obtenha a figura a seguir. Pare a simulação e salve o modelo. Para verificar se a variável

simulação e salve o modelo. Para verificar se a variável matriz1matriz1 foi criada nofoi criada no

workspace

workspace do MATLAB, use o comandodo MATLAB, use o comando

whoswhos

na janela de comando dona janela de comando do

MATLAB: MATLAB:

Name

Name Size Size Elements Elements Bytes Bytes Density Density ComplexComplex matriz1

matriz1 1000 1000 by by 2 2 2000 2000 16000 16000 Full Full NoNo Grand total is

Como a variável

Como a variável matriz1matriz1 está disponível, qualquer manipulação poderá serestá disponível, qualquer manipulação poderá ser

realizada. A coisa mais simples que podemos fazer é plotar o gráfico da matriz realizada. A coisa mais simples que podemos fazer é plotar o gráfico da matriz

matriz1

matriz1 usando comandousando comando plot(matriz1).plot(matriz1). Cada uma das linhas contém 1000 pontosCada uma das linhas contém 1000 pontos

que foram capturados durante a simulação. que foram capturados durante a simulação.

0 0 220000 440000 660000 880000 11000000 -2 -2 -1.5 -1.5 -1 -1 -0.5 -0.5 0 0 0.5 0.5 1 1 1.5 1.5 2 2

1.3.3

1.3.3 Análise dos ModelosAnálise dos Modelos

Nesta seção discutiremos como usar o SIMULINK numa simulação e num Nesta seção discutiremos como usar o SIMULINK numa simulação e num processo de linearização.

processo de linearização.

Níveis de Uso Níveis de Uso

Existem três formas distintas de usar o SIMULINK. A forma mais Existem três formas distintas de usar o SIMULINK. A forma mais interativa, e também a mais fácil, é controlar a simulação de dentro da janela do interativa, e também a mais fácil, é controlar a simulação de dentro da janela do

No documento Matlab - Apostila [FEI] (páginas 56-94)