- Was ist Simulink?
- Wie starte ich Simulink in MATLAB?
- Simulink Library Browser
- Ausführen des Demomodells mit MATLAB Simulink
- Starten des Debuggers
- Erstellen eines Simulink-Modells für den Signalverstärker
- Modellierung eines dynamischen Steuerungssystems
Was ist Simulink?
Simulink hat sich in den letzten Jahren unter Akademien und Branchen zum meistgenutzten Engineering-Softwarepaket entwickelt. Simulink ist in die MATLAB- Software integriert, mit der die dynamischen Systeme modelliert, simuliert und analysiert werden. Simulink bietet eine grafische Benutzeroberfläche (GUI) als Blockdiagramme, mit der Sie Ihr Modell so erstellen können, als würden Sie mit Bleistift und Papier darauf aufbauen.
Um Simulink zu verstehen, können Sie ein einfaches Beispiel betrachten:
Im obigen Beispiel erzeugen wir eine Sinuswelle aus dem Sinuswellenblock und verstärken sie um einen Verstärkungsfaktor, den Sie direkt in Simulink überprüfen, indem Sie auf den Oszilloskopblock doppelklicken.
Wenn Sie MATLAB noch nicht kennen, lernen Sie zuerst die in MATLAB verwendeten Terminologien kennen und beginnen Sie mit dem Blinken der LED.
Wie starte ich Simulink in MATLAB?
Um den Simulink in MATLAB zu öffnen, klicken Sie einfach in der MATLAB-Menüleiste auf die Schaltfläche Simulink (siehe Abbildung unten)
Andernfalls können Sie Simulink einfach über das Befehlsfenster öffnen. Schreiben Sie einfach 'simulink' in die Befehlszeile und drücken Sie die Eingabetaste.
simulink
Unten sehen Sie das erste Fenster, das nach dem Öffnen von Simulink angezeigt wird:
Wie Sie im Bild sehen können, gibt es verschiedene Optionen für verschiedene Aufgaben, z. B. das Erstellen Ihrer Vorlage, Ihres leeren Modells, Ihrer leeren Bibliothek und vieler anderer.
Wann immer wir ein neues Modell entwerfen müssen, wählen wir die Option ' Leeres Modell', indem wir darauf doppelklicken. Das leere Modellfenster, das wir auch als Simulink-Fenster bezeichnen können, sieht wie im Bild unten aus.
Simulink Library Browser
Der Simulink Library Browser enthält Senken, Quellen, Konnektoren sowie lineare und nichtlineare Komponenten. Simulink ist weitaus besser als die anderen vorherigen Simulationspakete, die die Gleichungen in einem Programm formulieren müssen, während Sie in Simulink die Funktion und die Blöcke auswählen können und nur die Werte der Variablen der Gleichungen eingeben müssen.
Um einen Simulink-Bibliotheksbrowser zu öffnen, klicken Sie einfach im Simulink-Menü auf die Schaltfläche Bibliotheksbrowser (siehe Abbildung unten)
Die andere Möglichkeit, den Simulink-Bibliotheksbrowser zu öffnen, besteht darin, den folgenden Befehl in das Befehlsfenster einzugeben. Der Befehl unterscheidet zwischen Groß- und Kleinschreibung. Seien Sie also vorsichtig, wenn Sie Folgendes eingeben:
slLibraryBrowser
So sieht der Simulink-Bibliotheksbrowser aus, in dem Sie nach Senken, Quellen, Konnektoren, linearen und nichtlinearen Komponenten suchen können.
Ausführen des Demomodells mit MATLAB Simulink
Simulink enthält bereits eine Reihe einfacher und fortschrittlicher Modelle verschiedener Systemtypen wie Audio, Kommunikation, Computer Vision, DSP, Echtzeit und viele andere, wie Sie im folgenden Bild sehen können.
Um ein Beispiel- oder Demomodell auszuführen, doppelklicken Sie einfach darauf. Ein Popup-Fenster des Simulink-Modells wird angezeigt (siehe Abbildung unten)
Nach der Modellierung können Sie das Modell mithilfe einer Integrationsmethode, eines Simulink-Menüs oder eines Befehlsfensters simulieren. Am einfachsten und bequemsten ist es, einfach die Simulink-Schaltfläche 'RUN' im Simulink-Menü zu verwenden, um ein Modell in Simulink auszuführen, wie in der folgenden Abbildung gezeigt
Sie können das Demomodell auch verwenden oder bearbeiten, wenn Sie möchten.
Starten des Debuggers
Simulink Debugger ist ein Tool von Simulink zum Auffinden oder Diagnostizieren von Fehlern in einem Modell. Der Debugger hilft Ihnen, die Simulation Schritt für Schritt zu überprüfen oder auszuführen, und zeigt auch die Eingabe-, Ausgabe- und Blockzustände an.
Um einen Debugger zu starten, müssen Sie nur im Simulationsbereich der Simulink-Menüleiste auf das Debug-Modell klicken (siehe Abbildung unten)
Sie können sogar einen Debugger über das Befehlsfenster starten, indem Sie den folgenden Befehl eingeben:
sldebug ('Modellname')
Erstellen eines Simulink-Modells für den Signalverstärker
Schritt 1: - Starten Sie den Simulink über die Simulink-Schaltfläche oder geben Sie 'simulink' in das Befehlsfenster ein.
Schritt 2: - Wählen Sie das ' leere Modell' aus dem Simulink, wie in der folgenden Abbildung gezeigt
Schritt 3: - Nun werden wir ein 'Signalverstärkermodell' erstellen , das einen Eingang nimmt und ihn um einen Verstärkungsfaktor verstärkt.
Für das Signalverstärkermodell benötigen wir Sinuswellenblock, Verstärkungsblock und Oszilloskop.
Schritt 4: - Öffnen Sie den Bibliotheksbrowser, indem Sie im Befehlsfenster 'sl'LibraryBrowser' eingeben . Wählen Sie die gewünschten Blöcke aus und ziehen Sie sie aus dem Bibliotheksbrowserfenster in das Simulink-Fenster, wie in der folgenden Abbildung gezeigt
Schritt 5: - Nachdem Sie alle Blöcke in das Simulink-Fenster eingefügt haben, müssen Sie sie gemäß dem unten gezeigten Bild verbinden.
Schritt 6: - Sie müssen die Einstellung ändern, um zwei Eingaben in den Bereich zu bekommen. Doppelklicken Sie also auf den Bereich und gehen Sie dann zur Einstellung und ändern Sie ' Anzahl der Eingangsports' in '2', wie in der folgenden Abbildung gezeigt
Schritt 7: - Zur Verstärkung können Sie nun den Amplitudenwert der Sinuswelle und den Verstärkungsfaktor durch Doppelklick auf den jeweiligen Block einstellen.
Schritt 8: - Nachdem Sie dies abgeschlossen haben, können Sie unser Simulink-Modell über die Schaltfläche 'RUN' im Simulink-Menü ausführen.
Warten Sie, bis Simulink Ihr Modell kompiliert hat, das Sie in der unteren rechten Ecke des Fensters sehen können.
Schritt 9: - Doppelklicken Sie nun für das Ergebnis auf das Oszilloskop, und Sie können sowohl die Eingangs- als auch die verstärkte Wellenform sehen, wie in der Abbildung unten gezeigt.
Wenn Sie die Ausgangswellenform beobachten, wird sie daher um den Faktor 3 verstärkt.
Schritt 10: - Jetzt können Sie Ihr Modell speichern und auch einen Ausdruck erhalten. Die Erweiterung für das Simulink-Design lautet ".slx". Behalten Sie also die Erweiterung beim Speichern im Auge. Im Allgemeinen wird automatisch die Erweiterung ".slx" verwendet.
Sie können auch das am Ende gezeigte Video auf "Erstellen eines Modells mit MATLAB Simulink" überprüfen.
Modellierung eines dynamischen Steuerungssystems
Simulink wird verwendet, um verschiedene komplexe Systeme in Echtzeit zu analysieren, die sich auf Reibung, Luftwiderstand, Zahnradschlupf usw. beziehen. Diese Systeme sind sehr komplex und um ein Modell dafür zu entwerfen, das außerhalb des Geltungsbereichs des Artikels liegt. Um zu lernen, wie man ein dynamisches Steuerungssystem modelliert, lieferte MATLAB selbst eine schöne Dokumentation. Sie können darauf im Tutorial Erste Schritte des MATLAB zugreifen. Gehen Sie zu ' Modellieren eines dynamischen Systems ', nachdem Sie Erste Schritte ausgewählt haben .
Sie werden zum Hilfe-Browser des MATLAB weitergeleitet, wie im folgenden Bild gezeigt
Der vollständige Vorgang zum Entwerfen eines Simulink-Modells ist im folgenden Video dargestellt: