Simulink és una eina de MATLAB que permet modelar, simular i analitzar sistemes dinàmics. És especialment útil en camps com l'enginyeria de control, el processament de senyals i la simulació de sistemes físics. En aquest tema, aprendrem els conceptes bàsics de Simulink, incloent-hi la seva interfície, com crear models simples i com executar simulacions.
- Introducció a Simulink
1.1. Què és Simulink?
Simulink és una plataforma gràfica per a la simulació i el modelatge de sistemes dinàmics. Utilitza diagrames de blocs per representar sistemes i les seves interaccions.
1.2. Avantatges de Simulink
- Interfície Gràfica: Permet crear models de manera intuïtiva utilitzant blocs gràfics.
- Integració amb MATLAB: Facilita l'ús de funcions de MATLAB dins de models de Simulink.
- Simulació en Temps Real: Permet simular sistemes en temps real per a una anàlisi més precisa.
- Interfície de Simulink
2.1. Llançament de Simulink
Per iniciar Simulink, pots utilitzar la comanda següent a la finestra de comandes de MATLAB:
2.2. Components Principals de la Interfície
- Biblioteca de Blocs: Conté tots els blocs disponibles per a la creació de models.
- Editor de Models: Àrea on es construeixen i editen els models.
- Barra d'Eines: Proporciona accés ràpid a eines i funcions comunes.
- Creació d'un Model Simple
3.1. Passos per Crear un Model
- Obrir un Nou Model: A la finestra de Simulink, selecciona
File > New > Model
. - Afegir Blocs: Arrossega blocs des de la Biblioteca de Blocs fins a l'Editor de Models.
- Connectar Blocs: Utilitza el ratolí per connectar els blocs entre si.
- Configurar Blocs: Fes doble clic en un bloc per configurar les seves propietats.
3.2. Exemple Pràctic: Sistema de Primer Ordre
Crearem un model simple d'un sistema de primer ordre.
Passos:
- Obrir un Nou Model.
- Afegir Blocs:
- Arrossega un bloc
Step
des de la Biblioteca de Blocs. - Arrossega un bloc
Transfer Fcn
(funció de transferència). - Arrossega un bloc
Scope
(oscil·loscopi).
- Arrossega un bloc
- Connectar Blocs:
- Connecta la sortida del bloc
Step
a l'entrada del blocTransfer Fcn
. - Connecta la sortida del bloc
Transfer Fcn
a l'entrada del blocScope
.
- Connecta la sortida del bloc
- Configurar Blocs:
- Fes doble clic en el bloc
Transfer Fcn
i estableix els paràmetres de la funció de transferència (per exemple,1/(s+1)
).
- Fes doble clic en el bloc
3.3. Executar la Simulació
- Fes clic al botó
Run
a la barra d'eines per executar la simulació. - Observa els resultats al bloc
Scope
.
- Exercicis Pràctics
Exercici 1: Sistema de Segon Ordre
Crea un model de Simulink per a un sistema de segon ordre amb la funció de transferència 1/(s^2 + 2s + 1)
. Simula la resposta a un esglaó i visualitza els resultats.
Solució:
- Obrir un Nou Model.
- Afegir Blocs:
Step
Transfer Fcn
Scope
- Connectar Blocs.
- Configurar Blocs:
- Funció de transferència:
1/(s^2 + 2s + 1)
- Funció de transferència:
- Executar la Simulació.
Exercici 2: Sistema amb Retroalimentació
Crea un model de Simulink per a un sistema amb retroalimentació negativa. Utilitza un bloc Sum
per combinar el senyal d'entrada i el senyal de retroalimentació.
Solució:
- Obrir un Nou Model.
- Afegir Blocs:
Step
Transfer Fcn
Sum
Scope
- Connectar Blocs:
- Connecta la sortida del bloc
Step
a una entrada del blocSum
. - Connecta la sortida del bloc
Sum
a l'entrada del blocTransfer Fcn
. - Connecta la sortida del bloc
Transfer Fcn
a l'altra entrada del blocSum
(amb un signe negatiu). - Connecta la sortida del bloc
Transfer Fcn
al blocScope
.
- Connecta la sortida del bloc
- Configurar Blocs:
- Funció de transferència:
1/(s+1)
- Funció de transferència:
- Executar la Simulació.
- Resum
En aquest tema, hem après els conceptes bàsics de Simulink, incloent-hi la seva interfície, com crear models simples i com executar simulacions. Hem vist exemples pràctics de sistemes de primer i segon ordre, així com un sistema amb retroalimentació. Aquests coneixements bàsics són fonamentals per a la creació de models més complexos i l'anàlisi de sistemes dinàmics en futurs temes.
Curs de Programació en MATLAB
Mòdul 1: Introducció a MATLAB
- Començant amb MATLAB
- Interfície i Entorn de MATLAB
- Comandes i Sintaxi Bàsiques
- Variables i Tipus de Dades
- Operacions i Funcions Bàsiques
Mòdul 2: Vectors i Matrius
- Creació de Vectors i Matrius
- Operacions amb Matrius
- Indexació i Segmentació
- Funcions de Matrius
- Àlgebra Lineal en MATLAB
Mòdul 3: Estructures de Programació
- Flux de Control: if, else, switch
- Bucles: for, while
- Funcions: Definició i Abast
- Scripts vs. Funcions
- Depuració i Gestió d'Errors
Mòdul 4: Visualització de Dades
- Conceptes Bàsics de Gràfics
- Gràfics 2D
- Gràfics 3D
- Personalització de Gràfics
- Tècniques Avançades de Gràfics
Mòdul 5: Anàlisi de Dades i Estadística
- Importació i Exportació de Dades
- Estadístiques Descriptives
- Preprocessament de Dades
- Anàlisi de Regressió
- Proves Estadístiques
Mòdul 6: Temes Avançats
- Entrada/Sortida de Fitxers
- Gestió de Grans Conjunts de Dades
- Tècniques d'Optimització
- Conceptes Bàsics de Simulink
- Computació Paral·lela