Ici rtu-unidad 3- tema 10

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    26-Jul-2015

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1. UNIVERSIDAD DE ORIENTENCLEO MONAGASESCUELA DE INGENIERA Y CIENCIAS APLICADASCURSO ESPECIAL DE GRADOUso de Simulink en ControladoresTutor: Ing. Edgar GoncalvezEquipo RTUFabiana Fajardo C.I:18.272.043Daniela Ochoa C.I:18.825.224Maturn, Octubre del 2014 2. INDICEINTRODUCCIN .................................................................................................................... 3MARCO TERICO ................................................................................................................. 4 Matlab Usos de Matlab Simulink Creacin de un Modelo en Simulink Las libreras principales de SIMULINKDISCUSIN ............................................................................................................................ 9CONCLUSIN.......................................................................................................................10BIBLIOGRAFA .....................................................................................................................11 3. INTRODUCCINLa teora de control pretende resolver la regulacin de sistemas reales, paraello es fundamental plantear modelos y disear controladores. Dichos modelos ycontroladores deben ser validados para comprobar su comportamiento antes deplantear una implementacin real. Esta validacin se realiza mediantesimulaciones para diferentes condiciones, es por ello necesario tener claro quesignifica simular en este campo. Simular sistemas es resolver las ecuaciones quemodelan sistemas y controladores durante un periodo de tiempo y para unascondiciones determinadas. Utilizar una buena herramienta de simulacin esimportante para obtener resultados de forma fcil y rpida. Esta gua presenta elsoftware Simulink que es una herramienta que se utiliza por un gran nmero decolectivos para realizar tareas de simulacin de modelos y controladoresavanzados.El programa Simulink presenta ventajas frente a otros programasmatemticos que podran ser tambin utilizados para resolver las ecuaciones delos sistemas, tales como un entorno interactivo y un conjunto de libreras conbloques personalizables que permiten simular, implementar y probar una serie desistemas variables con el tiempo. Adems Simulink est integrado en Matlab y porello es posible tener acceso a una amplia gama de herramientas que permitendesarrollar algoritmos, analizar y visualizar simulaciones. 4. MARCO TERICOPara hablar de Simulink, es necesario primero definir Matlab. Matlab es unprograma de gran aceptacin en ingeniera destinado realizar clculos tcnicoscientficos y de propsito general. En l se integran operaciones de clculo,visualizacin y programacin, donde la interaccin con el usuario emplea unanotacin matemtica clsica.Los usos y aplicaciones tpicos de Matlab son: Matemticas y clculo. Desarrollo de algoritmos. Adquisicin de datos. Modelado, simulacin y prototipado. Anlisis y procesado de datos. Grficos cientficos y de ingeniera. Desarrollo de aplicaciones.La gestin de complementos de Matlab se realiza mediante lo que sedenominan toolboxes (paquetes de herramientas). Un Toolbox de Matlab es unconjunto de funciones y algoritmos de clculo especializados en un rea deconocimiento: finanzas, tratamiento de seales, teora de sistemas, etc.SIMULINKEl programa de MathWorks para simulacin (modelizacin y anlisis) desistemas dinmicos no lineales fue presentado en 1990, con el nombre deSIMULAB para computadoras personales y con el nombre de SIMULINK paraestaciones de trabajo. Su aparicin estuvo unida a la primera versin de MATLABpara Windows. Desde mayo de 1994, que est disponible la versin 1.3,SIMULINK tiene un tratamiento similar a los otros Toolboxes de MATLAB, en el 5. sentido que se instala de forma separada, pero sigue siendo la mejor herramientapara aprovechar toda la potencia de MATLAB y de los otros "Toolboxes".Simulink es una herramienta interactiva para modelar, simular y analizarsistemas dinmicos. Nos permite construir diagramas de bloque grficos, evaluarel rendimiento del sistema y refinar sus diseos. Simulink est firmementeintegrado con Stateflow para modelar comportamiento even-driven. Simulink es laherramienta a escoger para el diseo de sistemas de control, diseos DSP,diseos de sistemas de comunicaciones y otras aplicaciones de simulacin. Comouna extensin de Matlab, Simulink adiciona muchas caractersticas especficas alos sistemas dinmicos, mientras conserva toda la funcionalidad de propsitogeneral de Matlab. As Simulink no es completamente un programa separado deMatlab, sino un anexo a l. El ambiente de Matlab est siempre disponiblemientras se ejecuta una simulacin en Simulink.Simulink tiene dos fases de uso: la definicin del modelo y el anlisis delmodelo. La definicin del modelo significa construir el modelo a partir deelementos bsicos construidos previamente, tal como, integradores, bloques deganancia o servomotores. El anlisis del modelo significa realizar la simulacin,linealizacin y determinar el punto de equilibrio de un modelo previamentedefinido.Para simplificar la definicin del modelo Simulink usa diferentes clases deventanas llamadas ventanas de diagramas de bloques. En estas ventanas sepuede crear y editar un modelo grficamente usando el mouse. Simulink usa unambiente grfico lo que hace sencillo la creacin de los modelos de sistemas.Despus de definir un modelo este puede ser analizado seleccionando una opcindesde los mens de Simulink o entrando comandos desde la lnea de comandosde Matlab. 6. Simulink puede simular cualquier sistema que pueda ser definido porecuaciones diferenciales continuas y ecuaciones diferenciales discretas. Estosignifica que se puede modelar sistemas continuos en el tiempo, discretos en eltiempo o sistemas hbridos.Simulink usa diagramas de bloques para representar sistemas dinmicos.Mediante una interfase grfica con el usuario se pueden arrastrar los componentesdesde una librera de bloques existentes y luego interconectarlos medianteconectores y alambre.;Creacin de un Modelo en SimulinkPara simular un sistema, se deben insertar en las ventanas de simulacinlos distintos componentes con los que se va a construir el modelo. Se puedenseguir los siguientes pasos:1. Crear un nuevo modelo: Para abrir una nueva ventana de simulacin sedebe pulsar el botn nuevo modelo2. Buscar un bloque: Se puede buscar un bloque expandiendo el rbol de labiblioteca o buscndolo directamente por su nombre en la ventana de 7. bsqueda. En este caso, si hay ms de un bloque que pueda correspondera ese nombre, irn apareciendo a medida que se pulse la tecla enter.3. Situar un bloque: Para situar un bloque, se mantiene pulsado el botnizquierdo del ratn sobre el icono en forma de rombo que hay junto alnombre del bloque y se arrastra hacia la posicin deseada en la ventana desimulacin.4. Conectar bloques: En cada bloque, los puntos de salida aparecen indicadosmediante una flecha saliente del bloque |>, mientras que los puertos deentrada a cada bloque se indican con una flecha entrante al mismo >|. Seconecta la entrada de un bloque a la salida de otro, manteniendo pulsado elbotn izquierdo del ratn mientras se arrastra desde el smbolo de entradade uno de los bloques hasta el de salida de otro o viceversa.5. Crear una bifurcacin: Si se desea llevar la salida de un bloque a la entradade ms de uno se necesita crear una bifurcacin en la conexin. Parahacerlo, se arrastra con el ratn desde la entrada del nuevo bloque aconectar hasta la lnea de la conexin que se va a bifurcar.6. Modificar los bloques: Se pueden rotar o aplicar simetras a los bloquesusados, segn convenga la colocacin de entradas/salidas para elesquema que se est realizando pulsando sobre l el botn derecho delratn y utilizando los mens desplegables o mediante la opcin Formardel men principal (Formar/Flip Block, Formar/Rotate Block, etc.).tambin mediante los mens o haciendo doble click sobre el bloque, sepueden modificar sus parmetros.7. Insercin de textos: Se puede incluir un texto aclaratorio o informativo encualquier parte de la ventana del modelo, haciendo doble click en una zonalibre y escribiendo directamente el texto.Las libreras principales de SIMULINK son: Sources (fuentes): Sirven para generar todo tipo de seales. Sinks (sumideros): Se usan como salida o para visualizar la seal. 8. Discrete: elementos de sistemas lineales y en tiempo discreto (funcionesde transferencia, diagramas de espacio-estado) Linear: elementos y conexiones para sistemas lineales y en tiempocontnuo (sumadores, multiplicadores). Nonlinear: operadores no lineales (funciones arbitrarias, saturacin,retrasos). Connections: Multiplexores, Demultiplexores, etc. Adems, existen unagran cantidad de Demos y de funciones complementarias. 9. DISCUSINPara poder utilizar el programa Simulinkr correctamente es importante estarfamiliarizado con las ventanas y las herramientas. Al programa Simulink se accedea travs del programa Matlab. Debe ser aclarado que simular un sistema significaresolver unas ecuaciones que describen un sistema real o un controlador duranteun periodo de tiempo, por lo que el tiempo de simulacin es el periodo total detiempo para el cual el programa resuelve las ecuaciones, siendo por lo tanto unparmetro que debe ser elegido adecuadamente para poder analizar y representarcorrectamente los resultados simulados.Herramientas como Matlab y Simulink son de gran ayuda en el campoindustrial ya que permiten conocer el comportamiento de un sistema antes de suimplementacin, con lo cual se evitan riesgos financieros y humanos importantes.Para simplificar la definicin del modelo Simulink usa diferentes clases deventanas llamadas ventanas de diagramas de bloques. En estas ventanas sepuede crear y editar un modelo grficamente usando el mouse. Simulink usa unambiente grfico lo que hace sencillo la creacin de los modelos de sistemas.Despus de definir un modelo este puede ser analizado seleccionando una opcindesde los mens de Simulink o entrando comandos desde la lnea de comandosde Matlab. 10. CONCLUSINSimulink es un paquete para utilizar con MATLAB para modelar, simular yanalizar sistemas dinmicos. Su entorno de modelado grfico usa los familiaresdiagramas de bloques, de forma que los sistemas ilustrados en el texto se puedenimplementar fcilmente. Su facilidad de uso y poderosa capacidad han hecho queSimulink sea la opcin elegida por miles de ingenieros, profesores y estudiantesen la industria y en el mundo acadmico.La extensa librera de Simulink, las herramientas analticas y su arquitecturaextensible combinan perfectamente con Matlab para proporcionar un entorno desimulacin ultimado. La librera de bloques proporciona centenares de funcionespredefinidas para la creacin de modelos de diagramas-bloque de sistemaslineales, no lineales, de tiempo discreto, tiempo continuo, hbrido, SISO, SIMO y 11. sistemas multitarea, de forma que cada usuario pueda crear sus propios bloquesmodificando los ya existentes o incorporando cdigo Matlab, C o Fortan.Las operaciones de modelado y simulacin se controlan de formainteractiva mediante mens desplegables o empleando la lnea de comandoMatlab para simulaciones en modo batch. La librera no lineal incluye uncomplemento completo de componentes no lineales para modelar uncomportamiento como sistema de mundo real. Los modelos Simulink mltiples ylas capas establecidas de la jerarqua pueden permanecer abiertossimultneamente, facilitando as las operaciones de edicin de bloques y de corte-pegado.BIBLIOGRAFA RUBIO, Alicia. Manual de Simulink para la asignatura de teora de sistemas.Escuela Superior de Ingenieros. Depto. de Ingeniera de sistemas y Automtica.Universidad de Sevilla. Marzo de 2009. ARACIL, Javier. Introduccin a Matlab y Simulink. 2006. Documento enlnea disponible en: www.esi2.us.es/~fabio/apuntes_matlab.pdf