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Simulink

Guia Prático

Grupo PET – Engenharia Elétrica – UFMS

Campo Grande – MS  Novembro – 2003

Índice

1. Dicas deste material 4

2. Introdução 5

3. Monte um Modelo Simples 6

4. Manuseando o Simulink 12

4.1. Zoom no Diagrama de Blocos 12

4.2. Selecionando Mais de Um Objeto 12

4.2.1. Selecionando Múltiplos Objetos Um de Cada Vez 12

4.2.2. Selecionando Múltiplos Objetos com a Caixa de Seleção 12

4.2.3. Selecting the Entire Model 13

4.3. Copiando e Movendo os Blocos de Uma Janela para a Outra 13

4.4. Duplicando Blocos em um Modelo 14

4.5. Apagando Blocos 14

4.6. Mudando a Orientação de Blocos 14

4.7. Redimensionando os Blocos 15

4.8. Manipulando os Nomes dos Blocos 15

4.9. Mudando os Nomes dos Blocos 15

4.9.1. Mudando a Localização do Nome de um Bloco 15

4.9.2. Escolher se o Nome do Bloco Aparece 15

5. Blocos 17

5.1. Bibliotecas de Blocos do Simulink 17

5.1.1. Biblioteca Sources 17

5.1.2. Biblioteca Sinks 18

5.1.3. Biblioteca Discrete 19

5.1.4. Biblioteca Continuous 19

5.1.5. Biblioteca Math 20

5.1.6. Biblioteca Functions & Tables 21

5.1.7. Biblioteca Nonlinear 22

5.1.8. Biblioteca Signals & Systems 23

5.2. Blocos Virtuais 24

5.3. Especificando os Parâmetros dos Blocos 25

5.4. Caixa de Diálogo de Block Proprieties 25

5.4.1. Description 26

5.4.2. Priority 26

5.4.3. Tag 26

5.4.4. Open function 26

5.4.5. Attributes format string 26

6. Exemplos 28

6.1. Exemplo 1: Sistema Massa-Mola 28

6.2. Exemplo 2: Circuito RC Série 30

6.2.1. Modelagem Matemática do Circuito 31

6.2.2. Solução do Circuito Utilizando Simulink 32

1.Dicas deste material

Esta apostila de simulink foi elaborada com o objetivo de auxiliar os estudantes a terem uma rápida inicialização ao uso desta poderosa ferramenta computacional para a simulação de sistemas dinâmicos.

O primeiro capítulo após a introdução (Monte um Modelo Simples) é aconselhada a todos aqueles que querem partir logo para a construção do seu primeiro modelo.

O capítulo Manuseando o Simulink explica alguns detalhes para a construção dos modelos.

O capítulo Blocos pode ser muito interessante como fonte de consulta dos principais blocos do Simulink.

2.Introdução

O Simulink é um pacote de um software para modelar, simular, e analisar sistemas de dinamicamente. Suporta sistemas lineares e não-lineares modelados em tempo contínuo, tempo discreto ou em uma mistura dos dois. Sistemas também podem ter partes diferentes que são amostradas ou atualizadas a taxas diferentes.

Para modelar, o Simulink possui uma interface gráfica com usuário (GUI) para construir modelos como diagramas de blocos, usando as operações clicar-e-arrastar do mouse. Com esta interface, você pode fazer os modelos da mesma maneira que você vai com lápis e papel (ou como a maioria dos livros de ensino os descreve). Este é um enorme avanço em relação as soluções tradicionais com métodos numéricos. O Simulink inclui biblioteca de bloco prontos e você também pode personalizar e pode criar seus próprios blocos.

Depois que você definir um modelo, você pode simular. Alguns blocos permitem que você veja os resultados enquanto a simulação ainda estiver sendo executada. Além disso, você pode mudar parâmetros e imediatamente e ver o que acontece. Os resultados da simulação podem ser enviados para o workspace do MATLAB para visualização e utilização posterior.

Muitas outras ferramentas do MATLAB podem ser usadas junto com o Simulink, e é por isso que o MATLAB e o Simulink são integrados. Você pode simular, pode analisar, e pode revisar seus modelos em qualquer ambiente a qualquer ponto.

O Simulink nos permite criar qualquer tipo de artefato, máquina ou aparelho que não existe fisicamente e vê-los funcionando antes que venham a existir.

3.Monte um Modelo Simples

Este exemplo mostra como construir um modelo utilizando muitos comandos de construção de modelos e ações que você usará para construir os seus próprios modelos.

O modelo integra uma onda senoidal e mostra os resultados. O diagrama de blocos do modelo deve se parecer com o da figura abaixo:

Para criar o modelo, primeiro digite simulink no command window do MATLAB. No windows, o Simulink Library Browser aparecerá.

Selecione o botão New Model na barra de ferramentas do Library Browser como indicado acima.

O Simulink abrirá uma nova janela para a criação de modelos.

Para criar este modelo, precisará arrastar os blocos das bibliotecas (do library browser) para dentro do modelo. Procure e arraste os seguintes blocos:

  • Sources library (o bloco Sine Wave)

  • Sinks library (o bloco Scope)

  • Continuous library (o bloco Integrator)

  • Signals & Systems library (o bloco Mux)

Para copiar o bloco Sine Wave do Library Browser, primeiro expanda a árvore do Library Browser para mostrar os blocos no Sources library. Faça isto clicando primeiro no sinal de + no Simulink library para mostrar as outras bibliotecas, então clique no sinal de + do Sources library para mostrar os seus blocos. Finalmente clique no bloco Sine Wave. Então o library browser deverá estar como na figura abaixo.

Agora arraste o bloco Sine Wave do library browser até a janela do modelo. O Simulink cria uma cópia no ponto em que você o colocar.

Outra maneira de fazer isto é dando um clique com o botão direito do mouse em Sources e selecionando a opção de abrir. A janela abaixo aparecerá.

Então arraste o bloco Sine Wave da janela até o modelo.

Copie o restante dos blocos e arrume-os. Para mover clique e arraste com o mouse ou clique e mova com as setas do teclado para menores distâncias.

Com todos os blocos copiados para dentro do modelo, ele deverá se parecer assim.

Se perceberá que os blocos possuem o símbolo >. Se o símbolo aponta para fora ele indica a saída do bloco e se aponta para dentro indica a entrada.

Para conectar o bloco Sine Wave a entrada superior do bloco Mux posicionamos o mouse sobre a saida do bloco Sine Wave até que a forma do ponteiro mude para cross hairs.

Clique e segure o botão do mouse até a entrada superior do Mux e uma linha tracejada aparecerá. Quando o cursor ficar com o formato cross hairs de linha dupla solte o mouse e a ligação será feita.

O Sine Wave também está ligado ao Integrator. Para fazer isso siga a seqüência:

1. Primeiro, posicione o mouse em cima da linha entre o Sine Wave e Mux.

2. Segure a tecla Ctrl e então clique e arraste o mouse até a entrada do bloco Integrator.

3. Ao soltar o botao do mouse a linha é desenhada.

Termine as ligações e abra o bloco Scope com um duplo clique para ver a simulação. Entre o menu Simulation e escolha Start para iniciar a simulação e observe as linhas se formando no Scope.

Entre o menu Simulation e escolha Parameters para ajustar os parâmetros de simulação

Agora, abra o bloco Scope para ver a produção da simulação. Mantendo a janela do Scope aberta, ajuste o Simulink para rodar a simulação por 10 segundos. Primeiro, ajuste os parâmetros da simulação selecionando Parameters no menu Simulation. Na caixa de diálogo que se aparece, nota-se que o tempo de Parada é fixado a 10.0 (seu valor padrão).

Feche a caixa de diálogo Simulation Parameters clicando no botão de Ok. O Simulink aplica os parâmetros e fecha a caixa de diálogo.

Escolha Start no menu Simulation e assista as curvas no bloco Scope.

A simulação pára quando alcança o tempo de parada especificado em Simulation Parameters ou quando você escolhe Stop no menu Simulation.

Para salvar este modelo, escolha Save no menu File e entre em um nome e local. Aquele arquivo contém a descrição do modelo.

Este exercício lhe mostra como executar algumas tarefas de construção de modelos comumente usadas.

4.Manuseando o Simulink

4.1.Zoom no Diagrama de Blocos

O Simulink permite que você aumente ou diminua a visão do diagrama de blocos. Para regular o zoom:

  • Selecione Zoom In do menu View (ou digite r) para aumentar.

  • Selecione Zoom Out do menu View (ou digite v) para diminuir.

  • Selecione Fit System to View do menu View (ou aperte a barra de espaço) para ajustar o zoom de acordo com o diagrama.

  • Selecione Normal do menu View para ajustar ao zoom 100%.

Por padrão, o Simulink ajusta o zoom de acordo com o diagrama de blocos quando você abre o diagrama.

4.2.Selecionando Mais de Um Objeto

Você pode selecionar mais de um objeto selecionando-os um de cada vez, selecionando os objetos com o mouse ou com a caixa de seleção, ou selecionar o modelo inteiro.

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