SIMULINK Temel Seviye Semineri

1
SIMULINK Temel Seviye Semineri

• Yrd.Doç.Dr. Aslan INAN
• (Elektrik Mühendisligi Bölümü)
• E-posta inan_at_yildiz.edu.tr
• Web www.yildiz.edu.tr/inan

2
SEMINER AKISI

• Simulink Temel Kullanimi (Aslan INAN)- Statik
  Simulasyon Örnegi- Dinamik Simulasyon Örnegi-
  Makina Kütle-Yay Örnegi
• - Elektrik Devresi Örnegi
• 5 dk ara
• Uygulamalar (Bülent VURAL)
• - Real Time Windows Target (DC Motor Kontrolu)-
  xPC Target (Step Motor Kontrolu)- State
  FlowReal Time Windows Target (Kayan LED
• Uygulamasi)

3
SIMULINK EGITIMI

• MATLAB ve SIMULINK KURSU
• YTÜ
• Insan Kaynaklari Gelistirme Merkezi
• Web adresi http//www.ikgm.yildiz.edu.tr
• Tel [phone]
• [phone] - 2788 veya 2681

4
SIMÜLASYON NEDIR?

• Bir bilgisayar modeli, bir kisi, bina, araç, agaç
  gibi herhangi bir nesnenin matematiksel
  gösterimidir. Model, rüzgar hareketleri, trafik
  akisi, yaylanma gibi bir islemin gösterimi de
  olabilir.
• En genis kapsami ile simulation (benzetim),
  gerçek veya teorik fiziksel bir sistemin
  bilgisayar üzerinde tasarlanma disiplini ve
  analiz islemidir.
• Benzetim teknigi, bir model araciligi ile gerçek
  bir sistemin temsil edilmesini saglar.

5
SIMÜLASYON TÜRLERI

• Ayrik ve Sürekli Olay Modelleri
• Statik ve Dinamik Modeller
• Açik Döngülü ve Kapali Döngülü Modeller
• Stokastik ve Deterministik Modeller

6
Kesikli ve Sürekli Modeller

• Ayrik bir olay (discrete), zamanin tek bir
  noktasinda olusan ani bir harekettir. Hava
  alanina inen bir uçak, bankaya giren bir müsteri
  ya da bir döngüyü bitiren bir hareket ayrik
  (kesikli) olaylara örneklerdir.
• Sürekli olaylar ise (continuous), Zamana bagli
  olarak kesilmeden devam eden (arasi olmayan)
  hareketlerdir. Gün içindeki bir gölün suyunun
  sicakliginin düsmesi ve yükselmesi, benzinin
  tankere bosaltilmasi ve kimyasal dönüsümler örnek
  olarak verebilir. Matematiksel olarak
  modellenirken çogu kez diferansiyel denklemlerden
  yaralanilir.

7
Statik ve Dinamik Modeller

• Statik model, zamandan etkilenmeyen modellerdir.
  Modelin durumu zamana göre degisiklik göstermez.
• Dinamik model, zamandan etkilenen modellerdir.
  Bir simülasyon süresi söz konusudur.

8
Açik/Kapali Döngülü Modeller

• Açik Döngü (çevrim) Sisteme bir geri besleme
  saglamadan sistemin çiktilarinin varoldugu yani
  girisin çikis isaretinden etkilenmedigi
  sistemlerdir.
• Kapali Döngü (çevrim) Sistem islemlerinin
  sonuçlari, benzetim modeline bir sonraki islemin
  degisikligi için geri döndügü benzetimdir.

9
Stokastik/Deterministik Modeller

• Stokastik modeller, bir veya daha fazla rasgele
  degiskene dayanan modellerdir. Bu yüzden gerçek
  sistem davranisini, yalnizca tahmini olarak
  ortaya koyabilir.
• Deterministlik modeller ise rasgele olmayan girdi
  degiskenine sahip olan modellerdir.
  Deterministlik modellerdeki hareketler her zaman
  aynidir ve ayni çiktilari üretir.

10
MATLAB/SIMULINK GIRIS

• Simulink (Simulation_and_Link), dinamik
  sistemlerin modellenmesi, simülasyonu ve analizi
  için kullanilan bir yazilim paketidir. Son
  yillarda akademik ve endüstriyel ortamlarda
  yaygin biçimde kullanilmaktadir. Simulink,
• Is akis kontrolü
• Isi, sogutma, süsbansiyon ve fren sistemleri
• Sayisal Isaret Isleme ve haberlesme
• Diferansiyel denklem çözümü
• Durum-uzay modelleri
• Transfer fonksiyonlari
• Neuro-Fuzzy sistem modelleme
• Elektrik devre çözümü
• Kontrol sistemleri (Uçus kontrol, PID kontrolü)
• Dis ortam ile veri alisverisi
• Uzaktan ve Web temelli kontrol
• gibi birçok elektrik, elektronik, finans,
  mekanik ve termodinamik gerçek dünya sistemini
  simüle edebilir.

11
MATLAB/SIMULINK GIRIS

• Bir MATLAB arayüzü olan Simulinkte bir modelleme
  islemi için
• Simge sürekleme-birak mantigi ile tasinan bloklar
  kullanilir.
• Matlab kodu yazmak yerine, islem bloklari
  birbirine baglanarak model diyagramlari
  olusturulur.
• Blok simgeleri, sistemin girislerini, sistemin
  parçalarini veya sistemin çikislarini gösterir.

12
MATLAB/SIMULINK GIRIS

• Simulinkin bir diger önemli özelligi de Matlab
  ortami ile etkilesimli islem görmesidir
• Simulink çikis sonuçlari, Matlab çalisma ortamina
  gönderilebilir ya da bu ortamdan veri
  kullanilabilir.
• Simulink modelleri, setparam ve getparam
  komutlari kullanilarak programlama (.m)
  dosyalariyla kontrol edilebilir.
• Simulink, GUI yapisi ile interaktif bir ortam
  olusturarak kullanilabilir.

13
MATLAB/SIMULINK GIRIS

• Bir dinamik sistemin simülasyonu, iki adimlik bir
  Simulink islemidir
• Ilk önce Simulink model editörü kullanilarak
  dinamik sistemin girisi, durumu ve çikisi
  arasinda zaman bagimli matematiksel iliskisini
  (nümerik, türev, diferansiyel denklemler vb)
  grafiksel olarak gösteren bir blok diyagrami
  olusturulur.
• Ikinci adimda belirlenen bir zaman araligi
  içerisinde modellenen sistem çalistirilir yani
  simüle edilir.

14
SIMULINKi ÇALISTIRMAK

• Simulinki çalistirmak için
• - Komut satirina gtgt simulink yaziniz
• ya da
• - Matlab araç çubugundan Simulink simgesini
  
• tiklayiniz.
• Simulink model dosyalarinin uzantisi .mdl (model)
  seklindedir.
• Matlab komut (gtgt) ekranindan simulink dosya
  adini yazarak direkt olarak model penceresine
  geçebilirsiniz ya da klasik dosya açma
  yöntemlerinden biri ile dosyayi bulup üzerine
  çift tiklayabilirsiniz

15
SIMULINK EKRANI

• Blockset kütüphaneleri özellestirilmis konu bazli
  bloklar içerir.
• SimMechanics
• SimPowerSystems

16
Statik Model Örnegi
Statik Modelleme Santigrat dereceden fahrenhayta
dönüsüm yapan bir denklemin modellenmesi

• Asagidaki bloklar, model penceresine tasinarak
  sekildeki model kurulur.
• Sources ? Ramp
• Math ? Gain ve Sum
• Sinks ? Display

17
1. Derece Dif. Denklem Çözümü
Sürekli Sistem Modellemesi
Baslangiç sarti x(0)-1

• Simülasyon diyagrami asagidaki bloklari içerir
• Giris --gt Fonksiyon, 3 sin(2t)
• Çikis --gt Çözüm, dx/dt
• Parametre --gt Baslangiç sarti, x(0) -1
• Operatör --gt Integrator blogu

18
1. Derece Dif. Denklem Çözümü
Baslangiç sarti x(0)-1
SinWave Blogu Amplitude -3 Frequency 2
Integrator Blogu Initial Condition -1
19
Fiziksel bir sistemin dinamik modellemesi
Kütle-Yay-Damper Modeli

• - Baslangiç sartlari x(0) 0 ve dx/dt(0) 0
• Giris f(t), t0da genligi 3 olan adim
  
• fonksiyonu
• Kütle, m 0.25
• - Sönüm katsayisi, c 0.5
• Yay sabiti, k 1

Model Denklemi
20
Fiziksel bir sistemin dinamik modellemesi
21
Ayrik bir sistemin modellemesi
Fark Denklemi x(n2)1.5x(n1)-0.5x(n) y(n)x(n
) x(0)0.5 ve x(1)2.0 ?t10.0
22
Transfer Fonksiyon Örnegi
23
Transfer Fonksiyon Örnegi
24
Elektrik Devresi Örnegi
Sekildeki elektrik devresinde 1 Ohmluk direçten
geçen akimi bulunuz.
25
MATLAB GUISIMULINK
26

• KATILDIGINIZ IÇIN
• TESEKKÜRLER