SİMULİNK Temel Seviye Semineri® Yrd.Doç.Dr. Aslan İNAN (Elektrik Mühendisliği Bölümü) E-posta: inan@yildiz.edu.tr Web: www.yildiz.edu.tr/~inan

SEMİNER AKIŞI Simulink Temel Kullanımı (Aslan İNAN) - Statik Simulasyon Örneği - Dinamik Simulasyon Örneği - Makina Kütle-Yay Örneği - Elektrik Devresi Örneği 5 dk ara Uygulamalar (Bülent VURAL) - Real Time Windows Target (DC Motor Kontrolu) - xPC Target (Step Motor Kontrolu) - State Flow+Real Time Windows Target (Kayan LED Uygulaması) Matlab/Simulink Semineri-2006

SİMULİNK EĞİTİMİ MATLAB ve SİMULİNK KURSU YTÜ İnsan Kaynakları Geliştirme Merkezi Web adresi: http://www.ikgm.yildiz.edu.tr Tel: (212) 236 4178 - 236 85 70 (212) 259 7070 - 2788 veya 2681 Matlab/Simulink Semineri-2006

SİMÜLASYON NEDİR? Bir bilgisayar modeli, bir kişi, bina, araç, ağaç gibi herhangi bir nesnenin matematiksel gösterimidir. Model, rüzgar hareketleri, trafik akışı, yaylanma gibi bir işlemin gösterimi de olabilir. En geniş kapsamı ile simulation (benzetim), gerçek veya teorik fiziksel bir sistemin bilgisayar üzerinde tasarlanma disiplini ve analiz işlemidir. Benzetim tekniği, bir model aracılığı ile gerçek bir sistemin temsil edilmesini sağlar. Matlab/Simulink Semineri-2006

SİMÜLASYON TÜRLERİ Ayrık ve Sürekli Olay Modelleri Statik ve Dinamik Modeller Açık Döngülü ve Kapalı Döngülü Modeller Stokastik ve Deterministik Modeller Matlab/Simulink Semineri-2006

Kesikli ve Sürekli Modeller Ayrık bir olay (discrete), zamanın tek bir noktasında oluşan ani bir harekettir. Hava alanına inen bir uçak, bankaya giren bir müşteri ya da bir döngüyü bitiren bir hareket ayrık (kesikli) olaylara örneklerdir. Sürekli olaylar ise (continuous), Zamana bağlı olarak kesilmeden devam eden (arası olmayan) hareketlerdir. Gün içindeki bir gölün suyunun sıcaklığının düşmesi ve yükselmesi, benzinin tankere boşaltılması ve kimyasal dönüşümler örnek olarak verebilir. Matematiksel olarak modellenirken çoğu kez diferansiyel denklemlerden yaralanılır. Matlab/Simulink Semineri-2006

Statik ve Dinamik Modeller Statik model, zamandan etkilenmeyen modellerdir. Modelin durumu zamana göre değişiklik göstermez. Dinamik model, zamandan etkilenen modellerdir. Bir simülasyon süresi söz konusudur. Matlab/Simulink Semineri-2006

Açık/Kapalı Döngülü Modeller Açık Döngü (çevrim): Sisteme bir geri besleme sağlamadan sistemin çıktılarının varolduğu yani girişin çıkış işaretinden etkilenmediği sistemlerdir. Kapalı Döngü (çevrim): Sistem işlemlerinin sonuçları, benzetim modeline bir sonraki işlemin değişikliği için geri döndüğü benzetimdir. Matlab/Simulink Semineri-2006

Stokastik/Deterministik Modeller Stokastik modeller, bir veya daha fazla rasgele değişkene dayanan modellerdir. Bu yüzden gerçek sistem davranışını, yalnızca tahmini olarak ortaya koyabilir. Deterministlik modeller ise rasgele olmayan girdi değişkenine sahip olan modellerdir. Deterministlik modellerdeki hareketler her zaman aynıdır ve aynı çıktıları üretir. Matlab/Simulink Semineri-2006

MATLAB/SİMULİNK GİRİŞ Simulink (Simulation_and_Link), dinamik sistemlerin modellenmesi, simülasyonu ve analizi için kullanılan bir yazılım paketidir. Son yıllarda akademik ve endüstriyel ortamlarda yaygın biçimde kullanılmaktadır. Simulink, İş akış kontrolü Isı, soğutma, süsbansiyon ve fren sistemleri Sayısal İşaret İşleme ve haberleşme Diferansiyel denklem çözümü Durum-uzay modelleri Transfer fonksiyonları Neuro-Fuzzy sistem modelleme Elektrik devre çözümü Kontrol sistemleri (Uçuş kontrol, PID kontrolü) Dış ortam ile veri alışverişi Uzaktan ve Web temelli kontrol gibi birçok elektrik, elektronik, finans, mekanik ve termodinamik gerçek dünya sistemini simüle edebilir. Matlab/Simulink Semineri-2006

MATLAB/SİMULİNK GİRİŞ Bir MATLAB arayüzü olan Simulink’te bir modelleme işlemi için: Simge sürekleme-bırak mantığı ile taşınan bloklar kullanılır. Matlab kodu yazmak yerine, işlem blokları birbirine bağlanarak model diyagramları oluşturulur. Blok simgeleri, sistemin girişlerini, sistemin parçalarını veya sistemin çıkışlarını gösterir. Matlab/Simulink Semineri-2006

MATLAB/SİMULİNK GİRİŞ Simulink’in bir diğer önemli özelliği de Matlab ortamı ile etkileşimli işlem görmesidir: Simulink çıkış sonuçları, Matlab çalışma ortamına gönderilebilir ya da bu ortamdan veri kullanılabilir. Simulink modelleri, setparam ve getparam komutları kullanılarak programlama (.m) dosyalarıyla kontrol edilebilir. Simulink, GUI yapısı ile interaktif bir ortam oluşturarak kullanılabilir. Matlab/Simulink Semineri-2006

MATLAB/SİMULİNK GİRİŞ Bir dinamik sistemin simülasyonu, iki adımlık bir Simulink işlemidir: İlk önce Simulink model editörü kullanılarak dinamik sistemin girişi, durumu ve çıkışı arasında zaman bağımlı matematiksel ilişkisini (nümerik, türev, diferansiyel denklemler vb) grafiksel olarak gösteren bir blok diyagramı oluşturulur. İkinci adımda belirlenen bir zaman aralığı içerisinde modellenen sistem çalıştırılır yani simüle edilir. Matlab/Simulink Semineri-2006

SİMULİNK’i ÇALIŞTIRMAK Simulink’i çalıştırmak için: - Komut satırına >> simulink yazınız ya da - Matlab araç çubuğundan Simulink simgesini tıklayınız. Simulink model dosyalarının uzantısı .mdl (model) şeklindedir. Matlab komut (>>…) ekranından simulink dosya adını yazarak direkt olarak model penceresine geçebilirsiniz ya da klasik dosya açma yöntemlerinden biri ile dosyayı bulup üzerine çift tıklayabilirsiniz Matlab/Simulink Semineri-2006

SİMULİNK EKRANI Blockset kütüphaneleri özelleştirilmiş konu bazlı bloklar içerir. SimMechanics SimPowerSystems Matlab/Simulink Semineri-2006

Statik Model Örneği Statik Modelleme: Santigrat dereceden fahrenhayta dönüşüm yapan bir denklemin modellenmesi Aşağıdaki bloklar, model penceresine taşınarak şekildeki model kurulur. Sources  Ramp Math  Gain ve Sum Sinks  Display Matlab/Simulink Semineri-2006

1. Derece Dif. Denklem Çözümü Sürekli Sistem Modellemesi Başlangıç şartı x(0)=-1 Simülasyon diyagramı aşağıdaki blokları içerir: Giriş --> Fonksiyon, 3 sin(2t) Çıkış --> Çözüm, dx/dt Parametre --> Başlangıç şartı, x(0) = -1 Operatör --> Integrator bloğu Matlab/Simulink Semineri-2006

1. Derece Dif. Denklem Çözümü Başlangıç şartı x(0)=-1 SinWave Bloğu: Amplitude = -3 Frequency = 2 Integrator Bloğu: Initial Condition= -1 Matlab/Simulink Semineri-2006

Fiziksel bir sistemin dinamik modellemesi Kütle-Yay-Damper Modeli c f(t) x1 k1,L01 m1 - Başlangıç şartları: x(0) = 0 ve dx/dt(0) = 0 Giriş: f(t), t=0’da genliği 3 olan adım fonksiyonu Kütle, m = 0.25 - Sönüm katsayısı, c = 0.5 Yay sabiti, k = 1 Model Denklemi: Matlab/Simulink Semineri-2006

Fiziksel bir sistemin dinamik modellemesi Matlab/Simulink Semineri-2006

Ayrık bir sistemin modellemesi Fark Denklemi: x(n+2)=1.5*x(n+1)-0.5*x(n) y(n)=x(n) x(0)=0.5 ve x(1)=2.0 t=10.0 Matlab/Simulink Semineri-2006

Transfer Fonksiyon Örneği Matlab/Simulink Semineri-2006

Transfer Fonksiyon Örneği Matlab/Simulink Semineri-2006

Elektrik Devresi Örneği Şekildeki elektrik devresinde 1 Ohm’luk direçten geçen akımı bulunuz. Matlab/Simulink Semineri-2006

MATLAB GUI+SİMULİNK Matlab/Simulink Semineri-2006

KATILDIĞINIZ İÇİN TEŞEKKÜRLER Matlab/Simulink Semineri-2006