Cilj vježbe: Korištenjem Matlab-ovim naredbi, pokrenuti simulaciju u ...

OSNOVE REGULACIJSKE TEHNIKE - laboratorijske vježbe
VJEŽBA 9: Interakcija Matlab-a i Simulink-a
Cilj vježbe: Korištenjem Matlab-ovim naredbi, pokrenuti simulaciju u Simulink-u za različite
parametre regulatora
1. Uvod
U ovoj vježbi pokazat ćemo naredbe za mijenjanje parametara Simulinkovog modela i pokretanje Simulacije iz
skripte. Koristeći takve naredbe unutar Matlab-ovih skripti, moguće je napraviti skripte koje simuliraju
ponašanje procesa u različitim uvjetima, i analiziraju rezultate kako bi se dobilo željeno rješenje.
Prije svega, potrebno je napraviti Simulink model, i sačuvati ga na disk. Za primjer uzmimo slijedeći model:
Slika 1. Primjer jednostavnog modela
Model sa slike spremljen je na disk pod nazivom "primjer.mdl". Naredbom open, moguće je otvoriti model:
>> open('primjer'); % otvara model primjer.mdl, ako već nije otvoren
Naredbom sim moguće je pokrenuti simulaciju iz Matlab-a:
>> sim('primjer'); % otvara model primjer.mdl i pokreće simulaciju
Prije pokretanja simulacije, moguće je podesiti parametre blokova naredbom set_param (vidi help
set_param). Za primjer, podesit ćemo pojačanje (gain) bloka Kp na 2:
>> set_param('primjer/Kp', 'Gain', '2');
Prvi parametar naredbe set_param definira puni naziv bloka kojem želimo mijenjati parametre (u našem
slučaju blok Kp u modelu primjer). Drugi parametar je naziv samog parametra – za blok pojačanja on je uvijek
'Gain', bez obzira na naziv bloka. Kada bi se blok Kp nalazio maskiran unutar subsystem-a pod nazivom
Regulator, gornju naredbu bi trebalo promijeniti u:
>> set_param('primjer/Regulator/Kp', 'Gain', '2');
Na gornjem primjeru je vidljivo da je vrijednost pojačanja potrebno staviti u jednostruke navodnike, tj. prikazati
ju u tekstualnom (string) obliku. Kod većine parametara Simulink-ovih modela vrijedi ovo pravilo, stoga će
slijedeće naredbe javiti grešku:
1

OSNOVE REGULACIJSKE TEHNIKE - laboratorijske vježbe
>> set_param('primjer/Kp', 'Gain', 2); % greška! mora biti '2'!
>> a = 5; set_param('primjer/Kp', 'Gain', a); % greška! a nije string!
Za potrebnu pretvorbu varijabli u tekstualni oblik, koristi se naredba num2str:
>> a = 5;
>> set_param('primjer/Kp', 'Gain', num2str(a));
Također, treba znati da naredba set_param javlja grešku ako prozor modela nije otvoren, pa je stoga u
m-skripti potrebno osigurati da je model otvoren korištenjem naredbe open.
1.1. Korištenje for-petlje za mijenjanje vrijednosti parametara
Sa tako definiranim naredbama, ostaje još za objasniti naredbu for, koja služi za definiranje programske
petlje. Naredba for se ponaša slično kao i u većini drugih programskih jezika (vidi help for). Na primjer,
slijedeći programski blok:
će ispisati:
for a = 1:3,
disp(a);
end;
1
2
3
Kao i u drugim programskim jezicima, početak for-petlje definira glavnu varijablu petlje (u gornjem primjeru a),
i niz vrijednosti koje će ta varijabla poprimiti. "Tijelo" for-petlje (tj. sve naredbe koje se nalaze između linije
koja definira početak for-petlje, i linije koja definira kraj petlje) se izvodi onoliko puta koliko je definirano
naredbom for, pri čemu glavna varijabla for-petlje u svakoj iteraciji poprima slijedeću vrijednost niza.
U Matlab-u, niz ne mora biti linearan, moguće je naprotiv definirati bilo kakav niz za ulaznu varijablu:
for b = [1 0 -3 17 -5 12],
disp(b);
end;
Za potrebe ove vježbe, iskoristit ćemo for-petlju kako bismo pokrenuli simulaciju za različite vrijednosti
pojačanja Kp. Npr., ako želimo simulirati za vrijednosti pojačanja od 1 do 10, koristit ćemo slijedeći kod:
% otvori model (potrebno prije korištenja naredbe set_param)
open('primjer');
% za sve zadane vrijednosti pojačanja (p)
for p = 1:0.1:10,
end;
% podesi pojačanje Kp na (p)
set_param('primjer/Kp', 'Gain', num2str(p));
% pokreni simulaciju
sim('primjer');
% obradi dobivene podatke
...
2

OSNOVE REGULACIJSKE TEHNIKE - laboratorijske vježbe
2. Rad na vježbi
1. Pokrenite Matlab / Simulink i otvorite novi model naziva ImePrezime.mdl u radnoj mapi.
2. Zadan je proces sa prijenosnom funkcijom
G ( s)
=
0
4
( s + 1)(
2s
+ 1)
Prijenosna funkcija senzora (u povratnoj vezi) zadana je funkcijom
15
H ( s)
=
s
( + 15)
Napravite simulacijski model procesa sa PI regulatorom. Regulator i proces grupirajte u posebne
blokove (subsystem-e). Ulazni i izlazni signal preusmjerite u Matlab-ov radni prostor, u varijable u i y
tipa Array, kao što je prikazano na slici:
Model sacuvajte pod nazivom ImePrezime.mdl.
3. Potrebno je napisati m-skriptu, koja će na istom grafu iscrtati referentnu vrijednost, te odzive sustava
na skokovitu pobudu za vrijednosti pojačanja P-regulatora od 1 do 5 (ukupno pet odziva). Prema
uputama u uvodu, skripta mora mijenjati parametre regulatora i pokretati simulaciju, a zatim crtati
dobivene vrijednosti. Skriptu sačuvajte pod imenom ImePrezime1.m.
3. Izvješće sa vježbe
Model i skriptu poslati e-mail-om na vedran.grudenic@riteh.hr.
3