محاسبه و رسم سریع تابع پله و تابع ضربه در سیمولینک نرم افزار متلب

همانطور که در پست های قبل سایت مروری بر ابزار سیمولینک نرم افزار متلب و آموزش سیمولینک در کنترل خطی داشتیم در این پست به علت گستردگی مطالب می خواهیم آموزش روش محاسبه تابع تبدیل در سیمولینک ،  روش محاسبه تابع پله در سیمولینک ، روش محاسبه تابع ضربه در سیمولینک را همراه با ذکر یک مثال به طور کامل از صفر تا صدداشته باشیم.

با یک مثال به

1. نحوه ی محاسبه تابع پله در سیمولینک
2. به همراه محاسبه ی تابع ضربه در سیمولینک می پردازیم :

محاسبه تابع تبدیل در سیمولینک و محاسبه تابع پله در سیمولینک و محاسبه تابع ضربه در سیمولینک همراه با یک مثال:

اگر که تابع تبدیلی به صورت زیر را داشته باشیم و بخواهیم محاسبه تابع پله در سیمولینک و محاسبه تابع ضربه در سیمولینک را داشته باشیم باید به چه صورتی عمل کنیم ؟

*هرتابع تبدیل دلخواهی را می توانیم برای انجام محاسبه تابع پله در سیمولینک و محاسبه تابع ضربه در سیمولینک داشته باشیم .

راه حل برای تمامی این توابع تبدیل به صورت مراحل زیر می باشد.

برای محاسبه تابع تبدیل در سیمولینک و محاسبه تابع پله در سیمولینک و محاسبه تابع ضربه در سیمولینک به ترتیب مراحل زیر را انجام می دهیم :

1. وارد نرم افزار متلب می شویم.
2. از مراحلی که قبلا گفته شد وارد ابزار سیمولینک می شویم .
3. یک مدل جدید ایجاد می کنیم
4. از کتابخانه سیمولینک نرم افزار متلب بلوک step را به مدل اضافه میکنیم
5. از کتابخانه سیمولینک نرم افزار متلب بلوک scope را به مدل اضافه میکنیم
6. از کتابخانه سیمولینک نرم افزار متلب بلوک derivative را به مدل اضافه میکنیم
7. از کتابخانه سیمولینک نرم افزار متلب بلوک transfer fcn را به مدل اضافه میکنیم
8. بر روی بلوک step دوبار کلیک می کنیم و مقدار step time را 0 می کنیم
9. بر روی بلوک transfer fcn کلیک می کنیم و مقدار denominator coefficient را [3 1 2 1] تعیین می کنیم .
10.  روی بلوک scop دوبار کلیک می کنیم و در بخش parameters تعداد محور ها را 2 قرار می دهیم .
11. در نهایت در مدل تمامی بلوک ها را بهم متصل می نماییم
12. خروجی حاصل با کلیک کردن بر روی بلوک scop رسم می شود که در واقع رسم نمودار محاسبه تابع پله در سیمولینک و محاسبه تابع ضربه در سیمولینک می باشد .

آموزش گام به گام تصویری محاسبه تابع پله در سیمولینک و محاسبه تابع ضربه در سیمولینک :

تمامی مراحل بالا را به صورت تصویری و گام به گام و کامل به صورت زیر نمایش می دهیم :

مرحله اول :

اول وارد نرم افزار متلب می شویم تا محاسبات را شروع نماییم .

مرحله دوم :

طبق آموزش هایی که قبلا داشتیم ، وارد بخش سیمولینک می شویم :

1. یا به صورت زیر به طور مستقیم وارد ابزار سیمولینک می شویم  :

و یا با نوشتن عبارت simulink و اجرای آن وارد بخش سیمولینک می شویم.

مرحله سوم :

یک مدل جدید به صورت زیر ایجاد می کنیم تا بلوک دیاگرام های مورد نظر خودمان را برای انجام محاسبات تابع پله و تابع ضربه در سیمولینک در این مدل اضافه نماییم :

مرحله چهارم :

برای انجام محاسبات تابع پله در سیمولینک و رسم نمودار تابع پله در سیمولینک از کتابخانه سیمولینک متلب ، بلوک دیاگرام  step را به مدلی که ایجاد کرده ایم اضافه می کنیم :

برای اضافه کردن بلوک دیاگرام فقط کافی است که بر روی بلوک دیاگرام کلیک نماییم و گزینه ی Add block to model untitled را انتخاب می نماییم.

اسم مدلی که ما در این آموزش ایجاد کرده ایم به طور دلخواه untitled می باشد ، هر نام دیگری برای مدل مورد نظرمان می توانیم انتخاب کنیم.

مرحله پنجم :

 برای نمایش نمودار های محاسبات تابع پله و تابع ضربه در سیمولینک از کتابخانه سیمولینک نرم افزار متلب بلوک دیاگرام scope را به مدل اضافه میکنیم :

 

مرحله ششم :

 

همانطوری که می دانیم تابع ضربه ، مشتق تابع پله است . پس باید یک مشتق گیر هم در مدل اضافه کنیم تا تابع ضربه را رسم نماید.

از کتابخانه سیمولینک نرم افزار متلب بلوک دیاگرام derivative را به مدل اضافه میکنیم:

مرحله هفتم :

 از کتابخانه سیمولینک نرم افزار متلب بلوک دیاگرام transfer fcn را به مدل اضافه میکنیم:

مرحله هشتم : 

بر روی بلوک دیاگرام step دوبار کلیک می کنیم و مقدار step time را 0 می کنیم:

مرحله نهم :

 بر روی بلوک دیاگرام transfer fcn کلیک می کنیم

و مقدار denominator coefficient را [3 1 2 1] تعیین می کنیم :

numerator coefficients در واقع ضرایب صورت تابع تبدیل می باشند که باید وارد نماییم .

denominator coefficients در واقع ضرایب مخرج تابع تبدیل می باشند که باید وارد نماییم .

چون در این تابع تبدیلی که داریم ضرایب صورت 1 می باشند

پس مقدار 1 را اضافه می کنیم و چون ضرایب مخرج به ترتیب اعداد 1 ، 2 ، 1 ، 3 هستند ، آن هارا وارد می کنیم .

مرحله دهم :

 

چون در این مثال می خواهیم هر دو نمودار تابع پله و تابع ضربه را رسم نماییم باید در بلوک دیاگرام scop تغییرات زیر را انجام دهیم :

روی بلوک دیاگرام scop دوبار کلیک می کنیم

و در بخش parameters تعداد ورودی ها را 2 قرار می دهیم :

یعنی از نوار file و بخش number of input ports ، مقدار 2 را انتخاب می کنیم .

مرحله یازدهم :

 در نهایت در مدل تمامی بلوک ها را بهم متصل می نماییم:

از تابع پله به تابع تبدیل وصل می کنیم و از خروجی تابع تبدیل به scope وصل می نماییم.

و از مشتق گیر هم با یک خط به scope وصل می کنیم تا تابع ضربه را نیز رسم نماییم.

مرحله دوازدهم : 

خروجی حاصل با کلیک کردن بر روی بلوک دیاگرام scop رسم می شود.

که در واقع رسم نمودار محاسبه تابع پله در سیمولینک و محاسبه تابع ضربه در سیمولینک می باشد :

زمان را برای اجرای محاسبات 70 ثانیه در نظر می گیریم . هر زمان دلخواه دیگری را نیز می توانیم فرض کنیم.

در شکل بالا ، نمودار اول محاسبه تابع ضربه در سیمولینک را نشان می دهد .

نمودار دوم محاسبه تابع پله در سیمولینک را نمایش میدهد.

 

در این پست با محاسبات مربوط به تابع تبدیل و نحوه ی رسم تابع پله و تابع ضربه در سیمولینک آشناشدیم.

در پست های بعدی سایت منتظر معرفی و تحلیل سیستم های کنترل و بلوک های پر کاربرد دیگه همراه با مثال های سیمولینک متلب این سیستم ها و بلوک ها باشید.