Hochschule Harz FB Automatisierung und Informatik 1 - 29 Regelungstechnik IAnhang MP. Kußmann Teil 1: Einführung Matlab/Simulink Inhaltsübersicht Einführung

Hochschule Harz FB Automatisierung und Informatik 1 - 29

Regelungstechnik I Anhang MP. Kußmann

Teil 1: Einführung Matlab/Simulink

Inhaltsübersicht

Einführung (Matlab)• Lizenzen, Versionen (Labor,- Übungsräume)• Programmstart, Orientierung• Variablen, Grundrechenoperationen• Transferfunktionen (am Beispiel PT1)• figure, step, bode,rlocus, nyquist

Einführung (Simulink)• Programstart, Orientierung• Bibliotheken (Step, Scope, Gain, Transferfunction, Summe)• Symbolauswahl, Formatierung, Parametrierung• Variablen, Funktionen von Matlab nach Simulink• Systembeispiel - PT1• Anzeigeoptimierung – Scope• Datenübernahme (Simulink – Matlab)

Paramerübergabe (Matlab-Simulink-Matlab)• Variablen von Simulink nach Matlab• Darstellung export.Simulink-Daten in Matlab

M-File

Initial Release: 19.April 2011



Lizenzen, Versionen (Labor,- Übungsräume)• RT - Labor (9.105)

- Classroom license (alle PC)- Version 7.5.0.342 (R2007b) – Stand: April 2011

• AI - Labor (5.203)- Classroom license (alle PC)- Version 6.5.0.18913a (R2002-13) – Stand: April 2011- Software in virtueller Maschine (Oracle VM Virtual Box/WinXP)

Programmstart, Orientierung• Programmstart

- Start/Alle Programme/R2007b/MATLAB R2007b (oder über Desktop)

- Ansicht „Default“ (in Matlab: Desktop/Desktop Layout/Default)

• Orientierung (siehe nächste Folie)- Current Directory- Workspace- Command History- Command Window

Teil 1a: Einführung Matlab



Orientierung• „Current Directory“, „Workspace“, „Command Window“, „Command History“

A B C D

A2

A1

C

D

B



Variablen, Grundrechenoperationen•Definition im „Command Window“ -> Variablen im Workspace

(10k

(10k

(1F

(10ms



Transferfunktionen (am Beispiel PT1)•Bisher aus Vorlesung bekannt:

Hinweis: für Berechnung relevante Übertragungsfunktion



Transferfunktionen (2)• Zerlegung der Übertragungsfunktion (Zähler = num / Nenner = den)

1pτ*1

1pτ*0

pτ1

1G(p)

B CA

CA

B



figure• figure('Name','PT1-Glied')• grid

A1

A

A2



step• step(sys)• grid



bode• bode(sys)• grid



rlocus• rlocus(sys)• grid



nyquist• nyquist(sys)• grid



Teil 1b: Einführung SimulinkProgramstart (aus Matlab)• simulink (oder Symbol)



Orientierung• Filemanager (A)• Bibliotheken (B)

A

B1

B2



Bibliotheken (eine Auswahl)• Step Simulink / Sources / Step

• Scope Simulink / Commonly Used Blocks / Scope

• Gain Simulink / Commonly Used Blocks / Gain

• Transferfunction Simulink / Continuous / Transfer Fcn

• Summe Simulink / Commonly Used Blocks / Sum(Hinweis: Pipe-Operator z.B. |++ , ++|, +|- , +-|-+ , etc.)



Symbolauswahl• File / new / Model neuer Model-Arbeitsbereich• Symbole aus Bibliothek per Drag&Drop in Model-Arbeitsbereich ziehen



Symbolformatierung• Symbole drehen Symbol im Model-Arbeitsbereich auswählen und „STRG+R“• Symbole verbinden „Ausgangspfeil >“ zum „Eingangspfeil >“ ziehen



Symbolparametrierung• Symbol im Model-Arbeitsbereich auswählen und „Doppelklick“



Symbolparametrierung (2)• Variante – I (numerische Parameter in Matlab-Notation)

Bsp.: [0.01 1]

• Variante – II (Übernahme Variablen aus Matlab)

Bsp.: [num]



Systembeispiel - PT1• Eingangs-Parametrierung – step (Initial value, Final value, Step time)



Systembeispiel - PT1 (2)• Start der Simulation (über Play-Button, Simulationszeit 10s)



Systembeispiel - PT1 (3)• Ausgangs-Parametrierung – Scope (Doppelklick Scope)• Sprung bei t=1s erkennbar• PT1-Verhalten nicht erkennbar

• Anpassen der Simulationszeit (2s) -> neu Simulieren



Systembeispiel - PT1 (3a)• Ausgangs-Parametrierung – Autoscale

• Ausgangs-Parametrierung – Zoom

• Neues Problem Interpolation bei Abtastung



Systembeispiel - PT1 (4)• Anpassung – Abtastzeit (in aktivem Simulink-Model -> Simulation / Configuration Parameters / Solver)• Max step size auf typische Werte ändern z.B. 1e-3, 1e-6, etc.



Systembeispiel - PT1 (4a)• neu Simulieren

• Ergebnis: leeres Scope (Wertebereich überschritten)

A1

B1

B2

C1

A2

C2



Systembeispiel - PT1 (4a)• Anpassung Wertebereich Scope (Deaktivierung im Scope: Parameters / Data history / Limit datapoints to last 5000)

• Ergebis: Scope mit Werten(im Zoom keine Interpolationen)

Gegenüberstellung (Interpolation) Sichtbar / nicht sichtbar

A

B

A1



Datenübernahme (Simulink – Matlab)• Problem: Screenshot Scope (für Dokumentationen) schwarzer Hintergrund• im Scope: Parameters / Data history / Save data to Workspace (von Matlab))• neu Simulieren !!!

• Ergebnis (Matlab): Variable 2000004 Werten in 2 Vektoren

• Hinweise: - 10^6 Abtastungen pro Sekunde - 2s – Simulationszeit - 2 Start- und 2 End-Werte



Datenübernahme (Simulink – Matlab) (2)• Doppelklick auf Variable „SprungantwortPT1“ Array Editor



Darstellung export.Simulink-Daten in Matlab• figure('Name','PT1-Simulink-Export') • plot(SprungantwortPT1(1:2000004,1),SprungantwortPT1(1:2000004,2));grid

Hinweis: Notation ––> „Startwert 1 “ : „Endwert 2000004 “ , „Spalte 1“

AB

A1 B1

B2



M-File• in Matlab: File/new/M-File

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