Simulink 강의 노트

작성 일자 : 2007, 01, 30 저 자 : 임 종수

강의 순서-- Section 1.• 1. Simulink 의 특징과 install 시 주의사항 .• 2. simple simulink model 개발 .• 3. simulink 의 계산 방법 .• 4. Triggered model concept.• 5. Model workspace concept.• 6. model parameter settings rule.• 7. masking concept• 8. simulink library 개발 .

-- Section 2.• 1. matlab 과 simulink 의 연동 .• 2. simulink 의 third party 소개 .

Simulink 의 특징 .• Simulink 는 동적으로 데이터를 분석 .

-> step size.• 그래픽 언어 .

-> 알고리즘 개발보다는 구현 .( 즉 , 이론보다는 구현 위주 )• 조합회로에 해당 .

-> model 은 하나의 step size 에서 동시에 계산 .-> 순차회로는 stateflow 에서 수행 .

• 독특한 debugging 방법 .• C/C++, Ada, Fortran, M-file 과의 link

-> S-function

Simulink Install 방법 .• Matlab 버전과는 독립적으로 운영 .• Install 시 다음 사항에 주의 .

Simple Simulink Model(1)

Simple Simulink Model(2)• y=ksin(x) model 개발 :

① Sources Library 에 있는 Sine Wave block.② Sinks Library 에 있는 Scope block.③ Math Library 에 있는 Gain block.

Simple Simulink Model(3)

Simple Simulink Model(4)• 주석을 삽입할 수 있다 .-> 수학기호 및 다른 특수 문자 삽입가능 .

• Port Data type 표시 기능 .• Storage class 표시 기능 .• Sample Time Colors• Signal Dimension 표시 기능 .

Simple Simulink Model(5)

• 버전에 따라서 GUI 환경이 다름 .• install 한 toolbox 에 따라서 GUI 환경이 다름 .• model 에 대한 거의 모든 환경을 setting 할 수 있음 .

Simple Simulink Model(6)

Simple Simulink Model(7)

• >> simplot(ScopeData)-> simplot 사용 기능 .• simulation 결과 2 개의 경고문이 발생 . 1) continuous states 가 없음 . 2) maximum step size : 0.2

Simulink Model Ex1(1)

• Motion Equation :

-> 2 계 system 이므로 2 개의 적분 block 이 필요 .

• damping 계수 c=1.0 lb sec/ft, spring 상수 k=2 lb/ft, cart 의 질량 m=5 slugs. ->

Simulink Model Ex1(2)

Simulink Model Ex1(3)

Simulink Model Ex1(4)

Simulink Model Ex1(5)

Subsystem (1)

Subsystem (2)

Simulink & Matlab 데이터 교환(1)

% 시간 축의 범위는 0∼7 초이고 , % sampling frequency 는 100[Hz] 이다 .>> XTime=0:0.01:7; >> YData=sin(XTime);>> MatToSim=[XTime' YData'];

>> plot(XTime,YData,'k')>> set(gcf,'color','w','pos',[232 326 360 352],'units','pixels')>> axis([min(XTime) max(XTime) min(YData) max(YData)])>> grid on

Simulink & Matlab 데이터 교환(2)

Simulink & Matlab 데이터 교환(3)

Simulink 의 계산 방법 (1)• 초기화 과정에서 model 을 구성하는 blocks 의 실행 ( 즉 , 갱신 ) 순서를 정함 .-> Simulink 는 모든 inputs 에 대한 outputs 의 관계에 근거하여 model을 구성하는 block 들을 분류 . 1) direct-feedthrough port : 현재의 input port 값은 곧바로 block 의 현재 output port 값을 결정 . 예 : gain, Product. 등등

2) non-direct-feedthrough port : Integrator block 의 output port 는 입력이 아닌 , states 의 함수 , Constant block 은 입력을 가지고 있지 않으며 , Memory block 의 output 은 이전 time step 에서의 입력

• Simulink 는 direct-feedthrough port 를 갖지 않는 block 을 update 순서의 앞에 놓고 , direct-feedthrough port 를 갖는 block 을 update 순서의 뒤에 놓는 초기화 과정을 수행하고 나서 update 를 순서대로 수행 .

Simulink 의 계산 방법 (2)

Simulink 의 계산 방법 (3)

• Computability Model

Triggered Model Comcept(1)• Enabled Subsystem : control signal 이 positive 인 경우 , 각각의 simulation step 에서 실행 . 즉 , scalar 또는 vector 형태를 갖는 control signal 이 negative에서 positive 로 바뀌는 순간 실행을 시작하여 positive 에서 negative 로 바뀌는 경우 실행을 멈춤 .

• Triggered Subsystem : 임의의 trigger event 가 발생할 때마다 한번 실행한다 . rising edge 또는 falling edge 가 발생한 경우 .

Triggered Model Comcept(2)

Triggered Model Comcept(3)

Triggered Model Comcept(4)

Triggered Model Comcept(5)

• 실습 : subsystem 안의 unit delay 에 주의 .

Model Workspace Concept(1)• model workspace 에 있는 변수들은 단지 , 해당 model 의 범위에서만 볼

수 있으며 , model 이 loading 될 때 , 이들 변수에 관련된 데이터가 초기화됨 .

* Model Explorer : Simulink model 또는 Stateflow chart 의 elements 에 대한 위치를 찾거나 , 보거나 , 수정할 때 사용 .

Model Workspace Concept(2)

* Model workspace 에 새로운 변수 AmpVar 생성 .

* Model workspace 에 있는 AmpVar 를 Model 매개변수로 선언 .

Model Workspace Concept(3)

Model Workspace Concept(4)

Model Parameters Setting(1)

• Matlab Handle Graphics System– set.m, get.m

• Simulink Parameter based System– set_param, get_param– set_param('obj', 'parameter1', value1,

'parameter2', value2, ...) – get_param('obj', 'parameter')

Model Parameters Setting(2)

Model Parameters Setting(3)

Model Parameters Setting(4)

• sim command :– Model 을 matlab command window 에서 실행 .– sim(‘model name’)

• 예 제 :

Masking Concept(1)• Subsystems 에 대한 custom user interfaces( 즉 ,

masks) 를 새롭게 만드는 기법 .• Masked subsystem 의 요구 사항 :

– Mask Icon.– Mask Parameters– Mask Initialization Code– Mask Workspace

Masking Concept(2)

Masking Concept(3)

Masking Concept(4)

Masking Concept(5)

Masking Concept(6)

Masking Concept(7)

Masking Concept(8)

Masking Concept(9)

Masking Concept(10)

Masking Concept(11)

Masking Concept(12)

Masking Concept(13)

Simulink Library(1)

Simulink Library(2)

Simulink Library(3)function blkStruct=slblocks%SLBLOCKS Defines the block library for a specific Toolbox or Blockset.%% 2005, 6, 6 By Lim Jong Su%

blkStruct.Name=sprintf('Sim Library Test');blkStruct.OpenFcn='SimLibByLim';blkStruct.MaskInitialization=''; blkStruct.MaskDisplay=['disp(''Sim Library Test'')']; % Define the library list for the Simulink Library Browser.% Return the name of the library model and the name for it. Browser(1).Library='SimLibByLim';Browser(1).Name ='Sim Library Test'; blkStruct.Browser=Browser; %end of slblocks.m

Simulink Library(4)

• LimSimLib directory 를 matlab 경로에 첨가해 주어야 함 .

Simulink Library(5)

Simulink Library(6)

Matlab & Simulink 연동 (1)• Simulink model 과 Matlab GUI 기능을 link.

Matlab & Simulink 연동 (2)• Matlab 의 guide.m 함수로 GUI 개발 .

Matlab & Simulink 연동 (3)

• 소스 분석 .

Simulink 의 third Party•

http://www.mathworks.com/products/connections/company_name.html

• Xilinx Syste Generator, Altera DSP Builder, Synplify DSP, AccelChip etc.

• http://www.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/loadCategory.do

• http://www.mathworks.com/access/helpdesk/help/helpdesk.html