Simulink

Tutorial Introductorio

Dinámica y Control de ProcesosIngeniería Civil Química

Universidad de Santiago de ChilePreparado por Pamela Lara

Abrir Simulink

En la ventana de comandos de MATLAB escribir >>simulink y apretar ENTER.

También se puede entrar a simulink haciendo click en el ícono.

Crear un modelo nuevo Hacer click en el ícono “new-

model”

Seleccionar el ícono “Simulink” para obtener los elementos del modelo.

Espacio de Trabajo Librería de elementos El modelo se crea en esta ventana

Guardar el modelo Hacer click en File Save Seleccionar la carpeta donde guardar el archivo y nombrarlo. A medida que se va progresando en el modelo, recordar

guardarlo a menudo.

Ejemplo 1: Caso sencillo

Construir un modelo en Simulink que resuelva la siguiente ecuación diferencial:

Condición inicial:

5sin 4dx

tdt

(0) 2.x

Diagrama del modelo

El Input es la función 5sin(4t) El Output corresponde a la solución de la

ecuación diferencial: x(t)

x

dx

dt

s1

5sin(4t)(input)

x(t)(output)

(0) 2x

integrator

Seleccionar un bloque para el input

Arrastrar el bloque “Sine Wave” desde la librería “Sources” hasta la ventana de trabajo

Seleccionar un bloque operador

Arrastrar un bloque “Integrator” desde la librería “Continous” hasta la ventana de trabajo.

Seleccionar un bloque para el output

Arrastrar el bloque “Scope” desde la librería “Sinks” hasta la ventana de trabajo

Conectar los bloques con señales

Ubicar el cursor en el puerto de salida (>) del bloque “Sine Wave”

Arrastrar desde el puerto de salida del bloque “Sine Wave” hasta el puerto de entrada del bloque “Integrator”

Arrastrar desde la salida del bloque “Integrator” hasta la entrada del bloque “Scope” Las flechas indican la dirección

de la señal.

Seleccionar los parámetros de simulación

Doble click en el bloque “Sine Wave” e ingresar: Amplitud = 5 Frecuencia = 4

Se forma así el input deseado: 5sin(4t)

Seleccionar los parámetros de simulación

Doble click en el bloque “Integrator” e ingresar la condición inicial = -2

Se satisface así: x(0) = -2

Correr la simulación.

En la ventana de trabajo, click en “Simulation” y seleccionar “Start”

Otra forma es hacer click en el signo

Resultados de la simulación

Hacer doble click en el bloque “Scope”

Se visualiza el output x(t) en la ventana Scope

Ejemplo 2

Construir un modelo en Simulink que resuelva la siguiente ecuación diferencial:

Condiciones iniciales = 0 El input f(t) es una función escalón con

magnitud 2 parámetros: m = 0.4, c = 0.6, k = 1

2

2( )

d x dxm c kx f t

dt dt

Resolución

Primero, expresar la ecuación en términos de la derivada de mayor orden:

Crear un bloque de suma al lado izquierdo de la ventana de trabajo.

2

2( )

d x dxm f t c kx

dt dt

2

2

d xm

dt

Bloque “sum”

Arrastrar el bloque “Sum” desde la librería “Math”

Doble click en Sum para cambiar los parámetros a rectangular y + - -

Agregar un bloque “gain” (multiplicador) para eliminar el coeficiente m y así despejar la derivada de mayor orden:

La constante m=0.4 , luego 1/m = 2.5

2

2

d xm

dt

m1

2

2

d x

dt

Bloque“Sum”

Arrastrar el bloque “Gain” desde la librería “Math”

Doble click para cambiar los parámetros del bloque “gain”

No olvidar ir conectando los bloques como se describió en ejemplo 1.

Agregar los bloques “integrator” para obtener la variable deseada.

Las condiciones iniciales son cero, el bloque “integrator” viene por defecto con este valor por lo que no es necesario modificarlo en este caso.

2

2

d xm

dt

m1

Bloque“Sum”

s1

s1

2

2

d x

dt x

dx

dt

Arrastrar los bloques “Integrator” desde la librería “Continuous”

Agregar el bloque “scope” desde la librería “Sinks”

Conectar las señales integradas con bloques multiplicadores (Gain) para crear los términos del lado derecho de la ecuación diferencial:

2

2

d xm

dt

m1

Bloque“Sum”

s1

s1 x

c

kkx

2

2

d x

dt

dx

dt

dxc

dt

Crear 2 nuevos bloques “Gain”

Doble click en los bloques Gain para modificar los parámetros.

C =0.6 K = 1

Para girar el bloque gain, seleccionarlo, click derecho y elegir FLIP BLOCK en el menú FORMAT

Completar el modelo

Unir todas las señales al bloque “sum” fijándose en los signos

Agregar f(t)

2

2

d xm

dt

m1

s1

s1

2

2

d x

dt

dx

dt

c

k

dxc

dt

kx

f(t)input

+-

-dx

dt

x

xx(t)

output

Doble click en el bloque “Step” para cambiar los parámetros. Para un paso de magnitud 2, cambiar el “Final Value” a 2.

Modelo final en Simulink

Correr la simulación.

Resultados

Fin