Matlab tại công ty Mathworks

 MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Nếu thông số được dùng trong Gain ở dạng vector thì nội dung để hiển thị phải ở 
trong ngoặc đơn. 
3.Derivative: 
 Tín hiệu vào được lấy vi phân theo thời 
gian. 
4. Tranfer Fcn: 
 Thực hiện chức năng một hàm truyền. 
 Những thông số : Hệ số tử và mẫu của 
hàm truyền 
5. Integrator: 
 Tín hiệu vào được lấy tích phân. 
 Những thông số : Điều kiện đầu. 
 6. State-Space : 
 7. Zero-pole: 
 Thực hiện hàm truyền dưới 
dạng cực và zero. 
 Những thông số : Các 
Zero, các cực, độ lợi 
 8. Matrix Gain: 
 Ở mỗi đoạn lấy vi phân được tính trên cơ sở của tỉ số vi phân đối với giá trị đoạn 
trước. Kết quả có thể sai nếu đoạn lấy vi phân có thời gian quá lớn. 
 Những thông số : hệ ma trận, điều kiện đầu 
 Thực hiện một hệ tuyến tính không thay đổi theo thời gian . 
Luận án tốt nghiệp Trang 31 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Ngõ vào là một vector thì ngõ ra là một 
ma trận. 
 Những thông số : Độ lợi ma trận. 
 9. Inner (dot) product: 
 Tính tích vô hướng của vector. 
 10. Slider Gain: 
 Tương tác độ lợi. 
 Những thông số : Giá trị gain. 
 III.5 .NONLINEAR: 
1. Abs: 
Tính giá trị tuyệt đối 
của ngõ vào. 
 2.Product 
 Ngõ vào được nhân 
với nhau (giống SUM). 
 Những thông số : 
Số ngõ vào 
 3.Fcn 
Tính tốn biểu thức. 
 Chiều của vector vào phải bằng số cột của ma trận. Độ dài của vector ra phải bằng 
độ lợi của hàng ma trận. 
 Nếu có tín hiệu là đa biến thì nó được khuếch đại bởi hệ số đó. 
Luận án tốt nghiệp Trang 32 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
Những thông số : Giá trị đầu và cu
 Ngõ vào phải là một hàm u(I), giá trị phải là 
đại lượng vô hướng . 
 Khối này khả năng thực hiện cho SISO (single 
input single output) và MISO (multi input single 
output). 
4.Dead Zone 
 Ngõ ra có giá trị là Zero khi ngõ vào nằm 
trong vùng chết (tắt). Ngồi ra ngõ ra sẽ bằng 
ngõ vào khi ngõ vào không nằm trong đoạn 
Dead Zone. 
 6. Backlash : (khâu khe 
hở) 
 Mô hình xử lý hệ 
thống có thời gian dự 
trữ. 
Những thông số : Độ 
rộng Dead Zone, giá trị 
đầu của ngõ ra và vào. 
 Ngõ ra là hằng số khi 
ngõ vào nằm trong đoạn 
Dead Zone. 
6. Saturation : 
 Tính tốn một khâu 
bão hòa, nghĩa là giới 
hạn biên độ của ngõ ra. 
 Đặc biệt hơn, nếu cận trên và cận dư
 u- D
 y= 0 
 u- D
Luận án tốt nghiệp Trang 33 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Những thông số : Giá trị trên và dưới của ngõ 
ra. 
7.Switch 
 Ngõ ra sẽ là giá trị của ngõ vào đầu tiên cho 
đến khi một giá trị thứ hai lớn hơn giá trị ngưỡng 
thì ngõ ra mang giátrị ngõ vào thứ hai, sau đó ngõ 
ra lại bằng giá trị thứ ba. 
 Những thông số : giá trị ngưỡng. 
8. Look-Up Table 
 Thi hành mẫu đồ thị 
tuyến tính của ngõ vào. 
 Những thông số : 
Giá trị vector của ngõ ra 
và vào 
 9. 2-D Look-Up Table. 
 Thi hành mẫu đồ thị 
tuyến tính trong tọa độ 
hai chiều. 
 Những thông số: Giá 
trị của chỉ số X và Y và 
quan hệ với giá trị ngõ 
ra. 
10. Rate Limiter 
 Giới hạn tốc độ thay đổi 
của tính hiệu ngõ vào. 
 Những thông số: Giá 
trị tối đa của sự thay đổi. 
11. Relay 
 Mô phỏng một rơ le. 
Luận án tốt nghiệp Trang 34 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Những thông số : Giá trị ngưỡng của ngõ ra 
ở trạng thái ON và OFF. 
 Sự chuyển đổi của ngõ ra giữa hai giá trị đặc 
biệt. Khi rơle ở vị trí ON, nó giữ nguyên khi giá 
trị ngõ vào hạ xuống thấp hơn ngưỡng OFF, 
ngược lại thì rơle ở vị trí OFF. 
12. MATLAB Fcn 
 Cho phép gọi một hàm MATLAB trong sơ đồ 
SIMULINK. 
 Những thông số : Tên hàm, chiều của ngõ 
ngõ ra (-1 mang nghĩa là ngõ ra cùng chiều với 
ngõ vào). 
 SIMULINK không có khả năng kiểm tra chiều 
của hàm MATLAB đó là đặc điểm riêng của 
khối. 
 13.Quantizer 
 Mô phỏng bộ lượng tử. 
 Những thông số : 
Khoảng thời gian lượng 
tử 
 14. Coulombic Friction 
 Mô phỏng ma sát 
Coulomb. 
 Những thông số 
:Giá trị offset ban đầu, tỉ 
số ma sát thẳng. 
Luận án tốt nghiệp Trang 35 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Lực ma sát có giá trị là zero ở tại thời điểm đặt 
giá trị offset. 
15.Logical Operator 
 Ngõ ra mang giá trị 1 nếu tốn tử logic ngõ vào 
mang giá trị đúng, ngược lại mang giá trị 0. 
 Những thông số : Tốn tử logic, số cổng vào 
 Ngõ ra mang giá trị 1 nếu hệ thức cơ bản có 
giá trị là đúng,ngược lại mang giá trị 0. 
 Những thông số : 
Tốn tử quan hệ. 
 16. Combinatorial 
Logic 
 Thực thi một bảng tổ 
hợp logic. 
 Những thông số : 
Bảng sự thật. 
 Chỉ có phần ngõ ra 
của bảng sự thật được 
ghi vào. Ngõ vào phải 
được hiểu ngầm. 
17. Transport Delay 
 Ngõ vào bị trễ bởi 
một thời gian cho trước. 
 Những thông số: 
Thời gian trễ, điều kiện 
đầu (được giả định khi 
ngõ ra không xác định). 
 18. Variable Transport 
Delay 
 Giới thiệu một biến 
thời gian trễ: Ngõ vào 
thứ hai trễ một khoảng 
thời gian so với ngõ vào 
thứ nhất 
Luận án tốt nghiệp Trang 36 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
20.Memory 
 Tín hiệu ngõ vào 
được lâý tích phân từng 
phần và được lưu giữ 
Những thông số : Điều 
kiện đầu. 
 Khối này được áp 
dụng cho việc giải các 
vòng lượng giác. 
21. Sign 
 Thực thi một hàm 
dấu. 
 Đó là những thư viện cơ bản , ngồi ra còn các thư viện khác như :thư viện đầu nối 
v…v việc tìm hiểu hết các chức năng của chúng cũng rất nhiều khó khăn và cũng 
không có thời gian để nói ra hết . 
 Ngồi những thư viện đã có người sử dụng có thể tạo cho mình một thư viện riêng 
bằng cách ghép nối các khối lại với nhau tạo thành một nhóm (group) hay viết riêng một 
Những thông số : Thời gian trễ, số mẫu được lưu trữ. 
Luận án tốt nghiệp Trang 37 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
chương trình (rất khó) (gọi là S-function) để chạy mô phỏng trong SIMULINK. Đây là 
công việc giống như tạo các linh kiện mới, macro trong các phần mềm vẽ mạch điện tử. 
CHƯƠNG IV 
 ỨNG DỤNG 
 I. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC LÝ THUYẾT ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG 
 Lý thuyết Điều khiển tự động là phần chủ yếu của lý thuyết điều khiển. Lý thuyết 
điều khiển tự động là kiến thức cơ sở của các ngành kỹ thuật tự động trong lĩnh vực điện tử, 
điện động lực, cơ khí, hàng hải, quốc phòng. 
 I.1 . Các phần tử cơ bản của hệ thống Điều khiển tự động: 
 Hệ thống Điều khiển tự động là hệ thống được xây dựng từ 3 bộ phận chủ yếu: 
• Thiết bị điều khiển (C) 
• Đối tượng điều khiển (O) 
• Thiết bị đo luờng ( M) 
Hình 2.29. Sơ đồ hệ thống Điều khiển tự động. 
-
y U C⊗
 M
 O
Z 
e X 
Luận án tốt nghiệp Trang 38 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Trong đó : 
 U : tín hiệu vào 
 y : tín hiệu ra 
 X : tín hiệu điều khiển tác động lên đối tượng 
 e : tín hiệu sai lệch 
 Z : tín hiệu phản hồi. 
 I.2 .Các nguyên tắc điều khiển cơ bản: 
 Trong điều khiển tự động có 3 nguyên tắc điều khiển cơ bản sau: 
• Nguyên tắc điều khiển sai lệch 
• Nguyên tắc điều khiển theo phương pháp bù nhiểu. 
• Hỗn hợp hai nguyên tắc trên. 
 Ngồi 3 nguyên tắc trên còn có thêm các nguyên tắc 
• Nguyên tắc điều khiển theo chương trình 
• Nguyên tắc điều khiển thích nghi. 
 I.3. Phân loại hệ thống điều khiển tự động 
 Việc phân loại hệ thống điều khiển tự động theo nhiều nguyên tắc khác nhau. Nhưng ta 
có thể phân loại theo các hệ thống sau: 
• Hệ thống điều khiển tuyến tính 
• Hệ thống điều khiển phi tuyến 
• Hệ thống điều khiển liên tục 
• Hệ thống điều khiển rời rạc hay hệ thống xung –số 
• Hệ ngẩu nhiên 
• Hệ tối ưu 
• Hệ thống thích nghi (tự chỉnh) 
 I.4. Nhiệm vụ của lý thuyết điều khiển tự động 
 Nhiệm vụ cơ bản của lý thuyết điều khiển tự động là phân tích hệ thống và thiết kế hệ 
thống. 
 II.ÁP DỤNG SIMULINK VÀO THIẾT KẾ VÀ PHÂN TÍCH 
 Trong việc khảo sát những ứng dụng ta thử xây sơ đồ mô phỏng cho hệ dao động lò 
xo khối lượng sau : 
k
f
y
Luận án tốt nghiệp Trang 39 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Hệ lò xo khối lượng trên được mô tả bởi phương trình vi phân: 
 m: khối lượng ; k: độ cứng lò xo 
 Từ đó ta có sơ đồ khối sau : 
 Hình 2.30. Sơ đồ khối hệ dao động 
 Sau đó ta thử xây dựng sơ đồ mô phỏng trong SIMULINK . 
 Hình 2.31. Sơ đồ khối mô phỏng hệ khối lượng lò xo. 
 Hình 2.32. Dạng sóng ngõ ra của Scope 
f yy&y&& 
 m
fkyym =+&&
∫ ∫
Luận án tốt nghiệp Trang 40 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Từ sơ đồ thiết kế ta có thể thêm vào các khối để khảo sát hệ như: hệ số cứng (gain), 
thay đổi dạng sóng… 
 Trong các sách bài tập điều khiển tự động có các khối nhưng không biết được đáp 
ứng của hệ như thế nào. Việc dùng SIMULINK để khảo sát rất thuận tiện cho việc phân tích 
bài tốn 
 Hình 2.33. Sơ đồ khối của một hệ dưới tác động của đáp ứng bước 
 Hình 2.34. Đáp ứng của Sơ đồ 
 Ởû hình 2.35 và 2.36 là sơ đồ khối của động cơ điện và đáp ứng vận tốc quay 
Hình 2.35 . Sơ đồ khối của động cơ điện 
Luận án tốt nghiệp Trang 41 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Hìnnh 2.36 .Đáp ứng vận tốc quay 
 Trong điều khiển tự động thêm vào khâu các P, PI, PID làm cho hệ thống hoạt động 
tốt và ổn điïnh hơn. 
 Các sơ đồ điều khiển và mô phỏng. 
 Hình 2.37 .Hệ thống điều khiển có khâu PI. 
 Hình 2.38 .Đáp ứng tại khâu bão hồ. 
Luận án tốt nghiệp Trang 42 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Hình 2.39 .Đáp ứng ngõ ra. 
 Hình 2.40 .Hệ thống mô phỏng của chuyển động rơi quả banh 
 Hình 2.41 .Kết quảø mô phỏng. 
Luận án tốt nghiệp Trang 43 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Hình 2.41 .Mô hình động cơ DC di chuyển cánh tay Robot 
 Hình 2.42: Sơ đồ mô phỏng một khâu bậc hai 
 Hình 2.43: Đáp ứng của khâu bậc hai dưới ngõ vào là hàm dốc và bước 
 Hình 2.44 . Mô hình động cơ không đồng bộ 
Luận án tốt nghiệp Trang 44 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Hình 2.45. Kết quả mô phỏng. 
 Hình 2.46. Sơ đồ điều khiển động cơ DC 
 Hình 2.47. Đáp ứng của động cơ với khâu P 
Luận án tốt nghiệp Trang 45 
GVHD : NGUYỄN MINH TÂM SVTH :NGUYỄN THANH DUẪN 
 Hình 2.48. Đáp ứng của động cơ với khâu PI