Simulink es una herramienta de MATLAB para la simulación y el modelado de sistemas dinámicos. Es ampliamente utilizada en ingeniería y ciencias para diseñar, simular, y analizar sistemas de control, procesamiento de señales, y otros sistemas dinámicos. En este módulo, aprenderás los conceptos básicos de Simulink, cómo crear modelos simples y cómo simularlos.

Contenido

  1. Introducción a Simulink
  2. Creación de un Modelo Básico
  3. Componentes Principales de Simulink
  4. Simulación y Análisis de Resultados
  5. Ejercicio Práctico

  1. Introducción a Simulink

Simulink proporciona un entorno gráfico para la simulación de sistemas dinámicos. Los modelos se crean arrastrando y soltando bloques en un diagrama de bloques y conectándolos para definir las relaciones entre ellos.

Características Clave:

  • Entorno Gráfico: Permite la creación de modelos mediante diagramas de bloques.
  • Bibliotecas de Bloques: Contiene una amplia variedad de bloques predefinidos para diferentes aplicaciones.
  • Simulación: Permite simular el comportamiento de sistemas dinámicos en el tiempo.
  • Integración con MATLAB: Permite el uso de funciones y scripts de MATLAB dentro de Simulink.

  1. Creación de un Modelo Básico

Paso 1: Abrir Simulink

  1. Abre MATLAB.
  2. En la barra de herramientas, haz clic en el botón de Simulink o escribe simulink en la línea de comandos de MATLAB.

Paso 2: Crear un Nuevo Modelo

  1. En la ventana de Simulink, selecciona "Blank Model" para crear un nuevo modelo vacío.
  2. Guarda el modelo con un nombre adecuado, por ejemplo, modelo_basico.slx.

Paso 3: Añadir Bloques

  1. Arrastra y suelta los bloques necesarios desde la biblioteca de Simulink al área de trabajo del modelo.
  2. Para este ejemplo, utilizaremos un bloque de fuente (Sine Wave), un bloque de sumador (Sum), y un bloque de salida (Scope).

Paso 4: Conectar Bloques

  1. Conecta los bloques arrastrando líneas desde las salidas de un bloque a las entradas de otro.
  2. Asegúrate de que todos los bloques estén correctamente conectados.

Ejemplo de Código:

% No se requiere código MATLAB para este paso, ya que todo se realiza en la interfaz gráfica de Simulink.

  1. Componentes Principales de Simulink

Bloques

  • Fuentes: Generan señales de entrada (e.g., Sine Wave, Step).
  • Operadores: Realizan operaciones matemáticas (e.g., Sum, Gain).
  • Sinks: Muestran o almacenan señales de salida (e.g., Scope, To Workspace).

Conexiones

  • Las conexiones entre bloques representan el flujo de señales.

Parámetros de Simulación

  • Configura los parámetros de simulación, como el tiempo de simulación y el tipo de solver, en el menú de configuración del modelo (Simulation > Model Configuration Parameters).

  1. Simulación y Análisis de Resultados

Ejecutar la Simulación

  1. Haz clic en el botón de "Run" en la barra de herramientas de Simulink para iniciar la simulación.
  2. Observa los resultados en el bloque Scope.

Análisis de Resultados

  • Los resultados de la simulación se pueden analizar visualmente utilizando el bloque Scope o exportar a MATLAB para un análisis más detallado.

Ejemplo de Código:

% No se requiere código MATLAB para este paso, ya que todo se realiza en la interfaz gráfica de Simulink.

  1. Ejercicio Práctico

Ejercicio: Crear un Modelo de Sistema de Control Simple

Objetivo:

Crear un modelo en Simulink que simule un sistema de control de lazo cerrado con retroalimentación.

Instrucciones:

  1. Abre Simulink y crea un nuevo modelo.
  2. Añade los siguientes bloques:
    • Step (Fuente)
    • Sum (Operador)
    • Gain (Operador)
    • Transfer Fcn (Operador)
    • Scope (Sink)
  3. Conecta los bloques de la siguiente manera:
    • La salida del bloque Step a una entrada del bloque Sum.
    • La salida del bloque Sum al bloque Gain.
    • La salida del bloque Gain al bloque Transfer Fcn.
    • La salida del bloque Transfer Fcn al bloque Scope.
    • La salida del bloque Transfer Fcn también se conecta a la otra entrada del bloque Sum (retroalimentación negativa).
  4. Configura los parámetros del bloque Gain y Transfer Fcn según sea necesario.
  5. Ejecuta la simulación y observa los resultados en el bloque Scope.

Solución:

  1. Abre Simulink y crea un nuevo modelo.
  2. Añade y conecta los bloques según las instrucciones.
  3. Configura los parámetros del bloque Gain a 1 y del bloque Transfer Fcn a [1] / [1 1].
  4. Ejecuta la simulación y observa la respuesta del sistema en el Scope.

Conclusión

En este módulo, has aprendido los conceptos básicos de Simulink, cómo crear un modelo simple, y cómo simular y analizar los resultados. Simulink es una herramienta poderosa para la simulación de sistemas dinámicos y su integración con MATLAB permite un análisis y diseño más profundos. En los siguientes módulos, exploraremos aplicaciones más avanzadas y técnicas de simulación en Simulink.

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