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
- Introducción a Simulink
- Creación de un Modelo Básico
- Componentes Principales de Simulink
- Simulación y Análisis de Resultados
- Ejercicio Práctico
- 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.
- Creación de un Modelo Básico
Paso 1: Abrir Simulink
- Abre MATLAB.
- 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
- En la ventana de Simulink, selecciona "Blank Model" para crear un nuevo modelo vacío.
- Guarda el modelo con un nombre adecuado, por ejemplo,
modelo_basico.slx
.
Paso 3: Añadir Bloques
- Arrastra y suelta los bloques necesarios desde la biblioteca de Simulink al área de trabajo del modelo.
- 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
- Conecta los bloques arrastrando líneas desde las salidas de un bloque a las entradas de otro.
- 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.
- 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
).
- Simulación y Análisis de Resultados
Ejecutar la Simulación
- Haz clic en el botón de "Run" en la barra de herramientas de Simulink para iniciar la simulación.
- 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.
- 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:
- Abre Simulink y crea un nuevo modelo.
- Añade los siguientes bloques:
Step
(Fuente)Sum
(Operador)Gain
(Operador)Transfer Fcn
(Operador)Scope
(Sink)
- Conecta los bloques de la siguiente manera:
- La salida del bloque
Step
a una entrada del bloqueSum
. - La salida del bloque
Sum
al bloqueGain
. - La salida del bloque
Gain
al bloqueTransfer Fcn
. - La salida del bloque
Transfer Fcn
al bloqueScope
. - La salida del bloque
Transfer Fcn
también se conecta a la otra entrada del bloqueSum
(retroalimentación negativa).
- La salida del bloque
- Configura los parámetros del bloque
Gain
yTransfer Fcn
según sea necesario. - Ejecuta la simulación y observa los resultados en el bloque
Scope
.
Solución:
- Abre Simulink y crea un nuevo modelo.
- Añade y conecta los bloques según las instrucciones.
- Configura los parámetros del bloque
Gain
a 1 y del bloqueTransfer Fcn
a[1] / [1 1]
. - 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.
Curso de Programación en MATLAB
Módulo 1: Introducción a MATLAB
- Comenzando con MATLAB
- Interfaz y Entorno de MATLAB
- Comandos Básicos y Sintaxis
- Variables y Tipos de Datos
- Operaciones y Funciones Básicas
Módulo 2: Vectores y Matrices
- Creación de Vectores y Matrices
- Operaciones con Matrices
- Indexación y Segmentación
- Funciones de Matrices
- Álgebra Lineal en MATLAB
Módulo 3: Estructuras de Programación
- Flujo de Control: if, else, switch
- Bucles: for, while
- Funciones: Definición y Alcance
- Scripts vs. Funciones
- Depuración y Manejo de Errores
Módulo 4: Visualización de Datos
- Conceptos Básicos de Gráficos
- Gráficos 2D
- Gráficos 3D
- Personalización de Gráficos
- Técnicas Avanzadas de Gráficos
Módulo 5: Análisis de Datos y Estadísticas
- Importación y Exportación de Datos
- Estadísticas Descriptivas
- Preprocesamiento de Datos
- Análisis de Regresión
- Pruebas Estadísticas
Módulo 6: Temas Avanzados
- Entrada/Salida de Archivos
- Manejo de Grandes Conjuntos de Datos
- Técnicas de Optimización
- Conceptos Básicos de Simulink
- Computación Paralela