Tipos de metodos de los bloques
En Simulink existen tres tipos de funciones ejecutadas por los metodos de bloque
Update
Calcula el valor de los estados de los bloques discretos en el paso actual, dados:
Las entradas actuales del bloque, y
Los valores de los estados discretos en el paso previo
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Notacion de los metodos
Los métodos de bloque realizan los mismos tipos de operaciones de maneras diferentes para los tipos diferentes de bloques.
Por ejemplo, el método que calcula la salida de un bloque Gain, se denota:
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Gain.Outputs
Los bloques virtuales
Dentro de un modelo, un bloque define de hecho un sistema dinamico.
En realidad, existen dos clases de bloques,
Bloques no virtuales: sistemas elementales
Bloques virtuales: Solo tienen un papel para la organizacion grafica (demux)
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No juegan ningun papel en la definicion de las ecuaciones descritas por el modelo
El SOLVER
La funcion principal del solver es calcular las salidas de los bloques
Esto involucra el calculo de los estados
En los sistemas continuos esto involucra la integracion de la ecuacion de las “Derivatives equation”
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Control del error
Los solvers de paso variable llevan un control del error
Tolerancia absoluta: Limite superior del error de integracion
Tolerancia relativa: Limite del error de integracion dividido por la magnitud de la variable.
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El solver trata de satisfacer una de las tolerancias, no ambas
Calculo del tamaño del paso
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x
t
t+h
(Gp:) El error de integracion se aproxima por la diferencia entre dos ordenes de integracion
Si no, se reduce el tamaño del paso y se repite la integracion
Si el error es aceptable, la simulacion continua.
Calculo del tamaño del paso
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x
t
t+h
Discrete Update
hnew
El tamaño del paso se ajusta para que coincida con las actualizaciones (update) de los estados discretos
Configuración de los parametros
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ode45? Cambiar el solver aqui
Construccion de modelos complejos
Es posible simplificar la apariencia de modelos complejos mediante bloques ‘Subsystem’
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Para trabajar con modelos complejos usar el model browser
Uso del Model Browser
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Modelado de sistemas hibridos
Los solvers de paso variable tienen especial cuidado con los sistemas hibridos
Ajustan el tamaño del paso para permanecer dentro de los limites del error Y ajustarse a las actualizaciones discretas
Para sistemas multi-rata usar “Sample Time Colors”
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Fases Durante la Simulación
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Fases de la simulacion
La simulacion de un modelo en Simulink se realiza en tres fases:
Compilacion del modelo
Fase de enlace
Bucle de simulacion
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La fase de compilacion
La fase de compilacion se inicia cuando se oprime Start
Esto causa que el engine (motor) de Simulink invoque al compilador
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El compilador convierte al modelo en una forma ejecutable.
Proceso denominado compilacion
Algunas funciones del compilador
Determinar los atributos de las señales
Nombre, tipo de dato, dimensionalidad
Chequear que cada bloque pueda aceptar las señales conectadas a sus entradas
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Algunas funciones del compilador
Realizar una reduccion optima de los bloques
Llevar a un mismo nivel la jerarquia del modelo, remplazando los subsistemas virtuales con los bloques que contienen
Determinar el orden (sorted order) de los bloques
Determinar los tiempos de muestreo de todos los bloques
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La fase de enlace
En esta fase, el Motor de Simulink:
Asigna la memoria necesaria para las áreas de trabajo necesarias para la ejecución del diagrama de bloque.
Señales, estados, y parámetros de tiempo de ejecución
Asigna e inicializa la memoria para las estructuras de datos que almacenan la información en tiempo de ejecución para cada bloque.
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La estructura Simblock
Para los bloques de Simulink SimBlock es la principal estructura de datos en tiempo de ejecución. En esta estructura se almacenan:
los pointers a los buffers de entrada y salida del bloque,
los vectores de trabajo
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Prioridad de los bloques
Simulink permite asignar prioridades para la actualizacion de los bloques
Los metodos de salida de los bloques de mayor prioridad se ejecutan primero
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Listas de ejecucion de los metodos
En la fase de Enlace, el motor de Simulink crea las listas de ejecucion de los metodos
Estas listas, listan el orden mas eficiente de invocar los metodos de los bloques del modelo para calcular sus salidas
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Simulink usa el orden de los bloques generado durante la fase de compilacion para constuir las listas de ejecucion de los metodos
La fase de bucle de simulacion
En esta fase, el motor de Simulink calcula sucesivamente, desde el tiempo de inicio al tiempo de fin de la simulación:
los estados y las salidas del sistema
a intervalos de tiempo (step size)
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El step size depende:
si el sistema es continuo o discreto (solver),
o si existen discontinuidades en los estados continuos del diagrama
La fase de bucle de simulacion
La fase de bucle de Simulación tiene dos subfases:
La fase de inicialización
ocurre una vez, en el principio del lazo
La fase de iteración.
Se repite una vez en cada step time, desde el inicio (start) hasta el final (stop) de la simulación.
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La fase de bucle de simulacion
Al inicio de la simulación (start),
el modelo especifica los estados iniciales y las salidas del sistema a ser simulado.
En cada paso (step time), se calculan nuevos valores para,
las entradas del sistema, los estados, y las salidas
y actualiza el modelo para reflejar los valores calculados.
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Bucle de iteracion
En cada step time el motor de Simulink:
Calcula las salidas del modelo
Calcula los estados del modelo
Chequea si existen discontinuidades en los loques continuos (opcional)
Calcula el tiempo para el siguiente time step
Simulink repite los pasos 1 a 4 hasta alcanzar el tiempo final (stop)
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