Đề tài Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay trong các lĩnh vực sản xuất của nền kinh tế quốc dân, cơ khí hoá có liên quan chặt chẽ đến điện khí hoá và tự động hóa.Việc tăng năng suất lao động và giảm giá thành thiết bị điện là hai yêu cầu chủ yếu đối với hệ thống truyền động điện. Một bên đòi hỏi sử dụng các hệ thống phức tạp, một bên lại yêu cầu hạn chế số lượng thiết bị chung trên máy và số thiết bị cao cấp. Vậy việc lựa chọn một hệ thống truyền động điện và tự động hoá thích hợp cho máy sản xuất là một bài toán khó. Sau thời gian học tập tại trường ĐHSPKT Vinh, em đã nhận đồ án tốt nghiệp Trang bị điện với đề tài: Đánh giá chất lượng và hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động hệ T-Đ Sau 2 tháng làm đồ án với sự nổ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của Thầy giáo Nguyễn Anh Tuấn và các thầy cô trong khoa, nay đồ án tốt nghiệp của em đã được hoàn thành. Đồ án của em bao gồm năm chương chính sau: Chương I: Tổng quan về hệ truyền động T-Đ. Chương II: Mô hình hoá hệ truyền động T-Đ. Chương III: Ứng dụng Matlap và Simulink để đánh giá chất lượng hệ truyền động T-Đ. Chương IV: Các phương pháp hiệu chỉnh hệ truyền động T-Đ. Chương V: Hiệu chỉnh hệ thống hệ truyền động T-Đ. Đồ án của em đã hoàn thành, song do kiến thức cũng như tài liệu còn nhiều hạn chế nên không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, em kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy cô để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn và bản thân em có kinh nghiệm bổ sung kiến thức được tốt hơn. Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện Lê Duy Hoàng CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ Khi thiết kế phương án truyền động cho một hệ thống thì ta có thể có nhiều phương án. Tuy nhiên một phương án thì có một ưu nhược điểm nhất định. Vấn đề đặt ra là phải lựa chọn phương án nào để phù hợp với yêu cầu công nghệ đề ra người thiết kế phải đưa ra được phương án nào tối ưu nhất phù hợp nhất về các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Đối với các hệ thống mà không có yêu cầu cao thì có thể dùng động cơ điện xoay chiều với hệ thống điều khiển đơn giản, còn đối với những hệ thống có yêu cầu cao về chất lượng thì nên dùng động cơ điện một chiều và các hệ thống điều khiển có khả năng tự động hoá cao. Đối với hệ thống này thì bộ bién đổi ở trong mạch điều khiển có vai trò rất quan trọng nó quyết định cho chất lượng của hệ thống. Bộ biến đổi ở đây có thể là Thyristo hoặc là máy phát điện một chiều. Việc so sánh và chọn lựa phương án truyền động hợp lý nhất có ý nghĩa rất quan trọng nó được thể hiện qua các mặt sau : - Đảm bảo được yêu cầu công nghệ của máy sản xuất đề ra . - Đảm bảo độ làm việc lâu dài và tin cậy. - Giảm giá thành sản phẩm và tăng năng suất lao động. - Khi xảy ra hỏng hóc có thể sữa chữa và thay thế dễ dàng. I. KHÁI NIỆM CHUNG Ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì các máy sản xuất ngày một đa dạng, đa năng hơn dẫn đến hệ thống trang bị điện ngày càng phức tạp, đòi hỏi độ chính xác cao và tin cậy Một hệ thống truyền động điện không những phải đảm bảo yêu cầu công nghệ mà còn phải đảm bảo có một chế độ đặt trước ổn định như về thời gian quá độ, dải điều chỉnh, ổn định tốc độ…Tuỳ theo các loại máy công tác mà có nhũng yêu cầu khác nhau cần thiết cho việc ổn định tốc độ, mômen với độ chính xác cao nào đó trước sự biến đổi của tải và các thông số nguồn…Do đó bộ biến đổi năng lượng điện xoay chiều thành một chiều đã và đang được sử dụng rộng rãi. Bộ biến đổi này có thể sử dụng nhiều thiết bị khác nhau chế tạo ra như hệ thống máy phát, khuếch đại từ, hệ thống van chúng được điều khiển theo những nguyên tắc khác nhau với những ưu, nhược điểm khác nhau. Khi có một yêu cầu kỹ thuật sẽ có nhiều phương án lựa chọn, giải quyết song mỗi phương án lại có một số ưu, nhược điểm khác nhau về ứng dụng của chúng trong từng hoàn cảnh cụ thể cho phù hợp yêu cầu. Để đáp ứng các yếu tố có sử dụng hài hoà giữa các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật. Với những hệ thống truyền động đơn giản, không có yêu cầu cao về chất lượng và truyền động thì ta nên dùng động cơ xoay chiều đơn giản song với những hệ thống có yêu cầu cao về chất lượng và truyền động, về thay đổi tốc độ, độ chính xác thì người ta thường chọn động cơ một chiều có dải điều chỉnh phù hợp. Đối với truyền động của động cơ điện một chiều thì bộ biến đổi rất quan trọng. Nó quyết định đến chất lượng của hệ thống do vậy việc lựa chọn phương án và lựa chọn bộ biến đổi thông qua việc xét các hệ thống. Cho đến nay trong công nghiệp sử dụng bốn loại bộ biến đổi chính: Bộ biến đổi máy điện gồm: động cơ sơ cấp kéo máy phát một chiều hoặc máy điện khuếch đại (KĐM). Bộ biến đổi điện từ: khuếch đại từ (KĐT). Bộ biến đổi chỉnh lưu bán dẫn: chỉnh lưu tiristo. Bộ biến đổi xung điện áp một chiều: tiristo hoặc tranzito. Tương ứng với việc sử dụng các bộ biến đổi mà ta có các hệ truyền động như sau: Hệ truyền động máy phát-động cơ (F-Đ) Hệ truyền động máy điện khuếch đại-động cơ (MĐKĐ-Đ). Hệ truyền động khuếch đại từ-động cơ (KĐT-Đ). Hệ truyền động chỉnh lưu tiristo-động cơ (T-Đ). Hệ truyền động xung áp-động cơ (XA-Đ). II. HỆ TRUYỀN ĐỘNG MÁY PHÁT-ĐỘNG CƠ 2.1. Hệ thống máy phát – động cơ đơn giản Là bộ dùng một máy phát điện để cấp cho động cơ có thể là máy phát xoay chiều, một chiều, thay đổi mạch phần ứng… Hình 1.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống F – Đ đơn giản AK động cơ xoay chiều KĐB ( hệ thống công suất lớn sử dụng động cơ đồng bộ) kéo các máy F, K quay với tốc độ không đổi. Máy phát kích thích K cung cấp kích thích cho động cơ một chiều và máy phát F. Máy phát F cung cấp cho mạch phần ứng của động cơ Đ kéo máy sản xuất. Nguyên lý làm việc của hệ thống: Động cơ xoay chiều AK kéo các máy phát K, F quay với tốc độ không đổi. Máy phát K là máy phát tự kích phát ra điện áp cung cấp kích thích cho máy phát F và động cơ Đ. Nhờ có kích thích, máy phát F phát ra điện áp cung cấp cho động cơ Đ. Động cơ Đ quay kéo theo máy công tác quay. Trong quá trình làm việc từ thông động cơ giữ nguyên. Để điều chỉnh tốc độ tiến hành thay đổi kích thích máy phát ( nhờ biến trở ). Để đảo chiều quay đảo chiều dòng kích từ máy phát nhờ cầu dao đảo chiều. Phương tình đặc tính: = (1.1) Nhược điểm của hệ F - Đ đơn giản: - Đặc tính cơ mềm hơn đặc tính tự nhiên - Khi phụ tải thay đổi làm tốc độ động cơ thay đổi, không có khả năng ổn định tốc độ. Đưa các khâu phản hồi để ổn định tốc độ động cơ. 2.2. Hệ thống máy phát động cơ với các phản hồi 2.2.1. Hệ thông F-Đ với phản hồi dương dòng điện phần ứng Trong quá trình làm việc khi có sự biến động của phụ tải làm tốc độ của động cơ cũng thay đổi theo. Điều đó không đáp ứng được yêu cầu ổn định tốc độ của hệ. Đưa phản hồi dương dòng điện vào, tốc độ của hệ thống được duy trì không đổi. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống F - Đ với phản hồi dương dòng điện phần ứng như hình 1.2. Thay vì sử dụng máy phát kích thích K, người ta đưa vào hệ thống máy điện khuyếch đại từ trường ngang. Đó là máy điện một chiều đặc biệt có 2 cặp chổi than, trong đó có một cặp ngang trục được nối ngắn mạch. Nhờ vậy dòng điện chạy trong dây quấn ngang trục khá lớn tạo ra từ trường của máy lớn nên hệ số khuyếch đại của máy rất lớn. Trên máy có nhiều cuộn kích thích, trong đó có một cuộn chủ đạo được cung cấp từ nguồn một chiều độc lập có thể thay đổi được trị số. Các cuộn còn lại được nối với các khâu phản hồi. Từ trường do các cuộn phản hồi cùng chiều hoặc ngược chiều với từ trường chính là do tính chất của phản hồi. Hình 1.2. Hệ thống F - Đ với phản hồi dương dòng điện phần ứng - Phản hồi dòng điện lấy trên điện trở Rs, tạo ra s.t.đ F2 cùng chiều F1 s.t.đ kích thích của máy khuyếch đại: F = F1 + F2 (1.2) Điều chỉnh tốc độ: Bằng thay đổi s.t.đ chủ đạo F1 ( nhờ biến trở ) Từ thông động cơ giữ nguyên. Quá trình ổn định tốc độ trên đồ thị Tác động của khâu phản hồi khi khởi động: Cưỡng bức khởi động Khắc phục: đưa khâu phản hồi âm áp kết hợp. 2.2.2.Hệ thống F-Đ với phản hồi âm áp - dương dòng kết hợp Hình 1.3. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm áp - dương dòng kết hợp. Phản hồi âm điện áp phần ứng lấy trên điện trở Rs. Dòng điện chạy qua cuộn W3 tạo ra sức từ động F3 ngược chiều F1. Phương trình cân bằng sức từ động: F = F1+ F2 - F3 (1.3) Khi đưa khâu phản hồi áp kết hợp, quá trình ổn định tốc độ diễn ra nhanh hơn, đồng thời khắc phục được hiện tượng cưỡng bức khởi động. Có thể điều chỉnh được gia tốc khởi động thông qua kết hợp điều chỉnh các hệ số phản hồi. Ưu điểm: Sử dụng thiết bị tĩnh, đơn giản, rẻ tiền, dễ lắp đặt và hiệu chỉnh. Nhược điểm: - Gây tổn thất trong mạch. Đặc tính cơ mềm. - Vùng tốc độ thấp bị hạn chế nên phạm vi điều chỉnh tốc độ nhỏ. 2.2.3. Hệ thống F-Đ với phản hồi âm tốc độ Hình 1.4. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm tốc độ Phản hồi được thực hiện qua máy phát tốc. Rotor của FT được nối đồng trục với rotor động cơ. Điện áp phát ra của FT tỉ lệ bậc nhất với tốc độ của ĐC. Phương trình cân bằng sức từ động: . (1.4) Phản hồi âm tốc độ vừa ổn định được tốc độ của hệ truyền động vừa tự động điều chỉnh gia tốc của hệ khi khởi động. Có thể tiến hành điều chỉnh ở vùng tốc độ rất thấp do đó mở rộng được phạm vi điều chỉnh. Chất lượng điều chỉnh cũng như ổn định tốc độ rất tốt. Phản hồi này được sử dụng rất rộng rãi. 2.2.4. Hệ thống F-Đ với phản hồi có ngắt a. Phản hồi âm dòng có ngắt Khi thực hiện các phản hồi trong hệ, tốc độ động cơ được duy trì không đổi theo tốc độ đặt cho trước. Khi xảy ra quá tải, động cơ có thể bị cháy. Việc sử dụng các thiết bị bảo vệ có thể gây phức tạp cho quá trình vận hành. Do đó người ta đưa vào hệ thống khâu phản hồi âm dòng có ngắt. Phản hồi bao gồm một khâu phản hồi âm dòng điện phần ứng và một khâu so sánh như hình 1.5. Khi dòng điện phần ứng chưa vượt khỏi trị số cho phép, van D không dẫn dòng, s.t.đ F4 = 0. Khi dòng điện vượt quá trị số chỉnh định, van D mở, F4 ¹ 0 làm giảm s.t.đ của MĐKĐ, dẫn đến kích thích máy phát giảm, động cơ giảm tốc độ, đường đặc tính dốc đến n = 0. Hình 1.5. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm dòng có ngắt Sơ đồ: b. Phản hồi âm áp có ngắt Khi chỉ sử dụng phản hồi âm điện áp để ổn định tốc độ động cơ làm giảm tổn thất trong quá trình điều chỉnh tốc độ, tuy nhiên, trong quá trình khởi động, phản hồi sẽ làm chậm gia tốc của hệ. Khâu ngắt nhằm không cho phản hồi tham gia vào quá trình khởi động của hệ. Khi quá trình khởi động kết thúc, phản hồi được đưa vào để ổn định tốc độ động cơ. Hình 1.6. Hệ thống F - Đ với phản hồi âm áp có ngắt Để thực hiện ngắt, người ta cũng dùng khâu so sánh như hình 1.6. Khi khởi động, van D khoá, phản hồi không tham gia. Kết thúc khởi động, D mở qua cuộn W5 có dòng điện tạo ra s.t.đ F5 ngược chiều F1 để ổn định tốc độ động cơ. Sơ đồ: III. HỆ TRUYỀN ĐỘNG TIRISTOR -ĐỘNG CƠ (T-Đ) Hệ truyền động T - Đ có nhiệm vụ trực tiếp biến đổi dòng xoay chiều thành một chiều cấp cho động cơ mà không qua một khâu trung gian nào. Bên cạnh đó việc biến đổi năng lượng nó còn có khả năng điều chỉnh suất từ động đầu ra của bộ biến đổi. BĐK BCL Đ Uph Ucđ CKĐ Sơ đồ nguyên lý: Trong đó : Đ: là động cơ điện một chiều kích từ độc lập. Uph: Điện áp phản hồi. Ucđ: Điện áp chủ đạo. Ud: Điện áp 1 chiều sau chỉnh lưu đặt vào phần ứng động cơ. Bộ chỉnh lưu : Biến điện áp xoay chiều thành một chiều. Hệ T-Đ là hệ TĐ động cơ điện 1 chiều kích từ độc lập, điều chỉnh tốc độ động cơ bằng cách thay đổi điện áp đặt vào phần ứng hoặc thay đổi điện áp đặt vào phần cảm của động cơ thông qua các bộ BĐ chỉnh lưu dùng Thyristor. Sơ đồ khối : Ikt: dòng điện kích từ. Ct1, Ct2, CL3: Bộ chỉnh lưu (được nối theo sơ đồ hình tia, hình cầu) - Đặc tính cơ của hệ truyền động T-Đ. + Chế độ dòng điện liên tục. Dòng điện chỉnh lưu chính là dòng điện phần ứng. Dựa vào sơ đồ thay thế viết được phương trình đặc tính. Với : Xk: đặc trưng cho sụt áp do chuyển mạch giữa các van. Họ đặc tính song song và mềm hơn đặc tính tự nhiên. Do tính chất dẫn dòng 1 chiều của van các đặc tính nằm bên phải mặt phẳng toạ độ. Từ phương trình đặc tính: - Khi => Ud= Udo - Udo - Khi . Bộ biến đổi làm việc ở chế độ chỉnh lưu: Động cơ làm việc ở chế độ động cơ khi E > 0 Động cơ làm việc ở chế độ hãm ngược khi E đổi chiều. - Khi . BBĐ làm việc ở chế độ nghịch lưu phụ thuộc: Động cơ làm việc ở chế độ hãm tái sinh khi tải có tính thế năng. Dòng điện trung bình của mạch phần ứng: Phương trình đặc tính tốc độ: + Chế độ dòng điện gián đoạn: Trong tính toán người ta quan tâm đến biên giới của chế độ dòng liên tục và dòng gián đoạn. Đường biên liên tục là một đường elíp. Để giảm độ lớn của trục nhỏ elíp, tăng số pha của chỉnh lưu.Tuy nhiên khi tăng số pha chỉnh lưu, sơ đồ điều khiển sẽ phức tạp. Hình 1.8. Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL - Đ hình tia 3 pha và sơ đồ thay thế 3.1. Sơ đồ nối dây hình tia Đặc điểm của sơ đồ nối dây hình tia: - Số van chỉnh lưu bằng số pha của nguồn cung cấp. - Các van có một điện cực cùng tên nối chung, điện cực còn lại nối với nguồn xoay chiều. Nếu điện cực nối chung là katôt, ta có sơ đồ katôt chung, nếu điện cực nối chung là anôt, ta có sơ đồ nối anôt chung. - Hệ thống điện áp nguồn xoay chiều m pha phải có điểm trung tính. Trung tính nguồn là điện cực còn lại của điện áp chỉnh lưu. 3.2. Sơ đồ hình cầu Đặc điểm của sơ đồ chỉnh lưu cầu: - Số van chỉnh lưu bằng 2 lần số pha của điện áp nguồn cung cấp, trong đó có m van có katôt nối chung (các van 1, 3, 5) tạo thành cực dương của điện áp nguồn; m van có anôt chung ( 2, 4, 6) tạo thành cực âm của điện áp chỉnh lưu. Hình 1.9. Sơ đồ nguyên lý hệ thống CL – Đ hình cầu 3 pha và sơ đồ thay thế - Mỗi pha của điện áp nguồn nối với 2 van, 1 ở nhóm anôt chung, 1 ở nhóm katôt chung. 3.3. Nhận xét chung Ưu Điểm: Hệ T-Đ có độ tác động nhanh cao, không gây ồn ào và dễ tự động hóa do các van bán dẫn có hệ số khuếch đại công suất rất cao, điều đó rất thuận tiện cho việc thiết lập các hệ thống tự động điều chỉnh nhiều vòng để nâng cao chất lượng các đặc tính tĩnh và các đặc tính động của hệ thống. Nhược điểm: - Mạch điều khiển phức tạp, điện áp chỉnh lưu có biểu đồ đập mạch cao, gây đến tổn thất phụ đáng kể trong động cơ và hệ thống - Chuyển đổi làm việc khó khăn hơn do đường đặc tính trong mặt phẳng toạ độ. - Trong thành phần của hệ biến đổi có máy biến áp nên hệ số cosφ thấp. - Do vai trò chỉ dẫn dòng một chiều nên việc chuyển đổi chế độ làm việc khó khăn đối với các hệ thống đảo chiều. - Do có vùng làm việc gián đoạn của đặc tính nên không phù hợp với những truyền động có tải nhỏ. CHƯƠNG II MÔ HÌNH HOÁ HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ I. MÔ TẢ TOÁN HỌC TRẠNG THÁI CỦA HỆ ĐIỀU TỐC Xét cho hệ điều tốc với mạch vòng phản hồi âm tốc độ. Các bước để mô tả: Bước 1: Dựa vào quy luật vật lý của các phần tử để viết ra phương trình vi phân mô tả trạng thái động. Bước 2: Xây dựng cấu trúc, trạng thái động của từng phần tử và cùa hệ điều tốc. Bước 3: Tìm hàm truyền của hệxét đến điều kiện ổn định. 1.1. Động cơ một chiều kích từ độc lập Ud = Id.Rd + Ld.+ E (1) Md – Mc = . (2) E = C.n M = C.Id ; Mc = C.Ic C = .C Trong đó: Te=: Hằng số quán tính điện từ. Tm =.: Hằng số quán tính cơ học. ( Hoặc: Tm = ) Từ (1): U - E = Rd(Id + Te.) U(p) - E(p) = Rd(Te.P +1)I(p) (1) Từ (2): Id – Ic = . =. =. Id(p) – Ic(p) = .E(p) = (2) Mô tả dưới dạng sơ đồ cấu trúc: Ud(p) EĐ(p) Id(p) (-) (1’) EĐ(p) Id(p) (-) Ic(p) (2’) EĐ(p) n(p) n(p) Ud(p) Id(p) (-) EĐ(p) Ic(p) (-) Ud(p) (-) EĐ(p) Ic(p) (-) Rd(Te.p+1) n(p) Rd(Tep+1) Ic(p) (-) Ud (p) n(p) 1.2. Bộ chỉnh lưu xoay chiều một chiều : thời gian trễ. - Tia 1 pha: =10 (ms). - Tia 2 pha, cầu 1 pha: = 5(ms). - Tia 3 pha: = 3.33(ms). - Tia 6 pha, cầu 3 pha: = 1.67(ms). Ud= Uđk.k.(t - ) Ud(p)= Uđk(p). Ud(p)= Uđk(p).k.e( Coi T 0) Trong đó: Uđk(p) Ud(p) Sơ đồ cấu trúc: 1.3. Bộ khuyếch đại tỷ lệ và máy phát tốc Bộ khuyếch đại tỷ lệ. Wp(p)= Máy phát tốc. W(p)= Ic(P) Ucđ(p) (-) Ud(p) Kp Rd(Tep+1) Uđk(p) n(p) 1.4. Sơ đồ cấu trúc trạng thái động hệ thống điều tốc mạch vòng kín phản hồi âm tốc độ Giả thiết Ic(p)= 0: F(p)= Trong đó: 1+= k=k Phương trình đặc trưng M(p)= 0 là: Điều kiện ổn định: Theo tiêu chuẩn Hunrwitz k < . II. THÍ DỤ MINH HỌA Cho động cơ một chiều kích từ độc lập có các thông số như sau: Pđm= 0,75 kW; U = 220V; Rư = 4,11; nđm = 2500 (V/ph); Iđm = 4,01(A) ; D = 30/1; St 5%; GD=10(N.m). Bộ biến đổi: cầu 3 pha, tổng trở mạch ( ); Ld = 0,12 (H). 1) Đánh giá chất lượng hệ thống hở: k= Mặt khác: Sai lệch tĩnh lớn nhất: Hệ số khuếch đại của động cơ: Hằng số quán tính điện từ của động cơ: Hằng số quán tính cơ học: Hệ số khuếch đại bộ khuếch đại của bộ biến đổi: Hằng số thời gian của bộ biến đổi: Hệ số phản hồi âm dòng có ngắt: ( Sơ đồ cấu trúc hệ thống hở và bộ chỉnh lưu của động cơ như sau:(giả thiết Ic(p) =0) a. Sơ đồ cấu trúc hệ thống hở: b. Sơ đồ cấu trúc bộ chỉnh lưu: Ud(p) Uđk(p) Ud (p) n(p) CHƯƠNG III ỨNG DỤNG MATLAB VÀ SIMULINK ĐỂ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG HỆ TRUYỀN ĐỘNG T-Đ I. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MATLAP VÀ SIMULINK MATLAB – phần mềm nổi tiếng của công ty MathWorks, là một ngôn ngữ hiệu năng cao cho tính toán kỹ thuật như được viết trong logo của phần mềm này. Nó tích hợp tính toán, hiện thị và lập trình trong một môi trường dễ sử dụng. Các ứng dụng tiêu biểu của MATLAB bao gồm: Khả năng tính toán mạnh. Phát triển thuật toán. Chứa Simulink là môi trường mạnh để mô phỏng các hệ thống động học tuyến tính và phi tuyến. Đồ họa khoa học và kỹ thuật. Phát triển ứng dụng với các giao diện đồ họa. Có kiến trúc mở, ủng hộ việc xây dựng thêm các module tính toán kỹ thuật theo chuẩn công nghiệp. Tên của phần mềm MATLAB bắt nguồn từ thuật ngữ “Matrix Laboratory”. Đầu tiên nó được viết bằng FORTRAN để cung cấp truy nhập dễ dàng tới phần mềm ma trận được phát triển bởi các dự án LINPACK và EISPACK. Sau đó nó được viết bằng ngôn ngữ C trên cơ sở các thư viện nêu trên và phát triển thêm nhiều lĩnh vực của tính toán khoa học và các ứng dụng kỹ thuật. Ngoài MATLAB cơ bản với các khả năng rất phong phú sẽ được đề cập sau, phần mềm MATLAB còn được trang bị thêm các ToolBox – các gói chương trình (thư viện) cho các lĩnh vực ứng dụng rất đa dạng như xử lý tín hiệu, nhận dạng hệ thống, xử lý ảnh, mạng nơ ron, logic mờ, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng, sinh tin học,... Đây là các tập hợp mã nguồn viết bằng chính MATLAB dựa theo các thuật toán mới, hữu hiệu mà người dùng có thể chỉnh sửa hoặc bổ sung thêm các hàm mới. Simulink là phần mềm mô phỏng các hệ thống động học trong môi trường Matlab. Đặc điểm của Simulink là lập trình ở dạng sơ đồ cấu trúc của hệ thống. Nghĩa là, để mô phỏng một hệ thống đang được mô tả ở dạng phương trình vi phân, phương trình trạng thái, hàm truyền đạt hay sơ đồ cấu trúc thì chúng ta cần chuyển sang chương trình Simulink dưới dạng các khối cơ bản khác nhau theo cấu trúc cần khảo sát. Với cách lập trình như vậy người nghiên cứu hệ thống sẽ thấy trực quan và dễ hiểu. Trong môi trường Simulink có thể tận dụng được các khả năng tính toán, phân tích dữ liệu, đồ hoạ của Matlab và sử dụng các khả năng của toolbox khác như toolbox xử lý tín hiệu số, logic mờ và điều khiển mờ, nhận dạng, điều khiển thích nghi, điều khiển tối ưu …v v. Việc Simulink kết hợp được với các toolbox đã tạo ra công cụ rất mạnh để khảo sát động học các hệ tuyến tính và phi tuyến trong một môi trường thống nhất. II. THƯ VIỆN KHỐI CHUẨN CỦA SIMULINK Môi trường lập trình Simulink được tạo nên từ các khối chuẩn trong các thư viên của Simulink. Các thư viện Simulink bao gồm các khối sau: Hình 3.1.Thư viện khối chuẩn của Simulink. Sau đây chúng ta sẽ đi tìm hiệu cụ thể tác dụng và cách làm việc của các khối hay dùng trong các thư viện . 2.1. Thư viện các khối Sources (Khối phát tín hiệu) Thư viện này gồm các khối tạo nguồn tín hiệu khác nhau. Trong thư viện Sources có các khối như trong bảng dưới đây: Tên khối Chức năng Band-LimitedWhite Noise Đưa nhiễu trắng vào hệ Chirp- Signal Tạo sóng sin tần số bất kỳ Clock Cấp thời gian thực Constant Tạo đại lượng không đổi, tín hiệu đầu vào không đổi Digital Clock Cấp