Introduction

Simulink est un logiciel de simulation de systèmes dynamiques muni d'une interface graphique pilotée par souris, ce qui facilite les deux phases d'utilisation du logiciel :

• saisie du modèle
• analyse du modèle

Simulink est une extension du logiciel de calcul matriciel Matlab et propose de nombreuses bibliothèques de modèles intéressant l'automaticien (modèles de type fonctions de transfert (linéaire ou échantillonnées...)) immédiatement exploitables.

Ouvrir une bibliothèque

La fenêtre suivante présente l'ensemble des bibliothèques de modèles que propose Simulink.



Pour accéder aux modèles qu'elles proposent, il suffit de cliquer deux fois (bouton de gauche) sur l'icône correspondante. Les différentes bibliothèques sont :

Sources	permet de créer des signaux d'entrées (ex. échelon, sinus, bruits...)
Sinks	permet de récupérer les signaux de sorties (ex. oscilloscope, graphe, fichier,...)
Discrete	propose des modèles de fonctions de transfert numériques
Linear	propose des modèles de fonctions de transfert analogiques
Nonlinear	modèles non linéaires
Connections	divers outils permettant de connecter différents blocs (ex. multiplexeur...)
Extra	contient différentes bibliothèques spécifiques

Utiliser un modèle existant

Il suffit de sélection le modèle à l'aide de la souris puis, dans le menu EDIT, de COPY celui-ci. Il ne reste qu'à rendre active son espace de travail (voir chapitre suivant) et d'y PASTE le modèle. L'utilisation des raccourcis Ctrl-C et Ctrl-V (copier/coller) est possible.

Définir un nouveau modèle à partir d'un modèle existant (par exemple, un modèle linéaire)

Pour utiliser un modèle existant il suffit de le sélectionner, de le copier puis dans le menu EDIT de votre fichier, de cliquer sur PASTE. Si vous utilisez les raccourcis, cliquez une première fois dans votre fichier avant de faire Ctrl-V. Il est aussi possible de sélectionner le modèle et de simplement le faire glisser vers votre fichier en maintenant la sélection.

Spécifier les paramètres du modèle

Pour définir les paramètres du modèle copier, il suffit de cliquer deux fois sur celui-ci. Une fenêtre de dialogue s'ouvre alors. Vous devez remplir les informations nécessaires en respectant la syntaxe proposée.

Exemple de fenêtre de dialogue pour le bloc 'transfer function' (1er odre) :



Il est très intéressant d'introduire des paramètres formels dans les blocs utilisés. L'intérêt est une plus grande souplesse de travail lorsque on choisit de modifier les paramètres. Les variables utilisées (ou créées) par Simulink sont définies (ou récupérées) dans l'espace de travail de Matlab. Ainsi, on créera un programme Matlab qui définira toutes les variables nécessaires (par exemple numérateur et dénominateur des fonctions de transfert).

Signaux d'entrée

Les signaux d'entrée sont générés à partir de modèles de la bibliothèque Source.

Connections entre différents blocs

Les connections entre les différents blocs se réalisent à la souris en cliquant sur la sortie d'un bloc et en tirant le fil ainsi créé jusqu'à l'entrée du bloc suivant.

Pour modifier la position d'un fil, il suffit de le sélectionner en cliquant avec le bouton de gauche de la souris (la sélection est visualisée par un cercle).

Signaux de sortie

Les signaux de sortie sont récupérés à partir de modèles de la bibliothèque Sinks.


Afin de récupérer les signaux de sortie, on utilisera dans la bibliothèque Sinks, le modèle 'to Workspace'. Ce dernier permet de créer lors de la simulation un vecteur où sera conserver la donnée correspondante. Cette variable est ensuite utilisable dans le Workspace de Matlab comme n'importe quelle autre (c'est impératif lorsque l'on veut effectuer un traitement ultérieur). Vous pouvez également choisir de sauvegarder dans un fichier de données '.mat'.

Vous pouvez également visualiser en direct vos réponses à l'aide d'un Scope ou d'un AutoScale Graph par exemple.

Choix des paramètres de simulation

Dans le menu Simulation, sélectionnez Parameters afin de définir les paramètres de la simulation.



Vous devez impérativement choisir :

Algorithme de simulation	linsim	si vous travaillez en linéaire
L'instant de départ	Start time	généralement 0 seconde
L'instant de fin de simulation	Stop time	choisi de façon pertinente afin d'atteindre le régime permanent par exemple
Le pas de calcul minimal	Min step size	Voir ci-dessous pour le choix
Le pas de calcul maximal	Max step size	Voir ci-dessous pour le choix

Le pas de calcul varie entre du pas min au pas max. Ceci permet au logiciel d'augmenter la vitesse de simulation cependant ceci peut empêcher l'observation de certains phénomènes transitoires (pas mal choisis). Pour éviter ce problème, on peut dans un premier temps choisir les deux pas égaux.

Les paramètres Stop time et step size peuvent être déterminés de la manière suivante :

• Pour un système du premier ordre de constante de temps T, on sait que le temps de réponse est de l'ordre de 4 à 5 fois cette constante de temps. Il suffit donc de choisir la durée de simulation en conséquence soit
  Stop time >5T.

  Par ailleurs, on prend généralement au moins 10 points par constante de temps, ce qui conduit à un pas de calcul :

  Step size < T/1.

• Pour les systèmes d'ordre n de constantes de temps T1, T2, ..., Tn, on peut faire les choix suivants :
  Stop time > 5.max(T1, T2, ..., Tn)
  Step size < min(T1, T2, ..., Tn)/10

Lancer la simulation

Lancez la simulation en cliquant sur Start du menu Simulation. Au bip, la simulation est terminée. Vous pouvez dès lors utiliser ces résultats.

Attention, si vous simulez à nouveau, vous perdrez les anciens résultats.

Remarque : Vous pouvez également lancer la simulation à partir d'un fichier '.m' à l'aide de la ligne de commande suivante :

linsim('fichier_simulink',[start_time , stop_time],[ ],[tolerance , min_step_size , max_step_size]);