Читайте также:
|
Для создания модели в среде SIMULINK необходимо последовательно выполнить ряд действий:
4.1. Создать новый файл модели с помощью команды File/New/Model, или используя кнопку чистого листа на панели инструментов
4.2. Расположить блоки в окне модели. Для этого необходимо открыть соответствующий раздел библиотеки (Например, Sources - Источники). Далее, указав курсором на требуемый блок и нажав на левую клавишу “мыши” - “перетащить” блок в созданное окно. Клавишу мыши нужно держать нажатой.
Для удаления блока необходимо выбрать блок (указать курсором на его изображение и нажать левую клавишу “мыши”), а затем нажать клавишу Delete на клавиатуре.
Для изменения размеров блока требуется выбрать блок, установить курсор в один из углов блока и, нажав левую клавишу “мыши”, изменить размер блока (курсор при этом превратится в двухстороннюю стрелку).
4.3. Далее, если это требуется, нужно изменить параметры блока, установленные программой “по умолчанию”. Для этого необходимо дважды щелкнуть левой клавишей “мыши”, указав курсором на изображение блока. Откроется окно редактирования параметров данного блока. При задании численных параметров следует иметь в виду, что в качестве десятичного разделителя должна использоваться точка, а не запятая. После внесения изменений нужно закрыть окно кнопкой OK.
Блок, моделирующий передаточную функцию и окно редактирования параметров блока
4.4. После установки на схеме всех блоков из требуемых библиотек нужно выполнить соединение элементов схемы. Для соединения блоков необходимо указать курсором на “выход” блока, а затем, нажать и, не отпуская левую клавишу “мыши”, провести линию к входу другого блока. После чего отпустить клавишу. В случае правильного соединения изображение стрелки на входе блока изменяет цвет. Для создания точки разветвления в соединительной линии нужно подвести курсор к предполагаемому узлу и, нажав правую клавишу “мыши”, протянуть линию. Для удаления линии требуется выбрать линию (так же, как это выполняется для блока), а затем нажать клавишу Delete на клавиатуре.
4.5. После составления расчетной схемы необходимо сохранить ее в виде файла на диске, выбрав пункт меню File/Save As... в окне схемы и указав папку и имя файла. Следует иметь в виду, что имя файла не должно превышать 32 символов, должно начинаться с буквы и не может содержать символы кириллицы и спецсимволы. Это же требование относится и к пути файла (к тем папкам, в которых сохраняется файл). При последующем редактировании схемы можно пользоваться пунктом меню Fille/Save. При повторных запусках программы SIMULINK загрузка схемы осуществляется с помощью меню File/Open... в окне обозревателя библиотеки или из основного окна MATLAB.
19.Принципы объектного программирования динамических процессов в системе SimPowerSystems. Основы построения модели. Блоки: источник ЭДС, электрические сопротивления, вольтметр, амперметр.
Пакет SimPowerSystems (в версии MATLAB 6.1 и ранее — Power System Blockset) содержит набор блоков для построения виртуальных моделей электротехнических устройств и устройств силовой электроники. Используя библиотеки Simulink и SimPowerSystems, а также применяя функции и команды MATLAB, пользователь может не только имитировать работу устройств во временной области, но и изучать их частотные свойства, оценивать динамические параметры и осуществлять гармонический анализ токов и напряжений.
Несомненным достоинством SimPowerSystems является то, что при моделировании сложных систем силовой электроники можно использовать функциональные (отражающие функции S-блоков), виртуальные (из элементов или SPS-блоков) и структурные модели. Так, силовой блок полупроводникового преобразователя электрической энергии строится на основе виртуальных блоков SimPowerSystems, а система управления — с помощью функциональных блоков Simulink, отражающих лишь алгоритм ее работы без электрической схемы. Такой подход значительно упрощает саму модель и, как следствие, повышает скорость ее работы. Важно заметить, что библиотека SimPowerSystems имеет относительно большое количество блоков, а также дает возможность создавать новые подсистемы из блоков, имеющихся в библиотеке, и привлекать функции MATLAB. Все это значительно расширяет возможности SimPowerSystems при использовании его совместно с Simulink.
Построение SPS-моделей мало отличается от построения S-моделей. Для их создания необходимо открыть окно модели и окно библиотеки и путем перетаскивания («drag-and-drop» — «перетащи и оставь») составить модель из блоков с выполнением соединений между ними. В то же время в создании SPS-моделей имеется своя специфика.
1.Входы и выходы SPS-блоков (в SimPowerSystems версии 2.3 и более ранних) критичны к направлению тока, а соединительные линии между блоками являются аналогами электрических проводов, по которым ток протекает в определенном направлении (по стрелкам).
2.При подключении к соединительным линиям можно использовать правую кнопку мыши (ПКМ), но при условии учета направления протекания тока. Если соединение из-за указанных направлений невозможно (стрелки направлены навстречу), то для выполнения соединения необходимо применять специальные блоки — соединители, находящиеся в разделе Connectors библиотеки SPS.
3.Непосредственное соединение друг с другом блоков из библиотеки Simulink и блоков из библиотеки SimPowerSystems недопустимо. Передавать сигнал от S-блока к SPS-блоку можно через управляемые источники тока или напряжения, а в обратную сторону — через измерители тока или напряжения.
4.В виртуальных моделях обязательно задаются начальные условия либо с помощью специального блока Powergui, либо с помощью функции powerinit.
5.При анализе виртуальных моделей совместно с функциональными моделями целесообразно использовать следующие решатели дифференциальных уравнений (см. урок 1):
6.ode15s — неявный многошаговый разностный метод переменного порядка (от 1 до 5) для жестких систем;
7.ode23s — модифицированный метод Розенброка с постоянным шагом и фиксированным порядком точности, предназначенный для интегрирования умеренно жестких систем при низких требованиях к точности, но имеющий обычно большую скорость, чем ode15s;
8.ode23t — метод трапеций с разностными уравнениями для умеренно жестких систем, обладающий повышенной скоростью интегрирования;
9.ode23tb — модифицированный метод трапеций в начале решения и метод, использующий обратное дифференцирование на последующих этапах; имеет более низкую точность при меньшей скорости интегрирования, чем ode23t.
Выбор решателя осуществляется по результатам сравнения эффективности работы указанных выше решателей в процессе моделирования после запуска конкретной модели с учетом удовлетворительной скорости решения и получаемой картины процессов (отсутствие необъяснимых выбросов или
разрывов на временных диаграммах). Как правило, устанавливаемый по умолчанию решатель ode45 использовать для анализа SPS-моделей нежелательно по причине его недопустимо медленной работы — эта рекомендация дается самим пакетом при запуске модели.
Идеальный источник постоянного напряжения (DC Voltage Source)
Назначение: получение постоянного по уровню напряжения.
Параметры блока (окно для настройки параметров блока вызывается двойным щелчком ЛК мыши по пиктограмме блока): Amplitude (V) — амплитуда (В). Задается уровень выходного напряжения источника. Measurments — измеряемые переменные. Задаются переменные, передаваемые для измерения в блок Multimeter или для наблюдения с помощью блока Scope. Значение параметра выбирается из списка:
-None — переменные не отображаются;
-Voltage — отображается выходное напряжение источника.
Поскольку блок является идеальным источником напряжения, то его внутреннее сопротивление является нулевым.
Идеальный источник переменного напряжения (AC Voltage Source)
Назначение: получение синусоидального напряжения с постоянной амплитудой.
Параметры блока: Реак Amplitude (V) — амплитуда (В). Задается амплитуда выходного напряжения источника. Phase (deg) — фаза (град). Устанавливается начальный фазовый сдвиг. Frequency (Hz) — частота (Гц).
Задается частота переменного напряжения источника. Sample time — шаг дискретизации. С помощью этого параметра задается шаг дискретизации по времени выходного напряжения источника при создании дискретных моделей. Measurments — измеряемые переменные. Задаются переменные, передаваемые для измерения в блок Multimeter или для наблюдения с помощью блока Scope. Значение параметра выбирается из списка:
-None — переменные не отображаются;
-Voltage — отображается выходное напряжение источника.
Блок является идеальным источником напряжения и имеет нулевое внутреннее сопротивление.
Управляемый источник напряжения (Controlled Voltage Source)</p>
Назначение: получение напряжения, соответствующего по форме сигналу управления.
Параметры блока: Initialize — инициализация. При установке флажка выполняется инициализация источника с заданными начальными параметрами — амплитудой, фазой и частотой. Source type — тип источника. Тип источника указывается при необходимости инициализации источника. Если инициализация источника не задается, то параметр недоступен. Значение параметра выбирается из списка:
-AC— источник переменного напряжения;
-DC— источник постоянного напряжения.
Initial amplitude (V) — начальная амплитуда (В). Устанавливается начальное значение выходного напряжения источника. Параметр доступен, если задана инициализация источника. Phase (deg) — начальная фаза (град). Параметр доступен, если источник инициализируется как источник переменного напряжения. Initial frequency (Hz) — начальная частота (Гц). Параметр доступен, если источник инициализируется как источник переменного напряжения. Measurements — измеряемые переменные. Задаются переменные, передаваемые для измерения в блок Multimeter или для наблюдения с помощью блока Scope. Значение параметра выбирается из списка:
-None— переменные не отображаются;
-Voltage — отображается выходное напряжение источника.
Блок является идеальным источником напряжения и имеет нулевое внутреннее сопротивление.
Последовательная RLC-цепь (Series RLC Branch)
Назначение: модель цепи из резистора, индуктивности и конденсатора, соединенных последовательно.
Параметры блока (окно настройки параметров блока вызывается двойным щелчком ЛКМ по пиктограмме блока): Resistance R (Ohms) — сопротивление (Ом). Величина активного сопротивления. Для того чтобы исключить резистор из цепи, значение сопротивления в окне параметров блока нужно задать равным нулю. При этом на пиктограмме блока резистор отображаться не будет. Inductance L (H) — индуктивность (Гн). Величина индуктивности. Для исключения индуктивности из цепи ее значение следует задать в окне параметров блока равным нулю. При этом на пиктограмме блока индуктивность отображаться не будет. Capacitance C (F) — емкость (Ф). Величина емкости. Для исключения конденсатора из цепи значение емкости следует задать равным inf (бесконечность). При этом конденсатор на пиктограмме блока отображаться не будет. Measurements — измеряемые переменные. Задаются переменные, передаваемые для измерения в блок Multimeter или для наблюдения с помощью блока Scope. Значение параметра выбирается из списка:
-None — нет переменных для отображения;
-Branch voltage— напряжение на зажимах цепи;
-Branch current — ток цепи;
-Branch voltage and current— напряжение и ток цепи.
Отображаемым сигналам в блоке Multimeter присваиваются обозначения:
-Ib — ток цепи;
-Ub — напряжение цепи.
Измеритель тока (Current Measurement)
Назначение: измеряет мгновенное значение тока, протекающего через соединительную линию (провод). Выходным сигналом блока является сигнал, который может использоваться любым Simulink-блоком.
Параметры блока: Output signal— выходной сигнал. Вид выходного сигнала блока. Выбор значения параметра возможен только тогда, когда с помощью блока Powergui установлен режим расчета на переменном токе (Phasor simulation). В этом случае значение параметра выбирается из списка:
-Magnitude — амплитуда (скалярный сигнал);
-Complex — комплексный сигнал;
-Real-Imag— вектор, состоящий из двух элементов — действительной и мнимой составляющих сигнала;
-Magnitude-Angle — вектор, состоящий из двух элементов — амплитуды и аргумента сигнала.
Измеритель напряжения ( Voltage Measurement)
Назначение: измеряет мгновенное значение напряжения между двумя узлами цепи. На выходе блока имеется сигнал, который может использоваться любым блоком из Simulink.
Параметры блока: Output signal— выходной сигнал. Вид выходного сигнала блока. Выбор значения параметра возможен только тогда, когда с помощью блока Powergui установлен режим расчета на переменном токе (Phasor simulation). В этом случае значение параметра выбирается из списка:
-Magnitude — амплитуда (скалярный сигнал);
-Complex — комплексный сигнал;
-Real-Imag— вектор, состоящий из двух элементов — действительной и мнимой составляющих сигнала;
-Magnitude-Angle — вектор, состоящий из двух элементов — амплитуды и аргумента сигнала.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 138 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |