27. Моделирование и измерение переменных напряжений и токов в среде LabView

Моделирование синусоидальных токов и напряжений В работе моделируются напряжения и токи, представляющие собой синусоидальные функции времени u = Um smat, z = /msin(co£-q>), (1) а также мгновенная мощность p = ui (2) и активная мощность Р.

Моделирование в среде LabVIEW можно выполнить различными способами: вызвать генератор синусоидальных колебаний, или записать выражение синусои дальной функции в формульном узле, либо вызвать синусоидальную функцию. В данной работе предусмотрены эти три способа задания напряжений и токов, изменяющихся по синусоидальному закону. Напряжения, токи и мощности наблюдаются на виртуальных осциллографах. Переменные токи и напряжения характеризуются их действующими значениями. Как известно, действующее значение (среднеквадратичное) связано с амплитудным соотношением U = Um /\/2 . Активная мощность (среднее за период значение мгновенной мощности) определяется выражением Р = UI cos ср . В системе LabVIEW существуют специальные виртуальные приборы для определения действующих и средних за период значений измеряемых величин. Для измерения действующих значений (среднеквадратичных) применяется прибор RMS (Root mean square). Средняя за период величина измеряется прибором Mean. Показания этих приборов считываются при помощи цифровых индикаторов

28.Создание строковых элементов управления и индикации. Функции работы со строками

Строка это последовательность отображаемых и неотображаемых ASCII символов. Строки предоставляют независимый от платформы формат для информации и данных. Наиболее общими применениями строк являются:

• Создание простых текстовых сообщений.

• Передача числовых данных в виде строк символов к приборам и затем преобразование этих строк в числа.

• Хранение числовых данных на диске. Чтобы сохранить числа в ASCII файле,Вы должны перед записью конвертировать числа в строки.

• Выдача пользователю инструкций или предупреждений через диалоговое окно. На лицевой панели строки появляются в таблицах, в окошках ввода текста и в метках. Редактируйте и манипулируйте строками на блок-диаграмме с помощью строковых функций (подпалитра String). Форматирование строк может потребоваться для использования в других приложениях, вроде текстовых редакторов и электронных таблиц, или для использования внутри других ВП и функ- ций.

29.Численное решение обыкновенных дифференциальных уравнений в среде LabView

Рассматривается переходный процесс в электрической цепи, состоящей из источника постоянной электродвижущей силы Е, резистора с сопротивлением R и конденсатора емкостью С (рис. 5.1). Величины Е, R, С можно задать самостоятельно. Начальное значение напряжения на конденсаторе м(0) принято равным 0. Требуется определить напряжение и(t) и ток в цепи i(t) при t > О, полагая, что в момент t = 0 замыкается ключ К. На основании второго закона Кирхгофа ток в цепи

откуда после подстановки значения тока г = Cdu/dt получается дифференциальное уравнение для определения переходного процесса du/dt = (E-u)/RC. (2) Решение данного дифференциального уравнения проводится с помощью программы LabVIEW, составленной с использованием явного либо неявного метода Эйлера интегрирования дифференциальных уравнений. Для этого перейдем к конечным приращениям dt = At, du = Аи и определим приращение напряжения на последующей итерации как u k+i = uk + Ди*Для явного метода Эйлера, u k+i = uk + AW£+J Для неявного метода Эйлера, где k - номер шага интегрирования, uk+1 = u(tk _ J, uk = u(t^). Здесь значения приращений

шаг интегрирования At = h- Таким образом, алгоритм явного метода Эйлера для расчета напряжения в пере- ходном режиме имеет вид uk+l = uk + ((E-uk )/(RC))bt, (3) в случае неявного метода

Выражая отсюда uk+1 , получаем алгоритм неявного метода Эйлера uM = (uk + EU/(RC))/(l + M/(RC)). (4) После определения напряжения ток вычисляется по уравнению (1). Известно, что явный метод Эйлера неустойчив. Действительно, нетрудно видеть, что при больших шагах расчета At>2rC уравнение (3) дает расходящееся решение - это легко просчитать, задав, например, At = ЗгС. Что касается неявного метода Эйлера, то он устойчив, то есть при любом значении At даст решение, стремящееся к установившемуся режиму. Так, из уравнения (4) следует, что даже при At, стремящемся к бесконечности, uk+1 стремится к Е. Однако, при больших шагах At погрешность вычисления характеристик переходного процесса u(t) и i(t) очень велика. Поэтому в нашей работе шаг расчета At должен быть значительно меньше постоянной времени переходного процесса т (в нашем случае т = гС). Целесообразно его ориентировочное значение взять примерно на 2 порядка меньше, чем постоянная времени переходного процесса т. Количество итераций N примерно должно соответствовать Зт