- •Оглавление
- •1. Знакомство с программным продуктом matlab
- •1.1. Основные сведения о системе matlab
- •1.2. Пользовательский интерфейс matlab
- •1.2.1. Командное меню
- •1.2.2. Панель инструментов
- •2. Пакет моделирования динамических систем simulink
- •2.1. Назначение и функции пакета Simulink
- •Наиболее важной кнопкой (для целей данного учебного пособия) является кнопка открытия окна браузера библиотек Simulink (см. Рис.1.4, поз.8).
- •1.2.3. Панель запуска компонентов системы и браузер рабочего пространства
- •1.2.4. Окно истории сессии и браузер текущей директории
- •2.1.1. Командное меню браузера библиотек
- •2.1.2. Панель инструментов браузера библиотек Simulink
- •2.2. Блоки библиотеки Simulink
- •2.2.1. Continuous – раздел непрерывных блоков
- •Discrete – раздел дискретных блоков
- •Function & Tables – раздел блоков функций и таблиц
- •Math – раздел математических блоков
- •Nonlinear – раздел нелинейных блоков
- •Signal & Systems – раздел блоков сигналов и систем
- •Sinks – раздел блоков получателей сигналов
- •Sources – раздел блоков источников сигналов
- •Библиотека Simulink Extras
- •2.2.9.1. Additional Discrete – дополнительные дискретные блоки
- •2.2.9.2. Additional Linear – дополнительные линейные блоки
- •2.2.9.4. Блоки триггеров Flip Flops
- •2.2.9.5. Раздел преобразований Transformations
- •2.3. Создание модели устройства в программе Simulink
- •2.3.1. Создание нового окна модели
- •2.3.2. Панель инструментов
- •2.3.3. Командное меню
- •2.3.4. Размещение блоков в окне модели
- •2.3.5. Выделение блока или группы блоков в окне модели
- •2.3.6. Сохранение модели
- •2.3.7. Установка параметров блоков, входящих в модель
- •2.3.8. Установка параметров моделирования
- •2.3.9. Добавление надписей и текстовых комментариев
- •2.3.10. Соединение блоков между собой
- •2.3.11. Создание отвода линий
- •2.3.12. Удаление соединений
- •2.3.13. Изменение размеров блоков
- •2.3.14. Перемещение блоков и вставка блоков в соединение
- •2.3.15. Печать текущей модели
- •2.3.16. Вставка модели в текстовые редакторы
- •2.3.17. Создание простейшей модели
- •Виды переходных процессов и частотных характеристик типовых динамических звеньев
- •3.1. Переходные характеристики звеньев
- •3.2. Частотные характеристики звеньев
- •3.3. Получение переходных и частотных характеристик
- •3.4. Идеальное усилительное (безынерционное) звено
- •Для изменения коэффициента передачи k усилительного звена необходимо дважды щелкнуть на нем левой кнопкой мыши, появится окно параметров усилительного звена Gain (рис.3.12).
- •3.5. Апериодическое (инерционное) звено
- •3.6. Колебательное звено
- •3.7. Интегрирующее звено
- •3.8. Дифференцирующее звено
- •3.9. Звено с постоянным запаздыванием
- •4. Способы соединения звеньев в структурную схему
- •4.1. Последовательное соединение звеньев
- •4.2. Параллельное соединение звеньев
- •4.3. Звено, охваченное обратной связью
- •5. Решение задач анализа линейных систем автоматического управления
- •Понятие устойчивости и критерии устойчивости систем
- •Критерий устойчивости по корням характеристического уравнения
- •5.1.2. Частотный критерий устойчивости Найквиста
- •Показатели качества переходных процессов
- •Общая методика анализа линейных систем
- •Скорости турбогенератора
- •Скорости турбогенератора
- •Скорости турбогенератора
- •Главные обратные связи, как правило, являются отрицательными. Местные обратные связи могут иметь любой знак.
- •6.2. Получение передаточных функций регуляторов в пакете Simulink
- •6.3. Общая методика синтеза линейных систем автоматического управления
- •Приложение для синтеза корректирующих звеньев siso Design Tool
- •После запуска siso Design Tool следует сначала определить, как выглядит модель, для которой составляется корректирующее звено. Она представлена на панели структуры системы (рис.6.12).
- •6.4.1. Командное меню
- •Диалоговое окно для импорта моделей (рис.6.13) содержит три поля:
- •6.4.2. Панель инструментов
- •6.4.3. Работа с приложением siso Design Tool
- •6.4.4. Синтез по управляющему воздействию
- •Системы
- •6.4.5. Синтез по возмущающему воздействию
- •7. Анализ простейших структур при случайных возмущающих воздействиях
- •Понятие случайной величины и случайного процесса. Законы распределения случайных величин
- •7.2. Прохождение случайного сигнала через линейную систему
- •Сигнала на входе в сарч
- •Сигнала на выходе из сарч
- •8. Нелинейные блоки пакета Simulink
- •8.1. Блок ограничения Saturation
- •8.2. Блок с зоной нечувствительности Dead Zone
- •8.3. Релейный блок Relay
- •8.4. Блок с ограничением скорости Rate Limiter
- •8.5. Блок следящего квантования Quantizer
- •8.6. Блок фрикционных эффектов Coulombic and Viscous Friction
- •8.7. Блок люфта Backlash
- •8.8. Блоки-переключатели Switch
- •9. Пакет nonlinear control design (ncd) blockset
- •9.1. Основные правила работы с ncd
- •9.2. Оптимизация коэффициента передачи и-регулятора
- •9.3. Меню окна блока ncd Output
- •9.4. Особенности решаемых задач
- •10. Моделирование электротехнических систем
- •10.1. Состав библиотеки Pоwer System Blockset
- •10.1.1. Состав библиотеки Electrical Sources
- •10.1.2. Соединительные элементы Connectors
- •10.1.3. Библиотека компонентов Elements
- •10.1.4. Состав библиотеки Power Electronics
- •Блоки измерений Measurements
- •10.1.6. Библиотека электрических машин Machines
- •10.1.7. Расширенная библиотека Powerlib Extras
- •10.2. Пример расчета электрических цепей постоянного тока
- •10.3. Пример расчета однофазных электрических цепей синусоидального тока
- •10.4. Пример моделирования асинхронного электрического двигателя с короткозамкнутым ротором
- •Библиографический список
- •Учебное пособие
- •644099, Омск, ул. П.Некрасова, 10
- •6 44099, Омск, ул. П.Некрасова, 10
10.3. Пример расчета однофазных электрических цепей синусоидального тока
П
орядок
составления модели электрической цепи
синусоидального тока аналогичен порядку
составления модели цепи постоянного
тока. Для примера рассмотрим
электрическую схему синусоидального
тока (рис 10.16).
Рис. 10.16. Однофазная разветвленная
электрическая цепь синусоидального тока
Модель однофазной разветвленной цепи синусоидального тока , составленная с помощью пакетов расширения Power System Blockset – Elements, Electrical Sources, приведена на рис. 10.17.
На примере этой модели можно показать настройки элементов схемы. На рис. 10.18 показана иконка настройки измерителя напряжения. Основными параметрами настройки являются:
Cut – удалить;
Copy – копировать в буфер;
Clear – очистить;
Mask parametrs..., Block parametr... и Block properties – при выборе этих команд активизируются окна настроек значений основных параметров и свойств устройства;
Real-Time Workshop – позволяет создать подсистему или генерировать S – функцию;
Look under mask – позволяет просмотреть внутреннюю модель устройтва, т.е. из каких подсистем состоит устройство;
Format – открывает возможность работать с изображением элемента схемы: изменять шрифты надписей элемента (Font), перемещать надпись-название элемента относительно самого элемента (Flip name), убирать над-
Рис.
10.17. Модель однофазной разветвленной
цепи
с
инусоидального
тока
Рис. 10.18. Иконка настройки измерителя напряжения
пись-название элемента (Hide name), разворачивать элемент на 1800 (Flip block), поворачивать элемент на 900 (Rotate block), оттенить изображение элемента (Show drop shadow);
Foreground color – создание цветных линий, изображающих блок;
Background color – закрашивание различными цветами тела элемента.
Результаты моделирования схемы можно увидеть на осциллографе, где показаны осциллограммы входного напряжения и токов в ветвях (рис. 10.19).
Рис. 10.19. Осциллограммы токов и
напряжения
Определенный интерес представляет блок Powergui, представленный в модели однофазной разветвленной цепи (см. рис. 10.17). Этот блок открывает все возможности графического интерфейса пользователя.
Открыть блок Powergui можно, щелкнув левой мышью по самому блоку и выбрав команду Open block. При этом открывается иконка Powergui (рис.10.20).
Интерфейс Powergui имеет несколько режимов работы:
States –вывод данных о состоянии модели;
Measurements –вывод данных измерений;
Sources – вывод данных об источниках сигналов;
Nonlinear – вывод данных о нелинейных параметрах.
Меню интерфейса имеет два пункта:
Tools – доступ к средствам инициализации и контроля состояний;
Report – генерация отчета о моделировании.
Рис. 10.20. Окно установки параметров Powergui
Вывод данных измерения становится возможным, если частота синусоидального тока источника напряжения или тока соответствует частоте в окне настройки Powergui. Сверху кнопки частоты находится кнопка выбора максимального или действующего значения данных измерения.
Интерфейс Tools позволяет построить частотную характеристику общего сопротивления Zобщ ( режим – Impedance vs Frequency Measurement), а также вызвать блок Control System Toolbox (LTI Viewer), рассмотренный в разделе моделирования систем автоматического регулирования.
