Моделирование электрических систем и систем управления в современных пакетах MATLAB

Николай Валентинович Бильфельд, Юлия Игоревна Володина

Аннотация


Введение. Пакеты Simulink и SimPowerSystem большинством исследователей используются отдельно из-за проблем с взаимной передачей данных между функциональными блоками. В частности, вопросы, касающиеся имитационного моделирования и построения динамических моделей различных систем, решаются с помощью пакета Simulink, а моделирование электроэнергетических, электросиловых систем и систем электропривода – c помощью SimPowerSystem. Цель работы: разработать способы их совместного применение как в учебном процессе, так и на производстве для проектирования узлов и исследования поведения отдельных участков электрических цепей с целью их дальнейшего усовершенствования, выявления причин наиболее часто встречающихся неисправностей, определения возможности замены одних узлов на другие и т. д. Материалы и методы. На практике исследования электрических и электронных схем проводятся аналитическими расчетами, на которые затрачивается значительно больше времени, чем на имитационное моделирование. Показана невозможность непосредственной коммутации сигналов пакетов Simulink и SimPowerSystem в среде MATLAB. На конкретных примерах показано, как можно совместно использовать данные пакеты, выходные сигналы, полученные в одном пакете, использовать в качестве входных сигналов в другом пакете и наоборот. Процесс объединения двух схем, смоделированных в различных пакетах, поэтапно описан на следующих примерах: передача значений из Simulink-модели в MATLAB, передача значений из MATLAB в Simulink-модель, передача значений из Simulink в SimPowerSystem. Результаты. Примеры даны в доступной, понятной форме, с соответствующими схемами, графиками, алгоритмом действий, кодом, ожидаемыми результатами, чтобы читатель мог понять их принцип и при необходимости повторить. Описаны возможные проблемы при выполнении примеров и их возможные решения. Заключение. Совместное использование блоков Simulink и SimPowerSystem позволяет моделировать и очень сложные динамические системы, повышая при этом их функциональность и наглядность, особенно при моделировании электротехнических систем.


Ключевые слова


моделирование; MATLAB; Simulink; SimPowerSystem; система управления; электрическая схема

Полный текст:

PDF

Литература


Бильфельд, Н.В. Управление Simulink-моделями из программ верхнего уровня / Н.В. Бильфельд // Новый университет. Серия: Технические науки. – 2013. – № 3. – С. 3–7.

Затонский, А.В. Программные средства глобальной оптимизации систем автоматического регулирования / А.В. Затонский. – М.: ИЦ РИОР, 2013. – 136 с.

Бычков, Ю.А. Основы теории электрических цепей / Ю.А. Бычков, В.М. Золотницкий, Э.П. Чернышев. – СПб.: Лань, 2002. – 464 с.

Фриск, В.В. Основы теории цепей / В.В. Фриск. – М.: Солон-Пресс, 2004. – 160 с.

Затонский, А.В. Моделирование объектов управления в MatLab / А.В. Затонский, Л.Г. Тугашова. – СПб.: Лань, 2019. – 144 с.

Ануфриев, И.Е. Самоучитель MATLAB 5.3/6.х / И.Е. Ануфриев. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002. – 710 с.

Затонский, А.В. Моделирование статического режима процесса ректификации с идентификацией состава и свойств нефти / А.В. Затонский, Л.Г. Тугашова // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2015. – № 6. – С. 109–116. DOI: 10.31660/0445-0108-2015-6-109-116

Бильфельд, Н.В. Многокритериальное исследование систем управления / Н.В. Бильфельд. – Пермь: ПНИПУ, 2015. – 436 с.

Черных, И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB SimPowerSystems и Simulink / И.В. Черных. – М.: ДМК Пресс, 2008. – 288 с.

Кирин, Ю.П. Построение моделей динамики сложных технологических объектов в позиционных системах управления / Ю.П. Кирин, А.В. Затонский, В.Ф. Беккер // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. – 2009. – № 3 (27). – С. 25–28.

Бильфельд, Н.В. Переходные процессы в цепях постоянного тока / Н.В. Бильфельд. – Пермь: ПНИПУ, 2010. – 53 с.

Качественный анализ динамики позиционного регулирования температуры процесса восстановления титана / Ю.П. Кирин, А.В. Затонский, В.Ф. Беккер, Н.В. Бильфельд // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. – 2008. – № 10. – С. 54–56.

Бильфельд, Н.В. Особенности получения массивов частотных характеристик в MATLAB / Н.В. Бильфельд // Новый университет. Серия: Технические науки. – 2014. – № 3–4 (25–26). – С. 17–22. DOI: 10.15350/2221-9552.2014.3-4.00023

Бильфельд, Н.В. Моделирование цепей постоянного и переменного тока в SimPowerSystems и Simulink / Н.В. Бильфельд. – Пермь: ПНИПУ, 2010. – 50 с.

Бильфельд, Н.В. Программа исследования динамики систем управления / Н.В. Бильфельд // Программные продукты и системы. – 2010. – № 3 (91). – С. 118–120.




DOI: http://dx.doi.org/10.14529/ctcr200103

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.