Моделирование электрических систем и систем управления в современных пакетах MATLAB
Автор: Бильфельд Николай Валентинович, Володина Юлия Игоревна
Рубрика: Управление в технических системах
Статья в выпуске: 1 т.20, 2020 года.
Бесплатный доступ
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.
Моделирование, система управления, электрическая схема
Короткий адрес: https://sciup.org/147232301
IDR: 147232301 | DOI: 10.14529/ctcr200103
Список литературы Моделирование электрических систем и систем управления в современных пакетах MATLAB
- 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.
