1 / 20

Aplikační počítačové prostředky X15APP MATLAB - SIMULINK

Aplikační počítačové prostředky X15APP MATLAB - SIMULINK. Ing. Zbyněk Brettschneider http://heat.feld.cvut.cz/ http://k315.feld.cvut.cz/download/ http://k315.feld.cvut.cz/vyuka/matlab/ Brettsz @fel.cvut.cz. Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, 166 27 Praha 6.

gefen
Download Presentation

Aplikační počítačové prostředky X15APP MATLAB - SIMULINK

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Aplikační počítačové prostředkyX15APPMATLAB - SIMULINK Ing. Zbyněk Brettschneider http://heat.feld.cvut.cz/ http://k315.feld.cvut.cz/download/ http://k315.feld.cvut.cz/vyuka/matlab/ Brettsz@fel.cvut.cz Katedra elektroenergetiky, Fakulta elektrotechniky ČVUT, Technická 2, 166 27 Praha 6

  2. Simulink – zápis modelu Matlab – orientován na řádkové příkazy Simulink – nadstavba Matlabu práce s bloky vyšetřuje chování dynamického systému - určen na časové řešení (simulaci) předpoklad znalosti jeho matematického popisu Simulace – numerické řešení soustavy nelineárních diferenciálních rovnic nutno určit: Metodu řešení (ODE45, …) Volbu kroku (rychlost x přesnost)

  3. Práce v simulinku • Výběr bloků z knihoven • Pospojování vstupů a výstupů odpovídajících signálů • Zadání parametrů bloků • Vytvoření subsystémů Vstupní signály : • Z knihovny bloků generujících zákl. typy signálů • Ze souborů • Z matic připravených v Matlabu • Z měření v reálném čase (měřící karta + Real Time Tbx.) Výstupní signály : • Bloky typu osciloskop či XY graf • Do pracovního prostoru Matlabu (Workspace) • Do souboru či opět přímá realizace signálů (hardware)

  4. Nastavení parametrů simulace Záložka: Simulation – Configuration Parameters • Solver • Čas simulace • Volbu metody řešení ODE • Volba velikosti kroku • Workspace I/O • Možnost napojení na pracovní prostor Matlabu • Diagnostic • Nastavení,které z kontrolovaných druhů chyb či událostí mají vyvolat hlášení a na jaké úrovni • Advanced • Volby k optimalizaci výpočtu • Spuštění simulace: Simulation-Start

  5. Knihovny v Simulinku 1 • Základní knihovna – Simulink • Continuous • Bloky pro vytvoření spojitých dynamických modelů z diferenciálních rovnic • Discrete • Bloky pro vytvoření diskrétních dynamických modelů • Function and Tables • Nabízí např. interpolaci mezi hodnotami tabulkového zadávání průběhů • Přepočítá vstupní signál pomocí zadaného polynomu • Math • Bloky pro realizaci algebraické části modelu

  6. Knihovny v Simulinku 2 • Nonlinear • Bloky typických nelinearit (Saturace, Switch, Releová nelinearita) • Signal and Systems • Bloky ke spojování a změně struktury signálů • Sinks • Bloky ke zpracování výsledků • Sources • Bloky jako zdroje signálů • Zbylé knihovny – souvisí s nainstalovanými toolboxy

  7. Příklad v Simulinku – RLC obvod i(t) L R t=0 C uc(t) u(t) Obvodové rovnice:

  8. Stavové schéma – RLC obvod

  9. Subsystém Sloučení několika bloků do jednoho celku, představujících určitý podsystém celkového systému.

  10. Zobrazení průběhů Vlastní kmitočet obvodu: Kmitočet zdroje: Je-li Hodnoty: Umax=100V ω=2*pi*50 R=0.5 L=0.02 C=5.05*10-4

  11. Zobrazení průběhů - Scope • Blok Scope slouží k zobrazení průběhů • Parametry bloku Limitovaný počet bodů Počet vstupů Časový rozsah Uložení do Workspacu Vzorkování Vlastnosti zobrazení okna

  12. Zobrazení průběhů Vznik rázů při Hodnoty: Umax=100V ω=2*pi*50 R=0.1 L=0.025 C=5.05*10-4

  13. Přenos obvodu v Laplaceově obraze Obvodová rovnice a přenos v Laplaceově obraze s nulovými počátečními podmínkami:

  14. Metoda stavových proměnných • Obvod popsán soustavou rovnic prvního řádu • Každou obyčejnou diferenciální rovnici vyššího řádu lze vyjádřit jako soustavu diferenciálních rovnic prvního řádu • Zavedeme stavové proměnné x • Soustavu diferenciálních rovnic zapíšeme v maticovém tvaru: x – vektor stavových proměnných u – vektor vstupních veličin y – vektor výstupních veličin A,B,C,D – matice stavového modelu

  15. Stavový model RLC obvodu • Stavové proměnné: i, uc • Vstupní proměnné: u • Výstupní proměnné: i

  16. Soustava diferenciálních rovnic • Neuvažujeme-li zdroje, pak lze soustavu zapsat • Řešení lineárních rovnic je jednoduché, nalezneme vlastní čísla a vektory matice A, pak obecné řešení má tvar: • Jde-li o problém kmitů, λ jsou komplexní ( λk= δ + i ωk). Jednotlivé členy v součtu jsou tzv. vlastní mody kmitů. Počet vlastních frekvencí je menší nebo roven řádu matice A.

  17. Stabilita soustavy • Stacionární body řešení: Jde o takové body fázového prostoru, ze kterých se systém samovolně nevyvíjí. Jsou definovány vztahem, tj. derivace stavových proměnných jsou nulové: Poznámka: „Vložíme-li“ systém přesně do stacionárního bodu, (= připravíme ho s takovými počátečními podmínkami), zůstane v tomto bodě fázového prostoru navěky.

  18. Stabilita soustavy • Typ stacionárních bodů se určí z vlastních čísel matice A. Pro soustavu dvou diferenciálních rovnic má matice rozměr 2×2 a proto bude mít dvě vlastní čísla: • a jsou možné následující situace:

  19. Stavový model obvodu v Simulinku

  20. SimPowerSystems RLC obvod s využitím knihovny SimPowerSystems

More Related