Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink Сергей Герман-Галкин

Предлагаемая статья продолжает цикл публикаций [2–8]. Перед исследованием данного материала рекомендуется ознакомиться с основными разделами уроков 1–7. Модели, использованные в истинной и предшествующей статьях, могут быть переданы создателем по запросу через Веб.

Все статьи цикла:

  • Урок 1. Моделирование устройств силовой электроники. Главные инструментарии Simulink.
  • Урок 2. Библиотека SimPowerSystems.
  • Урок 3. Построение SPS-моделей с полупроводниковыми элементами.
  • Урок 4. Анализ динамических параметров устройств силовой электроники во временной области
  • Урок 5. Анализ параметров устройств силовой электроники в частотной области.
  • Урок 6. Моделирование устройств силовой электроники. Программные и инструментальные средства представления результатов
  • Урок 7. Модельное исследование главных черт силовых полупроводниковых преобразователей. Моделирование устройств силовой электроники
  • Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink
  • Урок 9. Вторичные источники питания в полупроводниковом электроприводе
  • Урок 10. Вторичный источник питания полупроводникового электропривода с рекуперацией энергии в сеть
  • Урок 11. Виртуальные лаборатории импульсных источников питания
  • Урок 12. Исследование импульсного повышающего регулятора неизменного напряжения
  • Урок 13. Исследование импульсного инверсного повышающего регулятора неизменного напряжения
  • ШКОЛА MATLAB. Виртуальные лаборатории устройств силовой электроники в среде MATLAB–Simulink Урок 14. Анализ, расчет и исследование корректора коэффициента мощности

Цель этого урока — рассмотрение способностей среды Matlab – Simulink в разработке маскированных (виртуальных) блоков и имитационных лабораторных щитов, представляющих из себя удачный и приятный интерфейс для исследования различных технических устройств.

Введение

Модель отражает те либо другие характеристики реального физического объекта. Модели бывают физическими, аналоговыми и математическими.

Математическая модель является математическим описанием реального физического объекта. Это описание базируется на физических законах, определяющих поведение объекта, и служит для исследования параметров объекта, нужных инженеру. При наличии математического описания (математической модели) исследование параметров объекта может быть реализовано аналитически способами, или с внедрением компьютерного моделирования.

Аналитические способы имеют значительные ограничения. Они позволяют полностью изучить системы, которые описываются дифференциальными уравнениями первого и второго порядка. Системы, описываемые уравнениями третьего и 4-ого порядка, поддаются аналитическому решению, но воздействие характеристик системы приходится изучить уже численными способами. Системы более больших порядков исследуются только численными способами.

Численные способы базируются на использовании компьютерного моделирования.

Компьютерная модель — это программная реализация математической модели, дополненная разными служебными программками (к примеру, рисующими и изменяющими графические образы во времени).

На заре компьютерного моделирования программки создавались на языке машинных кодов (1100101….). Последующим шагом стал язык Ассемблера. В предстоящем появились языки программирования высочайшего уровня (Алгол, Бейсик, Фортран, Паскаль, С++ и др.). Применявшаяся в те годы разработка программирования добивалась сильно много времени на создание моделей. Трудовые затраты на создание обычный, с современной точки зрения, компьютерной модели оценивались в несколько человеко-месяцев.

В текущее время положение кардинально поменялось. С 1970-х годов было создано огромное количество прикладных пакетов моделирования, автоматизирующих, сначала, шаг представления математической модели для компьютера. Посреди их лидирующее положение для технических систем занимают пакеты Matlab и Simulink компании Math Work.

Matlab имеет свой язык программирования более высочайшего уровня, чем перечисленные ранее. Но разработчики пакета пошли далее. Был сотворен пакет Simulink для исследования и проектирования динамических систем, который, на самом деле, является очень комфортным интерфейсом для юзеров — профессионалов в области теории управления. Продемонстрируем произнесенное примером.

Пример 1. Динамическая система описывается дифференциальным уравнением 4-ого порядка

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

где x — выходной сигнал, u — входной сигнал.

Для решения уравнения (1) в пакете Matlab его нужно представить в обычной форме Коши

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink
Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Разглядим расчет переходного процесса в системе со последующими данными:

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Процедура интегрирования системы дифференциальных уравнений (2) включает создание специальной функции, в какой задаются исходные условия и выводятся результаты и создание подфункции, в какой рассчитываются правые части уравнения (2). Программка решения представлена листингом 1.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Итог выполнения программки показан на рис. 1, где построены зависимости выходной координаты системы и ее производной от времени (4-ая строка программки).

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Дифференциальному уравнению (1) в пакете Simulink соответствует операторная передаточная функция (блок Transfer Fn), пиктограмма и окно опции характеристик которой представлены на рис. 2.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Если на вход этого блока подключить входной порт Input из библиотеки Source, а на выход подключить выходной порт Output из библиотеки Sink, то можно изучить динамические свойства в системе, используя пакет расширения Control System Toolbox [8]. В качестве таких черт на рис. 3 представлены переходная и амплитудно-частотная свойства рассматриваемого динамического объекта.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Спецу в области теории управления еще удобней иметь дело с передаточной функцией, при всем этом ему совсем не требуется глубоко учить язык Matlab. Блок Transfer Fn пакета Simulink связан с главным ядром пакета Matlab, где написаны и интегрированы надлежащие программки.

Предстоящее улучшение способностей среды Matlab – Simulink связано с разработкой так именуемых программ расширения (Toolboxes – Blocksets).

Библиотеки Blocksets пакета Simulink почти всегда представляют собой маскированные блоки этого пакета. Маскированные блоки пакетов расширения, интегрируя внутри себя несколько блоков пакета Simulink, еще в основном упрощают работу спеца.

Создание маскированных (виртуальных) блоков

Маскированные (виртуальные) блоки в особенности полезны при реализации виртуальных лабораторий для дистанционного обучения. Эти лаборатории создаются методом комуфлирования моделей пакета Simulink, из их просто формируются отдельные (спец) библиотеки.

Пример 2. Разглядим метод сотворения виртуального ПИД-регулятора с реальным дифференцирующим звеном, реализованного способом прямого программирования.

Представим передаточную функцию ПИД-регулятора с реальным дифференцирующим звеном в виде

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

kP, kI, kD — коэффициенты передачи пропорционального, интегрального и дифференциального звеньев соответственно, TD — неизменная времени апериодической части дифференцирующего звена. Из уравнения (3) получим:

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

По уравнениям (4) на рис. 4 построена модель ПИД-регулятора с реальным дифференцирующим звеном в пакете Simulink.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Коэффициенты передачи блоков в модели рассчитываются по выражениям (3) при задании 4 главных характеристик регулятора kP, kI, kD и TD.

Комуфлирование модели осуществляется в определенной последовательности:

  1. Заключаем всю модель в рамку, удерживая левую кнопку мыши.
  2. В поле Edit основного меню избираем опцию Create Subsystem, при всем этом схема модели воспримет вид 1-го блока Subsystem.
  3. Отметим этот блок и в поле Edit основного меню выберем опцию Mask Subsystem — при всем этом раскрывается редактор маски.

Редактор маски содержит четыре главные вкладки (Icon, Parameter, Initialization, Documentation), дозволяющие задать все характеристики маскированной системы. В нижней части окна редактора размещены четыре кнопки OK, Cancel, Help, Apply, которые являются принятыми для всех блоков пакета Simulink, также кнопка Unmask, позволяющая демаскировать модель.

Окно редактора при нажатой кнопке Icon показано на рис. 5. В данном случае создается внешний облик маскируемой подсистемы. На панели Icon option имеются четыре разворачивающихся перечня — Frame, Transparency, Rotation, Units, которые позволяют установить метод представления иконки маскируемого блока. В таблице 1 представлены методы представления иконки блока.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink
Таблица 1. Методы представления иконки блока
Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

На панели Drawing commands вводятся команды графического представления текста, графика либо рисунка, отображаемого на иконке. В примере на рис. 5 введена команда на языке Matlab, помещающая текст PID-control в центр иконки.

Вид окна редактора при активной вкладке Parameters показан на рис. 6. В этом окне задаются характеристики маскируемого блока. В левой части окна помещены кнопки, дозволяющие добавлять, убирать и перемещать параметр. На панели Dialog parameters имеются четыре поля: Prompt, Variable, Type, Evaluate, Tunable. Поле Prompt (пояснение) служит для ввода наименования параметра. В это поле введены наименования главных характеристик ПИД-регулятора (уравнение 3). В поле Variable (переменная) задаются обозначения характеристик, под которыми они записываются в рабочую область (Mask Workspace) маскированной системы.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

В поле Type в выпадающем перечне устанавливается метод задания для каждого параметра:

  • Edit — при помощи строчки редактирования;
  • Checkbox — c помощью тумблера;
  • Popup — при помощи разворачивающегося меню.

При выборе разворачивающегося меню становится легкодоступным поле Popups (one per line), куда вводятся значения соответственного параметра. Для того чтоб созидать и редактировать характеристики маскированного блока, в окнах Show parameter, Enable parameter нужно проставить галочки.

В поле Dialog callback помещаются команды MATLAB, которые производятся при открытии блока.

Вид окна редактора с активной вкладкой Initialization показан на рис. 7. При открытии этого окна в поле Dialog variables высвечиваются обозначения характеристик, данных на предшествующей вкладке Variable.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Область ввода Initialization commands (Команды инициализации) является аналогом командного окна MATLAB, область деяния которого ограничена рабочей областью маскированной системы. В эту область помещаются операторы и M-функции, которые загружаются в рабочую область маскированной системы при закрытии окна редактора маски.

Вид окна редактора с активной вкладкой Documentation показан на рис. 8. В полях этого окна вводятся комменты, которые помогают юзеру работать с маскированным блоком. В поле Mask type вводится заглавие блока. В поле Mask description вводится лаконичный поясняющий текст. В поле Mask help вводится текст, который возникает при переходе на вкладку Help в окне характеристик блока.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

После задания всех характеристик маскированной системы ее пиктограмма и окно опции характеристик принимают вид, показанный на рис. 9.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Создание имитационных лабораторных щитов (GUI)

Пакет Matlab предоставляет разработчику очень комфортные графические средства для сотворения графических интерфейсов юзера — GUI (Graphical User Interface). Предназначение разрабатываемых GUI может быть самым разным. А именно, эти GUI могут делать функции имитационных лабораторных щитов, созданных для исследования разных технических устройств и, а именно, устройств силовой электроники. Подробное описание вопросов проектирования GUI читатель отыщет в руководстве [1].

Дальше представлен итог проектирования имитационного лабораторного щита, созданного для исследования и исследования широтно-импульсного преобразователя (ШИП).

За ранее кратко разглядим принципы построения и физические базы работы широтно-импульсного преобразователя.

Одноплечевой ШИП с симметричным законом управления

Широтно-импульсные преобразователи (ШИП) употребляются, обычно, в системах неизменного тока. По построению ШИП можно поделить на одноплечевые и мостовые (двухплечевые). Питание первых осуществляется от источника со средней точкой.

Для управления ШИП употребляются в главном три метода (метода) переключения полупроводниковых ключей:

  • cимметричный;
  • несимметричный;
  • последовательный.

Два последних метода употребляются в мостовых ШИП.

Схема одноплечевого транзисторного ШИП представлена на рис. 10а.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

При симметричном методе управления транзисторы плеча переключаются в противофазе (рис. 10г).

Разглядим последовательность образования коммутационных интервалов и электрические процессы в ШИП при симметричном управлении для общего варианта R, L нагрузки с противо-ЭДС. При включении верхнего по схеме транзистора VT1 и выключении нижнего VT2 появляется цепь +Un, VT1, R, L, E, –Un (рис. 10б) для протекания тока нагрузки. К нагрузке в этом интервале прикладывается напряжение питания Ud/2, а ток возрастает от малого значения Imin до наибольшего Imax (рис. 10г). Напряжение на транзисторе VT1 на этом интервале равно нулю, а ток равен току нагрузки.

На транзисторе VT2 напряжение равно Ud, это напряжение является отрицательным для диодика D2, и ток через него равен нулю. При включении нижнего по схеме транзистора VT2 и выключении верхнего VT1 ток, поддерживаемый индуктивностью нагрузки, продолжает протекать в том же направлении. При всем этом появляется цепь, показанная на рис. 10в, в какой ток нагрузки протекает навстречу ЭДС. Е и источнику питания. На этом интервале напряжение на нагрузке изменяет символ, а ток миниатюризируется (рис. 10г).

К транзистору VT1 прикладывается напряжение Ud, D2 открыт, напряжение на нем равно нулю, а ток равен току нагрузки (рис. 10в).

Если к началу рассматриваемого интервала в индуктивности нагрузки накоплена достаточная энергия, то такое состояние цепи сохраняется до еще одного переключения транзисторов плеча. Если эта энергия недостаточна, то ток может свалиться до нуля, а потом поменять направление под действием напряжения Ud/2 и ЭДС. В данном случае он перебегает с диодика D2 на транзистор VT2.

Так как диодик и транзистор во включенном состоянии числятся совершенно замкнутыми ключами, то на анализе электрических процессов переход тока с диодика на транзистор не сказывается. При всем этом реализуется два состояния силовой части ШИП: одно — когда VT1 включен, а VT2 выключен; 2-ое — когда VT1 выключен, а VT2 включен. Продолжительности этих состояний соответственно равны γT и (1 – γ) T, где γ — относительная продолжительность первого состояния, изменяющаяся от 0 до 1 зависимо от величины сигнала управления.

Потому можно считать, что в схеме на периоде образуются два коммутационных интервала, схемы замещения на которых показаны на рис. 10б, в. При симметричном законе формируется знакопеременное напряжение на нагрузке, а среднее значение этого напряжения определяется из выражения:

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Оно равно нулю при γ0 = 0,5, при γ > 0,5 среднее напряжение на нагрузке положительное, при γ < 0,5 — отрицательное.

Мостовой широтно-импульсный преобразователь

Принципная схема мостового ШИП представлена на рис. 11а. Она содержит четыре транзисторных ключа VT1–VT4 с оборотными диодиками D1–D4. В диагональ моста, образованного транзисторными ключами, включена нагрузка.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Питание ШИП осуществляется от источника неизменного тока.

При симметричном методе управления в состоянии переключения находятся все четыре транзисторных ключа моста, а напряжение на выходе ШИП представляет собой знакопеременные импульсы, продолжительность которых регулируется входным сигналом.

Временные диаграммы ШИП при симметричном методе управления приведены на рис. 11б. По сопоставлению с рассмотренной выше одноплечевой схемой тут нет никаких особенностей.

Симметричный метод управления обычно употребляется в маломощных приводах неизменного тока. Его преимуществом является простота реализации и отсутствие зоны нечувствительности в регулировочной характеристике. Недочетом ШИП с симметричным управлением является двуполярное напряжение на нагрузке и, в связи с этим, завышенные пульсации тока в нагрузке.

Рвение исключить этот недочет привело к разработке методов, обеспечивающих однополярное напряжение на выходе ШИП. Простым из их является несимметричный.

Электрические процессы в ШИП при несимметричном управлении представлены на рис. 12а. В данном случае переключаются транзисторные ключи фазной группы VT3 и VT4 (ключи VT1 и VT2 при обратной полярности входного сигнала), транзисторный ключ VT1 повсевременно открыт и насыщен, а ключ VT2 повсевременно закрыт.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Транзисторные ключи VT3 и VT4 переключаются в противофазе.

При всем этом на выходе ШИП формируются однополярные импульсы и среднее напряжение на выходе равно нулю, когда относительная длительность включения 1-го из нижних по схеме транзисторов γ0 = 0.

Недочетом рассмотренного метода управления будет то, что верхние по схеме транзисторные ключи (VT1, VT3) по току загружены больше, чем нижние. Этот недочет устраняется при последовательном управлении, временные диаграммы которого изображены на рис. 12б.

Тут при любом знаке входного сигнала в состоянии переключения находятся все четыре транзисторных ключа моста, при всем этом частота переключения каждого из их вдвое меньше частоты напряжения на выходе. Управляющие напряжения транзисторных ключей одной фазы моста VT1, VT2 и VT3, VT4 повсевременно находятся в противофазе; при всем этом ключи переключаются через период выходного напряжения Т. Этим достигаются однообразные условия работы полупроводниковых устройств в мостовой схеме.

При неком знаке входного сигнала управляющие импульсы u1, u4 продолжительностью t1 = (1 + γ) T подаются на диагонально расположенные транзисторные ключи (рис. 12б) со сдвигом на полпериода, а управляющие импульсы u2, u3 продолжительностью t2 = (1 – γ) T, также со сдвигом на полпериода, подаются на транзисторы обратной диагонали (VT2, VT3). В данном случае на интервале γT нагрузка подключена к источнику питания при помощи диагонально расположенных ключей, а на интервале (1 – γ) Т нагрузка закорочена при помощи верхних либо нижних транзисторных ключей. При изменении знака входного сигнала порядок управления диагональными ключами меняется на обратный. При несимметричном и последовательном управлении на нагрузке формируются однополярные импульсы продолжительностью γТ, пропорциональной сигналу на входе, среднее значение напряжения на нагрузке определяется из выражения:

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Процесс сотворения имитационного щита делится на два шага — проектирование и реализация.

На шаге проектирования разработчик щита должен верно представить для себя конечную задачку, которую должен делать разработанный лабораторный щит.

На втором шаге, на самом деле, осуществляется программная реализация проекта. Вся разработка является процессом итерационным, так как общая концепция проекта оказывает влияние на программную реализацию, а практическое программирование нередко может дать подсказку новые, достойные внимания решения в самом проекте.

Базой для расчета и построения черт исследуемого устройства являются Simulink-модели, данные для которых задает юзер в основном окне GUI. Программки, реализующие GUI, собирают эти данные, передают их подходящим Simulink-моделям, запускают эти модели и представляют результаты моделирования.

Проект головного окна GUI для исследования транзисторного ШИП представлен на рис. 13.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Все начальные данные исследуемого устройства и все приобретенные при исследовании свойства доступны для юзера в основном окне GUI, создавая воспоминание реальной лабораторной установки.

Главное окно содержит несколько блоков, любой из которых делает определенную функцию по собиранию данных, вводимых юзером, либо по представлению результатов моделирования.

1-ый блок (верхний слева) позволяет задать характеристики генератора пилообразного напряжения несущей частоты. Тут в раскрывающемся перечне задается и отражается форма пилообразного напряжения.

В поле «Частота ГПН» задается частота генератора в Герцах.

Три следующие блока содержат поля, в которые вводятся:

  • напряжение на входе;
  • противо-ЭДС нагрузки;
  • характеристики (R, L, T) нагрузки.

В шестом блоке (верхний справа) из разворачивающегося перечня выбирается схема ШИП мостовая либо полумостовая (одноплечевая). Эта схема отражается в графическом поле блока. Дальше задается напряжение питания ШИП.

Последний блок содержит кнопки, открывающие надлежащие графические окна, в каких учащийся может следить электрические процессы и свойства.

На рис. 14 показаны главные файлы директории, содержащей весь проект.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Как надо из рис. 14, GUI содержит mdl-файлы (Simulink-модели), графические bmp-файлы и m-файлы. Simulink-модели созданы для получения квазиустановившихся процессов и статических черт. Подробное описание получения этих черт было представлено ранее [3]. В графических файлах содержатся картинки, которые выводятся в два верхних блока GUI (рис. 13). Внешний облик GUI и взаимодействие меж всеми файлами проекта описаны в m-файлах.

Главный блок проекта, представленный листингом 1, определяет тип переменных, размер головного графического окна и размещение главных панелей в этом окне.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

М-файлы `pr1ґ – `pr6ґ инициализируют отдельные панели. В итоге в программку вводятся задаваемые юзером данные и запускаются функции оборотного вызова (callback-функции).

Дальше, в листинге 2, представлен код m-функции `pr1ґ, отвечающей за панель ввода характеристик нагрузки.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

В строчках 23 и 40 записана функция оборотного вызова `pr1_callbackґ. Код этой функции приведен в листинге 3.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Инициализация других панелей и их функции оборотного вызова программируются аналогично.

Программка m-файла `prBґ (листинг 4) обеспечивает пуск Simulink-моделей и построение соответственных черт с внедрением функций оборотных вызовов.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Программка позволяет выстроить последующие квазиустановившиеся процессы и свойства:

  • Сигналы управления (функция `prB1_callbackґ).
  • Электрические процессы (функция `prB2_callbackґ).
  • Регулировочная черта (функция `prB3_callbackґ).
  • Нагрузочная (наружняя) черта (функция `prB4_callbackґ).
  • Энерго свойства (функция `prB5_callbackґ).
  • Спектральная черта выходного напряжения, функция `prB6_callbackґ.

Метод построения перечисленных процессов и черт разглядим на примере построения квазиустановившихся процессов управления ШИП, который показывает m-файл, представленный в листинге 5.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Обратим внимание, что в строке 12 записано построение 3-х черт:

  • напряжение генератора пилообразного напряжения (ГПН) (цвет красноватый);
  • напряжение управления транзистором (цвет голубой);
  • сигнал управления (цвет зеленоватый).

Сигналы управления на входе и электрические процессы на выходе ШИП, также главные электрические и энерго свойства ШИП, приобретенные на имитационном лабораторном щите, представлены на рис. 15, 16.

Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink
Школа MATLAB. Урок 8. Моделирование устройств силовой электроники. Урок 8. Создание виртуальных лабораторий в среде Matlab – Simulink

Реализация GUI в среде Matlab–Simulink может осуществляться с внедрением инструментального средства GUIDE, существенно облегчающего разработку проекта [1].

Заключение

Маскированные (виртуальные) блоки и имитационные лабораторные стенды (графические интерфейсы юзера) разрабатываются для того, чтоб юзер, не вкусивший вкус в вопросах программирования, мог в определенной технической области провести модельный опыт, задав понятные ему характеристики технического устройства. Такие модели делают роль лабораторного щита, который позволяет задавать и изучить любые режимы и свойства. Эти стенды, разработанные в среде Matlab–Simulink, позволяют воплотить сетевые версии и, тем, обеспечить дистанционное исследование разных технических устройств, в том числе, устройств силовой электроники.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий