2. Виконання роботи
Для приблизного оцінювання результатів досліджень, що були проведені у середовищі Simulink, у ядрі MATLAB можна побудувати векторні діаграми за допомогою команди compass. Дані вносяться у комплексному вигляді.
Р
озглянемо
схему, що зображена на рис. 2.5.
Щоб отримати комплексніструми та
напруги, треба внести у вікно Simulink
блок
GUI,
у вікні параметрів блока встановити
опцію
Phasor
simulation,
а нижче
задати частоту, що відповідає частоті
джерела. Після цього у вікні параметрів
блоків вимірювання Current
Measurement
та Voltage
Measurementстає
активною опція Output
signal.
Встановлюємо параметр Complex.
Вмикаємо схему і у вікнах дисплеїв
одержуємо комплексні значення струму
та напруги.
Дані у комплексному вигляді можна отримати за допомогою рівнянь (2.1)
Тепер необхідно внести отримані дані у командне вікно MATLAB:
>> I=[0-26.53i], U=[100]
Натискуємо клавішу Enter:
I =
0 -26.5300i
U =
100
Задаємо команду побудови діаграми compass та команду holdon, яка дозволяє будувати в одному вікні декілька діаграм:
>>compass(U); holdon; compass(I)
>>
У результаті одержуємо векторну діаграму (рис. 2.6), на якій добре видно, що в електричному колі з індуктивністю напруга на котушці випереджає струм на 90°.
На графіку можна встановлювати і редагувати надписи, елементи діаграми тощо. Більш детально це було розглянуто в розд. І (п. 1.1.3)
Розглянемо схему (рис. 2.7), де джерело напруги має початковий зсув фаз.
Вносимо у командне вікно дані:
>> I=[15.92-27.57i], U=[86.6+50i]
I =
15.9200 -27.5700i
U =
86.6000 +50.0000i
>>compass(U); holdon; compass(I)
>>
Одержуємо векторну діаграму (рис. 2.8).
Розглянемо схему з конденсатором (рис. 2.9). Як джерело живлення обираємо джерело струму.
>> I=[10], U=[0-3183i]
I =
10
U =
0 -3.1830e+003i
>>compass(U); holdon; compass(100*I)
>>
Векторна діаграма, що відповідає схемі на рис. 2.9, наведена на рис. 2.10.
Розглянемо більш складну схему (рис. 2.11). До джерела струму встановлюємо внутрішній опір. Виміряємо струм у схемі та падіння напруги на конденсаторі та індуктивності.
Зауваження. У зв’язку з тим, що програма встановлює максимальне значення модуля сигналу за першим вектором, доречно спочатку побудувати вектор з найбільшим модулем.
Якщо вектори мають модулі, які відрізняються на декілька порядків, можна один з векторів помножити на будь-яке число, щоб зрівняти масштаби.
>> I=[0.2646+1.528i]
I =
0.2646 + 1.5280i
>> UC=[486.4-84.21i]
UC =
4.8640e+002 -8.4210e+001i
>> UL=[-0.9601+0.1662i]
UL =
-0.9601
+ 0.1662i
>>compass(I); holdon
>>compass(UL); holdon
>>compass(0.001*UC); holdon
У результаті одержуємо векторну діаграму схеми (рис. 2.12).
4. Зміст звіту
Побудувати векторні діаграми:
коло з резистором;
коло з конденсатором;
коло з індуктивністю;
коло з резистором, конденсатором та індуктивністю.
2. Пояснити результати, що було отримано:
проаналізувати всі діаграми (зсув фаз);
розрахувати струми та напруги схеми;
порівняти результати експериментальних досліджень з аналітичними розрахунками.