Лабы / десятая

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное автономное государственное образовательное учреждение высшего образования

«Национальный исследовательский Томский политехнический университет»

Инженерная школа электроэнергетики

Отделение электроэнергетики и электротехники

Лабораторная работа №10

«Моделирование нелинейных элементов в Simulink»

Вариант №5

Выполнил:

Студент группы 5А6Б _____________

(подпись)

Проверил:

Ассистент _____________ Бай Ю. Д.

(подпись)

_____________

(дата)

Томск 2019

Рисунок 1 – Исходная схема

E = 14 В; R = 8 Ом

Решение поставленной задачи:

1. В первом задании необходимо рассчитать и построить графические зависимости тока и потокосцепления нелинейного элемента в соответствии с табличными данными в средах EWB и MATLAB(Simulink). Решение проверить в MathCAD.

Пусть задан закон изменения индуктивности нелинейной индуктивности . Составим модель нелинейного элемента . Вспомним, что напряжение на индуктивности определяется выражением:

Таким образом был получен источник тока, управляемый напряжением.

Решим переходный процесс с полученной нелинейной индуктивностью. Запишем дифференциальное уравнение (второй закон Кирхгофа):

Теперь решим данный процесс с помощью программного обеспечения.

Ниже представлен основная система для моделирования, а также вспомогательная подсистема, представляющая нелинейный элемент, в программном обеспечении MATLAB Simulink.

Рисунок 2 – Основной блок для решения задачи с помощью программного обеспечения MATLAB

Рисунок 3 – Вспомогательный блок нелинейного элемента

Результатом расчетов являются две диаграммы, на первой из которых представлено потокосцепление, на второй – зависимость тока от времени.

Рисунок 4 – Графики зависимостей потокосцепления и тока от времени

Далее представлена проверка расчётов с помощью программного обеспечения MathCad.

Рисунок 5 – Проверочные расчёты в ПО MathCad

2. Во втором задании необходимо рассчитать ток намагничивания и потокосцепление трансформатора в режиме холостого хода с учетом насыщения, если заданы зависимости

Ниже представлено решение второго задания с помощью программного обеспечения MATLAB. На рисунках представлен основной блок и вспомогательный блок нелинейного элемента.

Рисунок 6 – Основной и вспомогательный блоки для опыта с источником переменного напряжения

Далее представлены графические зависимости потокосцепления нелинейного элемента и тока намагничивания трансформатора при работе на холостом ходу с учетом насыщения.

Рисунок 7 – Графики зависимостей потокосцепления и тока намагничивания

Затем была сделана проверка при помощи ПО MathCad.

Рисунок 8 – Проверочные расчёты в ПО MathCad

Вывод:

В данной лабораторной работе были смоделированы нелинейные элементы в программном обеспечении MATLAB (Simulink).

В первом задании были рассчитаны и построены графические зависимости тока и потокосцепления нелинейного элемента в соответствии с табличными данными в среде MATLAB. Результаты представлены на рис. 4. Проверка решения была выполнена в MathCad (рис. 5).

Во втором задании были рассчитаны ток намагничивания и потокосцепление трансформатора в режиме холостого хода с учетом насыщения. Результаты представлены на рис. 7. Проверка решения была выполнена в MathCad (рис. 8)