Вариант 7(предпоследняя цифра)4(последняя) / Лаба6 / Отчёт по Лабораторной работе № 6
.docxМинистерство высшего образования и науки Российской Федерации
ФГБОУ ВО «Кубанский государственный технологический университет»
Кафедра электроснабжения промышленных предприятий
Изучение вычислительных и графических возможностей пакета моделирования Simulink программы Matlab
Отчет
по лабораторной работе №6
по курсу «Прикладные вычисления в электроэнергетике»
для студентов всех форм обучения направления
13.03.02 — «Электроэнергетика и электротехника»
Вариант 74
Студент: Асланян Я. В.
Группа: 20-НБ-ЭЭ1
Шифр: 20-НБ-074
Принял: доцент Ищенко А.И.
Краснодар
2022 г.
Лабораторная работа №6. Изучение вычислительных и графических возможностей пакета моделирования Simulink программы Matlab
Цель и программа работы
Цель работы – изучение вычислительных и графических возможностей пакета моделирования динамических режимов Simulink, входящего в состав программы Matlab, при проведении электротехнических расчетов. Программа работы:
составление модели из компонентов библиотеки Simulink, состоящую из трех параллельно работающих разнохарактерных источников сигналов;
составление модели из компонентов библиотеки Simulink, состоящую из трех последовательно соединенных блоков;
составление модели из компонентов библиотеки Simulink и дополнения SimPower Systems для заданной схемы линейных цепей переменного тока;
запуск созданных моделей и обработка результатов моделирования; форматирование осей полученных диаграмм выходных сигналов;
оформление отчета.
Задание к лабораторной работе №6
1. С помощью пакета Simulink создать модель, содержащую виртуальный осциллограф (Scope) c тремя входами и три подключенных к нему блока из следующих пяти по вариантам:
а) блок прямоугольных импульсов (Pulse Generator);
б) блок нарастающего воздействия (Ramp);
в) блок пилообразного сигнала (Repeating Sequence);
г) блок синусоидального воздействия (Sine Wave);
д) блок одиночного перепада сигнала (Step).
Блоки сигналов выбрать из библиотеки Simulink в разделе Sources, а виртуальный осциллограф – в разделе Sinks. Для установки числа входов осциллографа необходимо дважды щелкнуть на его изображении и в появившемся окне вызвать окно параметров кнопкой Parameters. На вкладке General этого окна в поле Number of axes ввести значение, равное трем. Окно параметров любого блока сигналов вызывается двойным щелчком мыши на его изображении. Установить для выбранных блоков следующие значения по вариантам:
Блок «а» – период равен a x 0,001, амплитуда равна b.
Блок «б» – коэффициент k равен a x 100.
Блок «в» – период равен a x 0,001, амплитуда равна b.
Блок «г» – частота равна 314 рад/сек, амплитуда равна b.
Блок «д» – время наступления перепада равно a x 0,001, начальное значение равно нулю, конечное равно b.
Запустить модель на выполнение. Перед запуском с помощью меню Simulation и команды Simulation Parameters установить в одноименном диалоговом окне конечное время процесса моделирования 0,02 с и максимальный размер шага 0,0001. Эти же параметры использовать и для последующих моделей. По завершении моделирования вызвать окно с осциллограммами и установить для каждого графика рациональный масштаб по оси Y, используя команду Axes properties из контекстного меню вызываемого правой кнопкой мыши. Сохранить сделанные установки, а затем сохранить модель в каталоге результатов диске.
Создать модель, состоящую из трех блоков: блок синусоидального воздействия - дифференцирующий блок - блок ограничения. Дифференцирующий блок (Derivative) выбрать в библиотеке Simulink в разделе Continuous, а блок ограничения (Saturation) – в разделе Nonlinear. Для блока синусоидального воздействия установить те же параметры, что и в предыдущей модели. К выходу каждого блока подключить осциллограф. Для блока ограничения верхний и нижний пределы установить равными половине амплитудных сигнала на выходе дифференцирующего блока. По завершении процесса моделирования скорректировать масштабы по оси Y каждого графика, как и в предыдущей модели, после чего сохранить сделанные установки. Сохранить модель в каталоге результатов диска.
С помощью пакета Simulink и его дополнения SimPower Systems создать модель схемы по вариантам. Также по вариантам представлены данные для схемы.
При составлении модели источник ЭДС (AC Voltage Source) выбрать в библиотеке SimPower Systems в разделе Electrical Sources, для него установить частоту 50 Гц и фазу, равную нулю. Для моделирования остальных ветвей использовать RLC-блоки из раздела Elements. Обозначения элементов на схеме модели выполнить такими же, как и в электрической схеме. Предусмотреть снятие осциллограмм токов отдельных ветвей, суммарного тока и напряжения на любом элементе. Для этого в соответствующие точки схемы включить измерительные блоки Current Measuremets и Voltage Measuremets из раздела Measuremets библиотеки Power System Blockset. На выходы этих блоков подключить виртуальные осциллографы. Кроме того, для измерения амплитудного и действующего значений этих же токов и напряжения в поле модели поместить блок powergui из корневого каталога библиотеки Power System Blockset. Запустить модель на выполнение, после чего скорректировать масштабы по оси Y каждого графика, как и в предыдущей модели, затем сохранить сделанные установки. Сохранить модель в каталоге результатов диска. Открыть блок powergui, снять показания амплитудных и действующих значений параметров, которые привести в отчете.
Результаты выполнения работы
1. Согласно заданному варианту в нашу модель войдут следующие блоки:
а) блок прямоугольных импульсов (Pulse Generator);
в) блок пилообразного сигнала (Repeating Sequence);
д) блок одиночного перепада сигнала (Step).
Общий вид модели к заданию 1:
Осциллограммы работы схемы с выбранными параметрами представлены на следующем рисунке с учетом масштабов по оси Y.
Общий вид модели 2:
Осциллограммы сигналов на выходе каждого из блоков приведены на следующе рисунке.
По нашему варианту схема будет состоять из источника ЭДС, параллельно соединённая с резистором-катушкой и катушка-конденсатор.
Общий вид задания 3:
Выберем из библиотеки источник ЭДС, а для моделирования остальных ветвей воспользуемся RLC-блоками. В качестве примера приведём осциллограммы тока I1, I2, I3 и напряжения на резисторе R2
