Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИФРЭ

институт

Радиотехника

кафедра

КУРСОВАЯ РАБОТА

Проектирования электрических схем в Simulink

тема проекта (работы)

РФ-11-33Б		_______			Э.И.Мельник
номер группы		подпись, дата			Инициалы, фамилия

Студент,

_______			М.М.Валиханов
подпись, дата			Инициалы, фамилия

Руководитель,

Красноярск 2012

Основная часть
	Введение…………………………………………….	3
	Лабораторная работа №1.Линейные цепи постоянного тока……………………………………	4
	Лабораторная работа №2.Линейные электрические цепи переменного тока……………	9
	Лабораторная работа №3 Электрические фильтры……………………………	14
Заключение………………………………………………….		21
Список литературы………………………………………….		22
Приложение А Текст программы лабораторной №1……..		23
Приложение Б Текст программы лабораторной №2……..		30
Приложение В Текст программы лабораторной №3……..		37

Содержание

Введение

Программа Simulink является приложением к пакетам MATLAB. При моделировании с использованием Simulink реализуется принцип визуального программирования, в соответствии с которым, пользователь на экране из библиотеки стандартных блоков создает модель устройства и осуществляет расчеты. При этом, в отличие от классических способов моделирования, пользователю не нужно досконально изучать язык программирования и численные методы математики, а достаточно общих знаний требующихся при работе на компьютере и, естественно, знаний той предметной области в которой он работает.

Simulinkявляется достаточно самостоятельным инструментом MATLAB и при работе с ним совсем не требуется знать сам MATLAB и остальные его приложения. С другой стороны доступ к функциям MATLAB и другим его инструментам остается открытым и их можно использовать в Simulink. Часть входящих в состав пакетов имеет инструменты, встраиваемые в Simulink (например, LTI-Viewer приложения Control System Toolbox – пакета для разработки систем управления). Имеются также дополнительные библиотеки блоков для разных областей применения (например, Power System Blockset – моделирование электротехнических устройств, Digital Signal Processing Blockset – набор блоков для разработки цифровых устройств и т.д).

При работе с Simulink пользователь имеет возможность модернизировать библиотечные блоки, создавать свои собственные, а также составлять новые библиотеки блоков.

В ходе моделирования имеется возможность следить за процессами, происходящими в системе. Для этого используются специальные устройства наблюдения, входящие в состав библиотеки Simulink. Результаты моделирования могут быть представлены в виде графиков или таблиц.

Лабораторная работа №1.Линейные цепи постоянного тока

Задание.

Для электрической цепи Рисунок 1, соответствующей номеру варианта [2], выполнить следующее:

1)Определить токи во всех ветвях схемы методом узловых потенциалов. 2)Начертить потенциальную диаграмму для любого замкнутого контура, включающего обе ЭДС.

1!Ошибка в формулеРисунок 1 - Исходная электрическая схема

Линейная схема на постоянном токе. Схема состоит из четырёх активных элементов и пяти пассивных.

Для удобного ввода и вывода можно использовать интерфейс [1,5]. Пользователю предлагается вести в ячейки значение:

E1-значение идеального источника напряженияE₁вольт,

E2- значение идеального источника напряжения E₄ вольт,

I1-значение идеального источника токаJ₁ ампер,

I2-значение идеального источника токаJ₅ ампер,

R1-значение сопротивление на резистореR₁ом,

R2- значение сопротивление на резисторе R₂ ом,

R3- значение сопротивление на резисторе R₃ ом,

R4- значение сопротивление на резисторе R₅ ом,

R5- значение сопротивление на резисторе R₆ ом.

После этого нажать на кнопку «Решить».

Интерфейс представлен на Рисунок 2, текст программы смотрите Приложение А.

2Рисунок 2 -Окно интерфейса

Схема в окне редактора [5] представлена на Рисунок 3.

3Рисунок 3- Схема в окне редактора

После запуска симуляции. Измерения производятся с помощью специального блока Multimeter. Результат записывается в массив переменой simout это происходит в блоке ToWorkspace. В отдельном окне выводится таблица со значениями. В окне интерфейса строится график Потенциалов цепи.

Таблица 1Таблица 1 - Контрольные значения

16	35	1	1.5	16	25	60	45	1

Результат токов на рис.4, график Потенциалов цепи на рис.5. Для проверки

токов можно воспользоваться первым законом Кирхгофа формула (1).

(1)Формула.

1

4Рисунок 4- Результат токов в амперах.

5Рисунок 5- Потенциальная диаграмма

Для проверки графика Потенциалов [4] цепи достаточно, чтобы график начинался значением ноль вольт, строится заземленный узел, и заканчивался значением ноль вольт, обозначает обход по контуру и возвращается в заземленный узел.

Вывод. ИспользуяSimulinkразделSimPowersystemможно рассчитывать электрические линейные схемы на постоянном токе. Можно вычислить ток в каждой из ветви, измерить напряжения в узлах. Используя связь графического интерфейса и Simulink , даёт возможность быстро изменять параметры схемы, не меняя параметры в рабочем окне. В отдельном окне можно построить графики, которые дают наглядное представление закона Кирхгофа.

Лабораторная работа №2. Линейные электрические цепи переменного тока

Задание

Для электрической цепи Рисунок 6, соответствующей номеру варианта [2], выполнить следующее:

1) Определить комплексы действующих значений токов во всех ветвях, используя один из методов расчета линейных электрических цепей.

2) Построить топографическую диаграмму, совмещенную с векторной диаграммой токов.

6Рисунок 6 - Исходная электрическая схема

Линейная схема на переменном токе. Схема состоит из двух активных элементов и четырех пассивных.

Для удобного ввода и вывода можно использовать интерфейс [5]. Пользователю предлагается вести в ячейки значение:

E1-значение идеального источника напряжения E₁ вольт,

E2- значение идеального источника напряжения E₂ вольт,

W-значение частоты источников Е₁ и Е₂герц,

P1-значение начальной фазы источника Е₁ градус,

P2-значение начальной фазы источника Е₂ градус,

L1-значение индуктивности катушкиL₁ генри,

L2-значение индуктивности катушки L₂ генри,

С1-значение емкости конденсатора С₂ фарад,

R1- значение сопротивление на резисторе R₃ ом.

После этого нажать кнопку «Решить».

Интерфейс представлен на РРРрисунок 7, текст программы смотрите Приложение Б.

Р7РРРрисунок 7- Окно интерфейса

Схема в окне редактора [5] представлена на рис.8