APD_Variant_9 / APD_5

МИНИСТЕРСТВОО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионально образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра ЭПЭО

Институт ЭНИН

Лабораторная работа № 5

«Matlab Simulink»

Вариант № 9

Выполнила: студент гр.5А10 Шубина Н.В.

Проверил: старший преподаватель Паюк Л.А

Томск 2013

СРЕДА ВИЗУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ MATLAB/SIMULINK

Цель работы: изучение возможностей среды визуального моделирования «MATLAB/Simulink» для моделирования электротехнических устройств.

Дан сглаживающий фильтр

1. Исследование фильтра без нагрузки

Рисунок 1 – Схема фильтра без нагрузки

Рисунок 2 – Показания осциллографа

2. Исследование фильтра под нагрузкой

Рисунок 3 – Схема фильтра с подключенной нагрузкой

Рисунок 4 – Показания осциллографа

3. Получение передаточных функций для заданной электрической схемы и построение графиков переходных процессов.

А) Вывод передаточной функции при работе на холостом ходу

Для заданной принципиальной схемы запишем дифференциальные уравнения по второму закону Кирхгофа

Дифференцируем второе уравнение системы дифференциальных уравнений

После преобразования Лапласа система будет выглядеть следующим образом

Выразим из второго уравнения системы значение i(p) и подставим в первое уравнение. После несложных преобразований получим передаточную функцию заданной схемы

Сделаем обозначение C₁R₂ – T₁, C₁R₁ – T₂,C₁L₁ – T₃²

Вычислим значения Т и подставим в уравнение

А) Вывод передаточной функции при работе на холостом ходу

Так как соединение нагрузок П-образное, то вычисление передаточной функции при работе на активную нагрузку будем искать по формуле

Б) Вывод передаточной функции при работе на активную нагрузку

Так как соединение нагрузок П-образное, то вычисление передаточной функции при работе на активную нагрузку будем искать по формуле

Рисунок 5 – Схема переходного процесса и частотных характеристик по передаточной функции звена

Рисунок 6 – осциллограмма переходного процесса и частотных характеристик по передаточной функции звена

Рисунок 7 – Схема частотных характеристик по передаточной функции звена

Рисунок 8 – График амплитудно-частотной характеристики, и фазочастотной характеристики

4. Однополупериодная схема выпрямления.

Исследование однополупериодной схемы выпрямления

а) без фильтра

Рисунок 9 – Однополупериодный выпрямитель без фильтра

Рисунок 10 – Показания осциллографа

б) с фильтром

Выходное напряжение выпрямителя имеет сложный гармонический состав. Поэтому между выпрямителем и потребителем энергии ставим фильтр

Рисунок 11 – Однополупериодный выпрямитель с фильтром

Рисунок 12 – Показания осциллографа

5.Исследование мостовой схемы выпрямления

а) без фильтра

Рисунок 13 – Мостовой выпрямитель без фильтра

Рисунок 14 – Показания осциллографа

б) с фильтром

Рисунок 15 – Мостовой выпрямитель с фильтром

Рисунок 16 – Показания осциллографа

Вывод: выполнив данную лабораторную работу, исслевовали возможности среды визуального моделирования «MATLAB/Simulink» для моделирования электротехнических устройств, выполнив расчет различных схем выпрямления со сглаживающим фильтром и без него. Получил передаточную функцию переходного процесса и изобразил его с помощью средств «MATLAB/Simulink».