5.5.Виртуальныйаналогоперационногоусилителя

ВбиблиотекахприложенийSimulinkиSimPowerSystem,ксожалению,нетвиртуальногоаналогаоперационногоусилителя,безкоторогонельзясконструироватьобратимыеквазианалоговыемодели.Такойвиртуальныйаналогможнопостроить,используяэлементалгебраическогоограниченияприложенияSimulinkивиртуальныеизмерительнапряженияиуправляемыйисточникнапряженияприложенияSimPowerSystem.Структурнаясхематакоговиртуальногооперационногоусилителяприведенанарис.5.4.Измерительнапряженияиуправляемыйисточникнапряженияфактическиявляютсясогласующимиэлементами,обеспечивающимисовместимостьрешающихблоковSimulinkвсредеSimPowerSystem.Привключенииструктурнойсхемырис.5.4ссоответствующимицепямиобратнойсвязинавыходномполюсеConn2формируетсятакойсигнал,прикоторомсигналнавходномполюсеConn1равеннулю.Структурнаясхемарис.5.4будетсвернутавподсхему,используемуювпоследующихструктурахобратимыхквазианалоговыхмоделей.Рассмотримструктуруобратимогоквазианалоговогопреобразователяρ–типа[23,25].

3

Conn3

1

_Conn1

_Solve

_{+ f(z) z s}

f(z)=0

v +

^{- AlgebraicConstraint1} _-

2

Conn2

VoltageMeasurement3

ControlledVoltageSource1

Рис.5.4.Виртуальныйаналогоперационногоусилителя.

5.6.Обратимыйлинейныйпреобразователь

Структураρ-аналоговогообратимоголинейногопреобразователяприведенанарис.5.5.Подсистема1являетсявиртуальныманалогомоперационногоусилителя,рассмотренноговыше.ПолюсConn1долженбытьзаземлен,полюсаСonn2-Conn5соответствуютсигналам,ограниченнымсоотношением:

a_2x2+a_3x3+a_5x5=0.

Коэффициентыуказанногосоотношенияустанавливаютсязаданиемпроводимостейверхнегорядарезисторовсхемырис.5.5.

Conn1

Conn2

1Conn3

_Conn1

3

Conn3

2

Conn2

4

Conn4

5

Conn5

Subsystem1

Conn1

Conn2

Conn3

Conn4

Conn5

Subsystem2

Рис.5.5.Структурнаясхемаобратимоголинейногопреобразователяиегопредставлениеввидеподсистемы.

5.7.Обратимаямодельсистемылинейныхалгебраическихуравнений

Пример5.2.Рассматриваяструктурнуюсхемуобратимоголинейногопреобразователярис.5.5какмодельлинейногоалгебраическогоуравнения,можнопостроитьмодельсистемылинейныхалгебраическихуравненийпутемобъединениянесколькихобратимыхлинейныхпреобразователей.Нарис.5.6представленамодельсистемылинейныхалгебраическихуравнений3порядка.Параметрыобратимыхлинейныхпреобразователей(ОЛП),обозначенныенарис.5.6,какSubsystem1,Subsystem2,Subsystem3,устанавливаютсяпропорциональнымикоэффициентамуравненийиихправымчастям.Одноименныеполюсаобратимыхлинейныхпреобразователейобъединяются,чтобыобеспечитьсовместностьограничений,накладываемыхкаждымОЛП.ПолюсаConn1заземляются,авиртуальныйисточникэ.д.с.подключаетсякобъединенномуполюсуСonn5.Виртуальныевольтметры,мультиплексорицифровойрегистраторобеспечиваютизмерениеивыводзначенийнеизвестныхсистемыуравнений.Вданномпримеререшаласьследующаясистемауравнений:

2x₁₊5x₂₊x₃₌11,

4x₁₊x₂₊3x₃₌7,

x₁₊x₂₊x₃₌4.

_{Неизвестныесистемыуравнений,указанныенацифровом}

регистраторе,равны:x₁₌−1,

x₂₌2,

x₃₌3.

Continuouspowergui

⁺_v

-

VoltageMeasurement3

Scope2

-1
2
3

⁺_v

-

VoltageMeasurement1

Conn1

Conn2

Conn3

Conn4

Conn5

Subsystem1

⁺_v

-

VoltageMeasurement2

Display5

Conn1

Conn2

Conn3

Conn4

Conn5

Subsystem2

Conn1

Conn2

Conn3

Conn4

Conn5

DCVoltageSource1

Subsystem3

Рис.5.6.Структурнаясхемаобратимоймоделисистемылинейныхалгебраическихуравнений