Министерство образования Российской Федерации

Южно-Уральский государственный университет

Кафедра «Электротехника»

681.5(07)

K493

Клиначёв Н. В.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЫКНОВЕННЫХ ЛИНЕЙНЫХ СИСТЕМ

ТАУ, ЭЛЕКТРОНИКА

Руководство к лабораторным работам в пакетах VisSim и Electronics Workbench

Челябинск 2001

УДК 681.51.01(076.5)+621.51.015.26(076.5)+621.382.81(076.5)

Клиначёв Н. В. Моделирование обыкновенных линейных систем. ТАУ, Электроника: Руководство к лабораторным работам в пакетах VisSim и Electronics Workbench.— Челябинск, 2001. —35с.

Руководство предназначено для студентов электротехнических специальностей, изучающих курсы «Теория автоматического управления» (ТАУ), «Моделирование систем управления» и им подобных. Лабораторные исследования проводятся на персональных ЭВМ с применением моделирующих пакетов VisSim и Electronics Workbench. Совокупность учебных моделей разбита на две группы. Ядром являются модели для пакета VisSim, которые не отражают особенности конкретных систем, являются чисто математическими и построены на основе задания структурных схем и передаточных функций. Они могут быть использованы для любой специальности вплоть до нетехнических. Вторая группа моделей для пакета Electronics Workbench предназначена для студентов электротехнических специальностей и отражает особенности технических решений из схемотехники устройств на операционных усилителях (ОУ). Совокупность работ закрывает потребность в лабораторном практикуме по обыкновенным линейным системам автоматического регулирования и рассчитана на выполнение в течение одного семестра.

Ил. 26, табл. 10, список лит. — 4 назв.

Одобрено учебно-методической комиссией автотракторного факультета.

Рецензенты: Г. П. Малай, М. Б. Намазов.

© Клиначёв Н.В., 2001.

Инструкции

Данное руководство — это твердая копия электронного документа tau.html (или tau.doc), который является связывающим звеном при выполнении всего комплекса лабораторных работ. Назначение электронной версии — быстрый и систематизированный доступ во время занятий, по гипертекстовым ссылкам к рабочим файлам моделей, к конспекту лекций и к контрольно-тестирующей системе ИНТЕРНЕТ-КОЛЛОКВИУМ. Далее по тексту описаны лабораторные работы и в каждой имеются ссылки на рабочие файлы. При использовании электронного документа операционная система установленная на компьютерах должна распознавать расширения рабочих файлов (*.vsm и *.ca4) и автоматически запускать приложения VisSim и Electronics Workbench. Информация о версиях пакетов, их изготовителях и архиве моделей приведена в разделе «ТРЕБУЕМЫЕ ПРОГАММНЫЕ ПАКЕТЫ». Достаточно, если студенты будут проинструктированы о порядке запуска электронного руководства (tau.html).

Работа №1 принципы функционирования моделирующих пакетов

Рабочие файлы: [csd_new.scm] [rlc.vsm] [rlc.ca4]

1. Цель работы

Приобретение навыков работы с моделирующими программными пакетам VisSim и Electronics Workbench. Ознакомление с главными этапами моделирования. Определение общих методов представления результатов. Выяснение сути задания параметров моделирования и начальных условий состояния системы.

2. Содержание работы

2.1. Выяснить порядок запуска используемых программных пакетов VisSim и Electronics Workbench.

2.2. Просмотреть демонстрацию работы программы VisSim (файл csd_new.scm). Выявить а) назначение программы, б) основные этапы работы с программой.

2.3. Запустить программу VisSim. Ознакомиться с содержанием меню. Загрузить файл rlc.vsm с моделью «RLC»-цепи и изучить модель. Записать уравнение модели. Определить параметры моделируемых элементов и начальные условия в схеме. Изменить начальные условия и параметры модели по собственному усмотрению.

2.4. Запустить программу Electronics Workbench. Ознакомиться с содержанием меню. Составить «RLC»-цепь получить переходный процесс подобный полученному в пакете VisSim.

2.5. По вариантам (табл. 1) спроектировать модели источников периодического сигнала в пакете VisSim. Измерить и при необходимости компенсировать постоянную составляющую в сигнале. Использовать блок «plot» для осциллографирования.

Таблица 1

Вариант	Форма сигнала	Частота, кГц	Амплитуда, ед.
1	Прямоугольный (скважность 1:2)	10	10
2	Треугольный	20	20
3	Линейно нарастающий	30	30
4	Нарастающий по параболе	40	40
5	Модуль синусоиды	50	50

3. Методические указания к моделированию и рекомендации к содержанию отчета

3.1. Кратко описать принципы функционирования программных пакетов VisSim и Electronics Workbench.

3.2. Привести распечатки, подтверждающие выполнение всех пунктов экспериментальной части и текстовые пояснения к ним. Для модели «RLC»-цепи записать уравнение, подставить в него параметры элементов и начальные условия, а также полностью охарактеризовать переходный процесс.

3.3. Для измерения постоянной составляющей (см. пп. 2.5) следует составить блок-схему соответствующую магнитоэлектрическому измерительному механизму, который реагирует на среднее значение. Главный блок в модели измерительного преобразователя — интегратор.

3.4. Выводы.