Как сделать счетчик в симулинке

Обновлено: 07.07.2024

Далее мы расскажем о том, как создать модель энергосистемы в среде Simulink и записать результаты ее работы в файлы формата COMTRADE для дальнейшего использования в ходе испытаний устройств и алгоритмов РЗА.

В области РЗА моделирование позволяет наглядно изучить принципы и особенности работы элементов энергетической системы, закрепить теоретические знания, полученные из учебников и специализированной литературы. Кроме того, компьютерная техника позволяет выполнить модель реального устройства релейной защиты и автоматики и проанализировать его поведение в различных режимах работы защищаемого объекта.

Моделирование позволяет инженеру не только проанализировать теоретические вопросы, но дает возможность выполнить конкретные практические эксперименты. Такой подход полезен как при разработке цифровых устройств, так и в процессе их наладки и эксплуатации.

Для проведения практических исследований инженеру необходимо:

  1. Создать и верифицировать модель энергосистемы;
  2. Определить перечень и параметры исследуемых режимов (тип и место возникновения короткого замыканий (КЗ) и пр.);
  3. Провести вычисление исследуемых режимов и сохранить данные в формате COMTRADE ;
  4. Выполнить испытания цифровой модели устройства РЗА;
  5. Выполнить испытания исследуемого устройства РЗА, путем подачи на него реальных токов и напряжений, воспроизведенных из записанных ранее файлов в формате COMTRADE , например, с помощью РЕТОМ-51;
  6. Сопоставить результаты работы исследуемого устройства РЗА с его теоретической моделью, проанализировать выявленные отклонения и принять соответствующие меры.


COMTRADE (IEEE Standard Common Format for Trancient Data Exchange for Power Systems) — это международный формат записи осциллограмм, предназначенный для хранения информации о значениях и параметрах электрических сигналов. На момент написания данной статьи актуальной версией стандарта является C37.111-2013.

В Simulink данная модель может быть упрощенно представлена в следующем виде:


Рисунок 1 – упрощенная модель энергосистемы с двухобмоточным понижающим трансформатором и симметричной нагрузкой.

На рисунке 1 оранжевым цветом представлены элементы моделируемой сети, желтым — блоки измерения токов и напряжений, белым — блоки параметров модели.

В блоке имитаторе КЗ задано двухфазное КЗ между фазами А и С на интервалах времени с 0,3 по 0,4 с и с 0,6 по 1 с от момента начала расчета. Фазные токи на стороне ВН трансформатора, полученные в результате работы модели, представлены на рисунке 2.


Рисунок 2 – результаты моделирования двухфазного КЗ на стороне НН силового трансформатора

Съём данных с модели и их передача в рабочую область MATLAB для сохранения в файлы формата COMTRADE выполняется следующей схемой:


Рисунок 3 – схема съема данных с измерителей и передачи в MATLAB с наложением шкалы времени

Для скачивания доступны следующие файлы:

    – файл модели в Simulink , представленной на рисунках 1 и 3; – файл MATLAB , преобразующий данные с рисунка 2 в файлы формата COMTRADE ; – вспомогательный файл MATLAB , преобразующий формат каналов.

Для генерации осциллограммы в формате COMTRADE необходимо выполнить следующие действия:

  1. Запустить M . slx ;
  2. В открывшемся окне Simulink нажать кнопку Run (произойдет моделирование КЗ);
  3. Двойным щелчком левой кнопки мыши открыть осциллограф. Удостовериться, что картина переходного процесса соответствует приведенной на рисунке 2;
  4. Запустить comtrade _ generator . m и в окне MATLAB нажать кнопку Run (произойдет сохранения результатов моделирования КЗ в файлы формата COMTRADE ).

Результатом успешного выполнения действий 1 – 4 будет генерация и сохранение двух файлов M . cfg и M . dat , файлы будут сохранены там же где расположен файл comtrade _ generator . m

Файл с расширением *. dat содержит данные по каналам, файл с расширением *. cfg – описание каналов (наименования каналов, коэффициенты приведения, частоту дискретизации, время записи осциллограммы и прочее).


Рисунок 4 – COMTRADE из М.slx открыт в инструменте анализа осциллограмм KIWI

Изучив рекомендуемую литературу, а также текст стандарта IEC 60255-24, описывающий формат COMTRADE , Вы сможете усовершенствовать предложенную модель. Например, записать в осциллограмму не только токи на стороне ВН, но и напряжения.

Полученный на данном этапе результат позволит Вам перейти к следующим, более трудоемким шагам:

Выдержки времени также являются одними из основных элементов при моделировании релейной защиты. Они позволяют не только создать задержку на срабатывание защиты, но и, наоборот, продлить действие релейной защиты.

Пройдите наш онлайн-курс по MATLAB/SIMULINK. Там вы научитесь пользоваться MATLAB как мощным калькулятором, создавать свои модели в SIMULINK, моделировать электрические цепи, а также сложные электроэнергетические системы с устройствами релейной защиты.

Можно выделить следующие основные виды выдержек времени:

  • выдержка времени на срабатывание, которая пропускает на выход сработанное состояние через заданное время T (параметр срабатывания выдержки времени или уставка) только в том случае, если входной сигнал сохраняет сработавшее состояние в течение времени, превышающее уставку;
  • выдержка времени на возврат, которая сохраняет на выходе сработанное состояние в течение времени T, заданного уставкой, после возврата входного сигнала в несработанное состояние;
  • импульсная выдержка времени, которая формирует на выходе сработанное состояние в течение времени T, заданного уставкой, после перехода входного сигнала в сработанное состояние.

Также существуют различные инверсные выдержки времени, аккумулирующие выдержки времени и др.

Наглядно действие выдержек времени будет показано при дальнейших испытаниях модели в Simulink. Для тестирования выдержек времени создана модельная схема delays.mdl (рис. 1).

При создании моделей использовались стандартные модели выдержек времени из библиотеки Simulink Simscape \ SimPowerSystems \ Specialized Technology \ Control & Measurements \ Logic, где расположены следующие элементы:

  • On Delay – выдержка времени на срабатывание;
  • Off Delay – выдержка времени на возврат;
  • Monostable – импульсная выдержка времени.

У всех выдержек времени выставлена уставка T = 300 мс.

Моделирование и тестирование выдержек времени релейной защиты в Simulink

Рис. 1. Модель для тестирования выдержек времени

На рис. 2 представлены результаты моделирования выдержки времени на срабатывание. Подаётся входной скачкообразный сигнал. Длительность импульсов 1 и 3 не превышает заданную уставку, поэтому на выходе выдержки времени (сигнал снизу) не формируется сигнал сработанного состояния. Длительность импульса 2 превышает заданную уставку, поэтому на выходе выдержки времени сигнал сработанного состояния формируется, причём длительность выходного сигнала в сработанном состоянии определяется разницей во времени между длительностью импульса 2 и уставки выдержки времени на срабатывание.

Тестирование выдержки времени на срабатывание

Рис. 2. Результаты моделирования выдержки времени на срабатывание

Тестирование выдержки времени на возврат

Рис. 3. Результаты моделирования выдержки времени на возврат

На рис. 4 представлены результаты моделирования импульсной выдержки времени. Импульсная выдержка времени по факту появления входного сигнала в сработанном состоянии формирует импульс на выходе длиной T, определяемой уставкой. При этом, если во время того, как формируется выходной импульс от выдержки времени, на вход приходит новый импульс, то он игнорируется (например, импульс 2 на рис. 4). Если длительность входного сигнала превышает заданную уставку, то на выходе импульсной выдержки времени всё равно будет наблюдаться импульсный сигнал длительностью T (см. результат воздействия импульса 3 на рис. 4).

Тестирование импульсной выдержки времени

Рис. 4. Результаты моделирования импульсной выдержки времени

Итак, Simulink с помощью стандартной библиотеки позволяет смоделировать выдержки времени. Результаты тестирования показали особенности, присущие каждому типу выдержек времени.

Рекомендуемые записи

Программный комплекс Matlab/Simulink позволяет моделировать не только электрические сети, но и многое другое, в том…

Инверсные выдержки времени используются для реализации защит, время срабатывания которых зависит от значения входной величины.…

Программный комплекс Matlab/Simulink позволяет моделировать не только электрические сети, но и многое другое, в том…

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Я хотел бы подсчитать, сколько раз мой сигнал падает до нуля. Например, имея импульсный сигнал в качестве входного сигнала, я хочу переменную, которая подсчитывает, сколько раз импульс переходит в ноль.

Я становлюсь сумасшедшим, думая о something. can кто-нибудь мне поможет? Спасибо

2 ответа

Я новичок в рутине C-Mex и ищу какое-то направление. Как создать файл C-Mex для сохранения сигнала simulink в рабочем пространстве Matlab? Функция должна быть такой же, как у Блока Simulink 'To Workspace'.

Привет, я пытаюсь построить модель simulink для обнаружения хитрых краев . Я не понимаю, как реализовать не максимальный блок подавления в simulink. Можно ли создать блок, написав код mat-lab?

на рисунке 1 представлена модель счетчика импульсов и рис. 2-выход области, который показывает, что для 5 входных импульсов мы получаем выход счетчика как 5

Здесь есть аналогичный вопрос, который может помочь. Существует множество способов реализации счетчика, но хороший способ, который я использовал раньше, - это использовать обнаружение восходящего/падающего края. У меня нет библиотеки на моем компьютере, поэтому я не могу протестировать этот пограничный дектор , но я использовал один подобный в прошлом только для этой проблемы. Он выдаст один импульс времени выборки, когда обнаружит заданное условие, которое в вашем случае будет сигналом, идущим к нулю. Затем вы можете использовать блок памяти и добавить для реализации счетчика. Смотреть ниже:

enter image description here

Похожие вопросы:

У меня есть функциональный блок MATLAB в simulink, и для каждого шага simlulink я хочу ввести счетчик с шагом 1. Экс: 1-й шаг - > Acc=1 2-й шаг -> Acc=2 Я попытался использовать блок подсчета +.

Привет я хотел бы создать блок simulink, который может выполнять следующую операцию. 1) вычтите входное значение со стандартным значением до тех пор, пока ошибка не станет меньше 0,01 . пример input.

Как добавить свободно работающий счетчик в модель Simulink с помощью скрипта matlab? Если мы используем: add_block('built-in/Counter Free-Running','mySystem/Counter') мы получаем ошибку: There is no.

Я новичок в рутине C-Mex и ищу какое-то направление. Как создать файл C-Mex для сохранения сигнала simulink в рабочем пространстве Matlab? Функция должна быть такой же, как у Блока Simulink 'To.

Привет, я пытаюсь построить модель simulink для обнаружения хитрых краев . Я не понимаю, как реализовать не максимальный блок подавления в simulink. Можно ли создать блок, написав код mat-lab?

Какой блок я могу использовать для создания пользовательской s-функции в simulink? Я хочу использовать код C с помощью S-функции.. Я знаю, что есть функции, которые я должен определить, но я не.

Моя задача-создать блок-схему Simulink на картинке. Пожалуйста, имейте в виду, что английский не является моим родным языком. Насколько я понял, это как-то связано с функцией Хевисайда, но я понятия.

Я никогда не задавал вопросов о matlab на этом сайте, и мне не нравится matlab, но я должен создать модель в simulink. Может ли кто-нибудь помочь мне, как создать модель simulink, которая будет.

Полезна для преподавателей и студентов, делающих первые шаги в программе. Программа позволяет моделировать переходные процессы в любых системах, в том числе в системах автоматики.

ВложениеРазмер
kratkaya_instruktsiya_simulink.docx 521.87 КБ

Предварительный просмотр:

В пособии рассматриваются методы цифрового моделирования систем автоматического управления и программные средства для их проведения, рассматриваются способы построения математических моделей.

В первой части инструкции (Часть 1) приведен способ описания систем дифференциальными уравнениями. В следующей части (Часть 2) инструкции будет представлен способ описания систем как совокупности множества передаточных функций.

Для иллюстрации примера использована версия 7.11 программы MATLAB.

Мы постарались максимально упростить инструкцию и в доступной форме показать как можно пользоваться Simulink

Часть 1. Общие сведения о системе Simulink

Программа Simulink является приложением к пакету 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.

Основным понятием системы моделирования Simulink является сигнал. По умолчанию, сигналы – это скалярные безразмерные переменные, связывающие компоненты модели. Однако, существуют и специальные сигналы, например электрические, гидравлические, механические и т.д., которые определенным образом описывают конкретное физическое влияние одних элементов моделируемой системы на другие. Компоненты модели – это элементы библиотеки Simulink или другие модели, которые осуществляют изменения сигналов (например, интегрирование, усиление, сложение двух сигналов и т.д.).

Simulink является достаточно самостоятельным инструментом 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.

При моделировании пользователь может выбирать метод решения дифференциальных уравнений, а также способ изменения модельного времени

(с фиксированным или переменным шагом). 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.

Преимущество Simulink заключается также в том, что он позволяет пополнять библиотеки блоков с помощью подпрограмм написанных как на языке MATLAB, так и на языках С++, Fortran и Ada.

Для запуска программы необходимо предварительно запустить пакет MATLAB. Основное окно пакета MATLAB показано на рисунке 1. Там же показана подсказка, появляющаяся в окне при наведении указателя мыши на ярлык Simulink в панели инструментов.

После открытия основного окна программы MATLAB нужно запустить программу Simulink. Это можно сделать одним из трех способов:

Рисунок 1- Основное окно программы MATLAB

∙ Нажать кнопку (Simulink) на панели инструментов командного окна MATLAB.

∙ В командной строке главного окна MATLAB напечатать Simulink и нажать клавишу Enter на клавиатуре.

∙ Выполнить команду Open. в меню File и открыть файл модели (mdl - файл).

Последний вариант удобно использовать для запуска уже готовой и отлаженной модели, когда требуется лишь провести расчеты и ненужно добавлять новые блоки в модель. Использование первого и второго способов приводит к открытию окна библиотеки Simulink (рисунок 2).

Рисунок 2- Окно библиотеки Simulink.

Цифрами обозначены: 1 –строка поиска компонентов, 2 – дерево библиотек Simulink, 3 –содержимое библиотеки (разделы или компоненты библиотеки)

На рисунке 2 выделена основная библиотека Simulink (в левой части окна) и показаны ее разделы (в правой части окна). Библиотека Simulink в MATLAB 2010 содержит следующие основные разделы:

0. Commonly Used Blocks – часто используемые компоненты из различных разделов основной библиотеки Simulink.

1. Continuous – компоненты для моделирования систем в непрерывном времени.

2. Discontinuities – компоненты для моделирования негладких и разрывных нелинейных функций.

3. Discrete – компоненты для моделирования систем в дискретном времени.

4. Logic and Bit Operations – компоненты для моделирования ло-

гических (двоичных) операций.

5. Lookup Tables – компоненты для моделирования функциональных и табличных зависимостей.

6. Math Operations – компоненты для моделирования математических операций.

7. Model Verification – компоненты для тестирования и верификации поведения моделей.

8. Model-Wide Utilities – вспомогательные компоненты для документирования и линеаризации моделей.

9. Ports & Subsystems – блоки построения иерархических моделей и подсистем.

10. Signal Attributes – компоненты для преобразования типов сигналов в моделях.

11. Signal Routing – компоненты для коммутации и объединения/разъединения сигналов.

12. Sinks – компоненты для отображения и сохранения сигналов.

13. Sources – источники сигналов и воздействий.

14. User-Defined Functions – компоненты для создания пользовательских функций, реализованных на языке MATLAB.

∙ Пиктограмма свернутого узла дерева содержит символ+, а пиктограмма развернутого содержит символ −.

∙ Для того чтобы развернуть или свернуть узел дерева, достаточно щелкнуть на его пиктограмме левой клавишей мыши.

При выборе соответствующего раздела библиотеки в правой части окна отображается его содержимое (рисунок 3).

Рисунок 3- Компоненты библиотеки Simulink / Continuous.

Пример построения модели в Simulink

В качестве примера использования Simulink для моделирования систем рассмотрим отопление в жилом индивидуальном доме. Пусть для простоты, дом состоит из всего лишь одного помещения, в котором установлено отопление суммарной тепловой мощностью 𝑃 . Температура внутри этого дома 𝑇 𝑖 градусов, температура за окном – 𝑇 𝑜 градусов. Нас интересует каким образом изменяется температура 𝑇 𝑖 при изменении мощности 𝑃 (рисунок 4).

Рисунок 4- Модель отапливаемого помещения по входу-выходу.

Прежде чем составлять модель, рассмотрим интуитивно некоторые ее свойства. Во-первых, вполне очевидно, что если включить отопление, то сначала температура будет расти, а потом стабилизируется – наступит тепловое равновесие между подводимым теплом и рассеиваемым на улицу через щели в окнах, вентиляцию и т.д. Если печку выключить, то температура будет падать и в конце-концов дома будет также холодно, как и на улице. Существенными

параметрами модели является:

∙ температура за окном 𝑇 𝑜 – чем меньше она, тем больше тепла

уходит из дома и тем больше нужна мощность нагревателя, чтобы достичь заданной температуры внутри 𝑇 𝑖 ;

∙ качество теплоизоляции – чем хуже теплоизоляция, тем больше тепла выходит наружу;

∙ масса воздуха внутри дома – чем больше воздуха, тем дольше его нужно нагревать до заданной температуры и тем дольше будет остывать дом при отключении отопления.

В теплотехнике существуют множество моделей, с разной степенью точности моделирующие процессы нагревания и охлаждения тел. Далее мы рассмотрим самый простой из них. Для этого необходимо ввести понятие количества теплоты – энергии, необходимой для изменения термодинамического состояния тела (например, температуры). Из курса физики хорошо известно, что для того, чтобы нагреть тело массой 𝑚 и теплоемкостью 𝑐 от температуры 𝑇 1 до 𝑇 2 необходимо затратить количество теплоты 𝑄 , равное

Количество теплоты 𝑄 𝑖 , которое поступает от нагревателя мощностью 𝑃 за время 𝜏 – это просто интеграл по времени:

Для того, чтобы понять сколько тепла ушло на улицу, необходимо воспользоваться понятием теплового потока 𝑄 0 (t) – количество теплоты, проходящей через поверхность за единицу времени. Если считать, что теплопроводность внутри двух соприкасающихся сред больше, чем теплопроводность между ними, то тепловой поток пропорционален разности их температур:

𝑄 0 ( 𝜏 ) = (T i (t)–T 0 )dt

Запишем уравнение теплового баланса:

продифференцировав обе части по времени, можно записать дифференциальное уравнение, связывающее динамику изменения температуры 𝑇 𝑖 ( 𝑡 ) от мощности нагревателя:

Обозначив коэффициент 𝑐𝑚 = a и разделив переменные для интегрирования, можно записать:

Последнее выражение – есть простейшая модель процесса теплообмена при отоплении помещения. Рассмотрим как осуществить моделирование этой системы с помощью Simulink.

Для создания модели в среде Simulink необходимо последовательно выполнить ряд действий.

Для начала необходимо создать новый файл модели с помощью команды File / New / Model, или используя кнопку на панели инструментов (здесь и далее, с помощью символа /, указаны пункты меню программы, которые необходимо последовательно выбрать для выполнения указанного действия). Вновь созданное окно модели показано на рисунке 5.

Рисунок 5- Пустое окно модели.

Далее расположим компоненты библиотеки Simulink в окне модели. Для этого необходимо открыть соответствующий раздел библиотеки (например, Sources – Источники). Далее, указав курсором на требуемый блок и, нажав на левую клавишу мыши, перетащить блок в созданное окно модели. Клавишу мыши нужно держать нажатой.

Рассматривая дифференциальное уравнение модели, можно составить следующий список компонентов, которые изменяют сигналы модели:

∙ в модель необходимо ввести параметр 𝑇 𝑜 , который в начале будет

константой – используем компонент библиотеки Simulink /Commonly Used Blocks / Constant или Simulink / Sources / Constant (это один и тот же компонент);

∙ чтобы получить разность температур 𝑇 𝑜 − 𝑇 𝑖 ( 𝑡 ) необходимо использовать сумматор (в режиме вычитателя) – компонент библиотеки Simulink / Commonly Used Blocks / Sum или Simulink /

Math Operations / Sum (также один и тот же компонент);

∙ для того, чтобы вычислить произведение разности температур на коэффициент 𝑘 ・ ( 𝑇 𝑜 − 𝑇 𝑖 ( 𝑡 )), необходимо использовать блок

усилитель, поскольку такое произведение равнозначно усилению сигнала разности в 𝑘 раз ставим компонент библиотеки Simulink/ Commonly Used Blocks / Gain или Simulink / Math Operations/ Gain;

∙ чтобы получить сумму мощностей 𝑘 ( 𝑇𝑜 − 𝑇𝑖 ( 𝑡 )) + 𝑃 ( 𝑡 ) под интегралом необходимо использовать сумматор – компонент библиотеки Simulink / Commonly Used Blocks / Sum или Simulink /Math Operations / Sum;

∙ чтобы получить количество теплоты из суммы мощностей с помощью интегрирования

необходимо использовать интегратор – компонент библиотеки Simulink / Commonly Used Blocks / Integrator или Simulink / Continuous / Integrator;

∙ для формирования сигнала внутренней температуры 𝑇 𝑖 ( 𝑡 ) из интеграла мощности необходимо использовать блок усилитель, домножающий значение интеграла на 1/ 𝑎 – компонент библиотеки

Simulink / Commonly Used Blocks / Gain или Simulink / Math Operations / Gain;

Кроме того, нам необходимо визуализировать зависимость 𝑇 𝑖 ( 𝑡 ), для этого мы используем осциллограф – компонент библиотеки Simulink / Commonly Used Blocks / Scope или Simulink / Sinks / Scope. А также мы задаем зависимость мощности от времени 𝑃 ( 𝑡 ) как единичный ступенчатый сигнал с помощью компонента библиотеки Simulink /Sources / Step.

Рисунок 6- Окно модели, содержащее необходимые блоки

На рисунке 6 показано окно модели, содержащее установленные блоки.

Для удаления блока необходимо выбрать блок (указать курсором на его изображение и нажать левую клавишу мыши), а затем нажать клавишу Delete на клавиатуре.

Для изменения размеров блока требуется выбрать блок, установить курсор в один из углов блока и, нажав левую клавишу мыши, изменить размер блока (курсор при этом превратится в двухстороннюю стрелку).

Рисунок 7- Блок, моделирующий интегратор и окно редактирования параметров блока

Следующий шаг – настройка параметров каждого блока. Для этого необходимо дважды щелкнуть левой клавишей мыши, указав курсором на изображение блока. Откроется окно редактирования параметров данного блока. При задании численных параметров следует иметь в виду, что в качестве десятичного разделителя должна использоваться точка, а не запятая. После внесения изменений нужно закрыть окно кнопкой OK. На рисунке 7 в качестве примера показаны блок, моделирующий интегратор и окно редактирования параметров данного блока.

В рассматриваемой модели необходимо установить следующие параметры блоков:

∙ блок Integrator: параметр Initial condition = 20 – интегрирование осуществляется с начальной температуры в помещении 20 градусов;

∙ блок Sum1 (нижний из двух сумматоров): List of signs = |+- – превращает сумматор в вычитатель;

Параметры 𝑎 и 𝑘 модели пока не будем задавать, положив 𝑎 = 1 и 𝑘 = 1. После установки на схеме всех блоков из требуемых библиотек нужно выполнить соединение элементов схемы с помощью сигналов.

Для соединения блоков необходимо указать курсором на выход блока, а затем, нажать и, не отпуская левую клавишу мыши, провести линию к входу другого блока. После чего отпустить клавишу. В случае правильного соединения изображение стрелки на входе блока изменяет цвет. Для создания точки разветвления в соединительной линии нужно подвести курсор к предполагаемому узлу и, нажав правую клавишу мыши, протянуть линию. Для удаления линии требуется выбрать линию (так же, как это выполняется для блока), а затем нажать клавишу Delete на клавиатуре.

С целью удобства понимания модели, можно задать имена не только блокам, но и сигналам. Для этого необходимо дважды щелкнуть по сигналу и ввести имя. Обозначим сигналы, соответствующие переменным 𝑃 , 𝑇 𝑜 , 𝑇 𝑖 , P, T o и T i .

Схема модели, в которой выполнены все соединения между блоками и их настройка, показана на рисунке 8.

После составления модели необходимо сохранить ее в виде файла на диске, выбрав пункт меню File/Save As. в окне схемы и указа папку и имя файла. При последующем редактировании схемы можно пользоваться пунктом меню File/Save. При повторных запусках программы Simulink загрузка схемы осуществляется с помощью меню File/Open. в окне обозревателя библиотеки или из основного окна MATLAB.

Запуск моделирования выполняется с помощью выбора пункта меню Simulation/Start или нажатием кнопки с треугольником (воспроизведение) на панели инструментов. Рядом в поле ввода указана продолжительность моделирования системы, по умолчанию моделирование останавливается при достижении модельного времени 𝑡 𝑠𝑡𝑜𝑝 = 10. Процесс расчета можно завершить досрочно, выбрав пункт меню Simulation/Stop или кнопку с квадратом (стоп). Расчет также можно остановить (Simulation/Pause) и затем продолжить (Simulation/Continue).

Запустим моделирование. После окончания, дважды щелкнем на блок осциллографа (Scope). На нем должна отображается зависимость 𝑇 𝑖 ( 𝑡 )

(рисунок 9). Если графика не видно, то необходимо щелкнуть правой кнопкой по черной зоне и выбрать из меню Autoscale, что приведет к автоматическому масштабированию осей графика.

Рисунок 9- Результат моделирования при 𝑃 = 1.

Видно, что температура внутри падает от 20 градусов до температуры, которая выше уличной 𝑇 𝑜 = 1, моделируемой блоком Constant.

Таким образом сказывается действие нагревателя.

Установим в параметрах блока Step, моделирующего зависимость 𝑃 ( 𝑡 ), большую мощность нагрева. Блок Step выдает на своем выходе константное значение, задаваемое его параметром Final value, и происходит это во время, задаваемое параметром Step time. До этого момента значение на выходе компонента Step равно 0. Установив параметр Final value = 10, запустим моделирование еще раз. Получим зависимость 𝑇 𝑖 ( 𝑡 ), показанную на рисунке 10.

Рисунок 10- Результат моделирования при 𝑃 = 10.

Отчетливо видно, что температура падает до включения нагревателя при 𝑡 = 1, после чего растет до достижения постоянного значения, соответствующего термодинамическому равновесию между теплом, подводимым нагревателем и отводимым наружу.

1. А. Борисевич , Теория автоматического управления: элементарное введение

Читайте также: