4. Сделать выводы о проделанной работе. Содержание отчета

1. Дифференциальные уравнения.

2. Структурная схема системы, соответствующая системе дифференциальных уравнений.

3. Программа для моделирования.

4. Диаграммы процессов (переходные процессы, колебания, фазовые портреты).

5. Выводы о проделанной работе.

Примечание. Программа моделирования должна быть представлена на дискете.

Литература

1. Баранов Г.Л., Макаров А.В. Структурное моделирование сложных динамических систем. – Киев: Наукова думка, 1986. – 272 с.

Приложение

Пример моделирования двигателя постоянного тока

Структурная схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения показана на рис. 1. На рис. 2 приведена соответствующая ей схема для структурного моделирования, где указаны обозначения переменных всех блоков, использованные при составлении программы.

Для переменных на входах и выходах динамических блоков введены следующие обозначения: EZs, IDs, EMs, WDs («старые» значения, вычисленные на предыдущем шаге) и EZn, IDn, EMn, WDn («новые» значения, полученные для текущего шага).

Рис. 1. Модель двигателя постоянного тока

Рис. 2. Схема для моделирования двигателя постоянного тока

В конце каждого цикла расчета выполняется присвоение переменных EZs = EZn, IDs = IDn , EMs = EMn, WDs = WDn.

Пуск двигателя моделируется при . При t = EndTime/2 момент нагрузки на валу двигателя увеличивается на величину .

Вариант программы на языке Power Basic для моделирования двигателя показан ниже.

Программа для моделирования двигателя постоянного тока

screen 12 'VGA 640x480

key (10) on: on key (10) gosub 10

'ПАРАМЕТРЫ ДВИГАТЕЛЯ

R=1 'Ом, активное сопротивление якорной обмотки

C=0.553 'конструктивная постоянная двигателя С

L = 0.015 'Индуктивность якорной обмотки

Jd = 0.01125 'Момент инерции вращающихся масс

Uz = 110 'Напряжение на якорной обмотке

Mc = 5 'Момент нагрузки

'ПАРАМЕТРЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ

EndTime = 0.5 'Время моделирования

dTime = 0.0001 'Шаг моделирования

'ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ПЕРЕМЕННЫЕ

Kp = 1/R

Tp = L/R

Gamma = exp(-dTime/Tp)

'НАСТРОЙКИ ЭКРАНА ДЛЯ отображения графиков

view(100,50)-(400,350),7,1

window(0,-0.5*Uz)-(EndTime,2*Uz)

'СЕТКА

FOR i=-0.5*Uz TO 2*Uz STEP 0.4*Uz

Line(0,i)-(EndTime,i),1

NEXt i

FOR i=0 TO EndTime STEP 0.2*EndTime

Line(i,-0.5*Uz)-(i,2*Uz),1

NEXT i

'ПОДПИСИ под графиком

Locate 24,13: ? "0";: ? space$(36);: ? EndTime"c."

'ЦИКЛ МОДЕЛИРОВАНИЯ

'Инициализация старых значений переменных

EZs = 0 ' EZ – Разность напряжения и противоЭДС

(на выходе элемента сравнения)

IDS = 0 ' ID - Ток якорной обмотки

WDs = 0 ' WD - Угловая скорость двигателя

EMs = 0 ' EM - Суммарный момент на валу

FOR Time = dTime TO EndTime STEP dTime

'Текущая разность напряжения и противоЭДС

EZn = Uz - WDs*C

'Апериодическое звено (ток якорной обмотки)

dEZ = (EZn - EZs)/dTime

IDn = IDs*Gamma+Kp*(1-Gamma)*EZs+Kp*(Tp*Gamma+dTime-Tp)*dEZ

'Электромагнитный момент двигателя

MD = C*IDn

'Разность электромагнитного момента и момента нагрузки

IF Time > EndTime/2 THEN EMn = MD - Mc ELSE EMn = MD

'Интегратор (угловая скорость)

dEM = (EMn - EMs)/dTime

WDn = WDs + (dTime/Jd)*EMs+(dTime*dTime/(2*Jd))*dEM

line (Time-dTime, WDs) - (Time, WDn),8 'Серый - скорость

line (Time-dTime, IDs) - (Time, IDn),5 'Красный - ток

'Сохранение новых значений для следующей итерации

EZs = EZn

IDs = IDn

WDs = WDn

EMs = EMn

'переход на новый цикл

NEXT Time

do:loop 'бесконечный цикл

10:stop 'выход из цикла