1) ВКР - Исаев А.В. - 2016 (1228491), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Рисунок 2.4 – Блок-схема выполнения алгоритма моделирования
в режиме реального времени

CDS – осуществляет управление, проектирование, моделирование динамических систем в режиме реального. Модуль можно использовать как в классическом моделировании так и для программирования контроллеров.

Рисунок 2.5 – Процесс обмена данными при помощи модуля
NI Control Design and Simulation Module

Интеграция каждой модели из среды моделирования NI Multisim в среду программирования NI LabVIEW происходит следующим образом, cобирается испытательная модель в NI Multisim, следующим этапом добавляются соединительные коннекторы «Hierarchical connector», которым необходимо задать свойства: вход, выход. Модель необходимо сохранить под англоязычным названием, иерархия папок, где располагается модель и приложение, не должно иметь русских названий.

Следующим этапом, создаем приложение в среде программирования NI LabVIEW, в окне блок диаграммы создаем цикл «Control and Simulation Loop», данный цикл выполняет процесс моделирования помещенной модели в цикл, до установленного значения времени или по требованию остановки, в цикл имеется возможность поместить все необходимые блоки непосредственно связанные с циклом моделирования для управления процессом.

В цикл необходимо добавить блок «Half Simulation» - данный блок отвечает за принудительную остановку моделирования и имеет свою силу, непосредственно в цикле «Control and Simulation Loop». После чего приступаем к добавлению модели в цикл, при помощи блока «Multisim Design» - предназначен для передачи в NI LabVIEW работу имитационной модели, как динамической, так и электрической.

Для ввода начального параметра, который непосредственно поступит в модель NI Multisim, используем стандартный «Control» в виде проворачивающегося регулятора напряжения. Для отображения результатов моделирования, необходимо использовать блок «Simulation Time Wavefrom» - данный блок необходим для корректного отображения результатов моделирования, так сказать соединяет циклы NI LabVIEW между собой. А так же для сохранения полученных данных, необходимо добавить «Collector» - предназначенный для извлечения данных из цикла моделирования для последующего сохранения [8].

Представим все выше перечисленные блоки для создания приложения в NI LabVIEW в виде таблицы:

Таблица 2.1 – Блоки интеграции NI Multisim в NI LabVIEW

Окончание таблицы 2.1

1. Следующим шагом производим настройку цикла «Control and Simulation Loop» по следующим параметрам, Рисунок 2.6.

2. Simulation Time – время моделирования: промежуток времени для решения обычных дифференциальных уравнений (ОДУ) модели.

• Initial Time – время начала симуляции: время с которого начинается решение обычного дифференциального уравнения.

• Final Time – время окончании симуляции: время окончания решения обычного дифференциального уравнения.

1. Solver Method – методика решения обычного дифференциального уравнения.

• ODE Solver – решение ОДУ: обычные дифференциальные уравнения (ОДУ) делятся на два основных типа: с переменным (Variable Step) и фиксированным шагом (Fixed-step). В цикле моделирования «Control and Simulation Loop», в меню настройке «ODE Solver» можно выбрать один из десяти встроенных методов решения ОДУ.

• Метод Эйлера - «Runge-Kutta 1»: решение ОДУ первого порядка.

• Метод Хойна - «Runge-Kutta 2»: решение ОДУ второго порядка.

• Метод Богацкого-Шампена - «Runge-Kutta 3»: решение ОДУ третьего порядка.

• Метод Рунге-Кутта - «Runge-Kutta 4»: решение ОДУ четвертого порядка.

• Метод Рунге-Кутта в совокупности с методом Богацкого-Шампена - «Runge-Kutta 23»: одношаговый явный метод решения ОДУ второго и третьего порядка, содержит коэффициенты «Runge-Kutta 3» для решения ОДУ второго порядка.

• Метод Рунге-Кутта с использованием коэффициентов Дорманда-Принса - «Runge-Kutta 45»: решение ОДУ четвертого и пятого порядков.

• Метод Гира - «BDF»: предназначен для решения жестких задач (с первого по пятый порядок)

• Метод Адамса-Мултона - «Adams-Moulton»: предназначен для решения ОДУ в нежесткой системе.

• Метод Розенброка - «Rosenbrock»: позволяет решить уравнение вторым порядком с оценкой ошибки третьего порядка.

• «Discrete State Only» - алгоритм решения уравнений с фиксированным шагом.

1. Continuous Time Step and Tolerance – время непрерывного шага и погрешность измерений.

• Initial Step Time – начальный шаг моделирования: данная настройка доступна при выборе метода решения обычного дифференциального уравнения с постоянным шагом.

• Minimum Step Size – минимальный шаг моделирования процесса в цикле.

• Maximum Step Size – максимальный моделирования процесса в цикле.

• Relative Tolerance – размер допустимой относительной ошибки в цикле.

• Absolute Tolerance – значение допустимой абсолютной погрешности в зависимости от ошибки решения обычного дифференциального уравнения, изменяет шаг моделирования.

Рисунок 2.6 – Окно конфигурации параметров симуляции

2.2 Описание модели асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

При практических расчетах вместо реального асинхронного двигателя, на схеме его заменяют эквивалентной схемой замещения в которой электромагнитная связь заменяется на электрическую. При этом параметры цепи ротора приводятся к параметрам цепи статора.

Фактически схема замещения асинхронного двигателя аналогична схеме замещения трансформатора [2]. Различие наблюдается в том, что у асинхронного двигателя электрическая энергия преобразуется в механическую энергию, поэтому в схеме замещения добавляются переменные активные сопротивления, которые зависят от скольжения, рисунок 2.7.

Рисунок 2.7 – Математическая Т-образная схема замещения

Величина скольжения определяется переменным сопротивлением, например, при отсутствии нагрузки на валу двигателя, скольжение практически равно нулю, а значит переменное сопротивление равно бесконечности, что соответствует режиму холостого хода. И наоборот, при максимальной нагрузке на вал двигателя, сопротивление равно нулю, что соответствует режиму короткого замыкания.

Прогресс шагает вперед, в том числе и развивает моделирование процессов, и теперь для того что бы математические описать работу двигателя не обязательно прибегать к стандартным схемам замещения. В программном продукте компании National Instruments возможно использование готовых решений, рисунок 2.8. Блок элемент асинхронного двигателя в программе NI Multisim заменяет математическую Т-образную схему замещения, тем самым упрощая исследовательскую или научную работу.

Рисунок 2.8 – Блок элемент асинхронного двигателя

Для проведения опытных испытаний моделирования работы двигателя в режиме реального времени, составим схемы двигателей: НВА-22, НВА-55,
АЭ92-402, НВА-55с, рисунок 2.10.

Для определения параметров схемы замещения асинхронных двигателей, воспользуемся рекомендациями по определению параметров схемы замещения АД по справочным данным Усольцева А.А. [1].

Характеристики

Список файлов ВКР