logo search
Математическое моделировани2

7.1.1. Основные особенности создания моделей

Библиотека блоков Sim Power System является одной из множества дополнительных библиотек Simulink, ориентированных на моделирование устройств силовой электроники. В состав библиотеки входят модели пассивных и активных электротехнических элементов, источников энергии, электродвигателей, трансформаторов, линий электропередачи и т.п. оборудования. Имеется также раздел. содержащий блоки для моделирования полупроводниковых устройств, включая системы управления для них. Используя специальные возможности Sim Power System пользователь может не только имитировать работу устройств во временной области, но и выполнять различные виды анализа таких устройств.

Несомненным достоинством Sim Power System является то, что сложные элек­тротехнические системы можно моделировать, сочетая методы виртуального и структурного моделирования. Например, силовую часть полупроводникового преобразователя электрической энергии можно выполнить с использованием виртуальных блоков Sim Power System, а систему управления – с помощью обыч­ных блоков Simulink, отражающих лишь алгоритм работы, а не ее электрическую схему. Такой подход, в отличие от пакетов схемотехнического моделирования, позволяет значительно упростить всю модель, а значит, повысить ее работоспо­собность и скорость работы. Кроме того, в модели с использованием блоков Sim Power System можно использовать блоки и других библиотек Simulink, а также функции MATLAB, что дает практически неограниченные возможности для мо­делирования электротехнических систем.

Библиотека Sim Power System достаточно обширна. В случае, если все же нужного блока в библиотеке нет, пользователь имеет возможность создать свой собственный блок как с помощью уже имеющихся в библиотеке блоков (реали­зуя возможности Simulink по созданию подсистем), так и на основе блоков ос­новной библиотеки Simulink и управляемых источников тока или напряжения.

Методика создания модели в Sim Power System ничем не отличается от мето­дики создания модели на основе базовой библиотеки Simulink. Так же как и для обычной Simulink-модели, необходимо выполнить расстановку блоков на схеме, знать их параметры, соединить блоки и установить параметры расчета модели в целом. Для моделей пакета расширения Sim Power System доступен ускоренный режим расчета и все возможности Simulink, включая набор инструментов Simulink Performance Tools линейный анализ, отладчик и т. д. Однако эти модели имеют некоторые особенности.

1. Входы и выходы блоков, в отличие от блоков Simulink, не являются направленными, поскольку фактически являются эквивалентами электрических контактов. Таким образом, электрический ток может через вход или выход блока протекать в двух направлениях – как вовнутрь блока, так и наружу. Изображение порта на пиктограмме блока представляет собой небольшой квадрат. Эти порты не являются направленными, что соответствует физической природе сигнала, проходящего через такие порты (электрический ток).

2. Соединительные линии между блоками являются, по сути, моделями электрических проводов, по которым ток может протекать в двух направлениях. В Simulink-моделях информационный сигнал распространяется только в направлении – от выхода одного блока к входу другого.

3. Simulink-блоки и Sim Power System-блоки не могут быть непосредственно соединены друг с другом, поскольку имеют сигналы разной природы. Сигнал от S-блока можно передать к SPS-блоку через управляемые источники тока или напряжения, а наоборот – с помощью измерителей тока или напряжения.

4. Несколько линий связи (проводов) могут быть соединены между собой. Для выполнения такого соединения в Sim Power System 3 не требуется использования специальных блоков (соединителей), как это было в предшествующих версиях.

5. При расчете схемы, содержащей нелинейные блоки, следует использовать методы:

  1. ode 15s – многошаговый метод переменного порядка;

  2. ode23tb – неявный метод Рунге-Кутта.