Комплекс программ для исследования систем электропитания

Реферат
Введение 5
1 Проблематика моделирования систем электропитания 8
1.1 Общие принципы систем электропитания в виде транзисторных
коммутаторов 8
1.2 Выбор инструментальных средств для разработки комплекса программ 14
1.3 Цель и задачи работы 15
Выводы по разделу 1 16
2 Методическое и математическое обеспечение элементов систем
электропитания 17
2.1 Математическая модель транзисторно-диодного ключа с учётом
вольтамперных характеристик транзистора и диода 17
2.2 Модель транзисторно-диодного ключа с переменными структурой и
параметрами 23
2.3 Математическая модель транзисторного коммутатора 25
2.4 Математическая модель широтно-импульсного преобразователя 26
2.5 Математическая модель широтно-импульсного модулятора по
синусоидальному закону 31
2.6 Математическая модель двигателя постоянного тока для использования
совместно с широтно-импульсным преобразователем 36
Выводы по разделу 2 37
3 Комплекс программ для моделирования систем электропитания 38
3.1 Структура разработанного комплекса программ 38
3.2 Состав разработанных функций 39
3.3 Программа для моделирования широтно-импульсного преобразователя на основе транзисторного коммутатора на примере цепи с RL-нагрузкой... 44
3.4 Программа для моделирования транзисторного коммутатора на примере
двигателя постоянного тока 48
Выводы по разделу 3 48
Заключение 49
Сокращения 50
Список использованных источников 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А Рабочие листы MathCAD. Модель ШИП и однофазной RL- нагрузки 53
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Рабочие листы MathCAD. Библиотека. Модель транзисторно-диодного ключа 65
ПРИЛОЖЕНИЕ В Рабочие листы MathCAD. Библиотека. Модель широтноимпульсного модулятора 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Рабочие листы MathCAD. Библиотека. Модель двигателя постоянного тока и механической нагрузки 70
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Рабочие листы MathCAD. Модель системы «Широтноимпульсный преобразователь - двигатель постоянного тока» 71
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Рабочие листы MathCAD. Модель «Синусоидальная широтно-импульсная модуляция с m-фазной активно-индуктивной-нагрузкой» 82

Купить

Актуальность. Системы электропитания (СЭП) являются важной частью сложных электротехнических и электромеханических устройств, в частности — электроприводов (ЭП) и существенно влияют на выбор способа управления двигателем, принципы построения системы управления, процессы в нормальных и аварийных режимах. При проектировании электротехнических устройств необходимо выполнять их моделирование совместно с СЭП. Для этого необходимы модели СЭП.
Наиболее популярным является СЭП в виде транзисторного коммутатора, который применяется как для ЭП постоянного тока, так и для ЭП переменного тока.
Существующие модели транзисторных коммутаторов в основном предназначены для использования в системах моделирования электронных устройств. В этом случае невозможно объединить их с моделями элементов ЭП - электродвигателей, механической нагрузки, датчиков и регуляторов. Это не позволяет использовать их для исследования процессов в ЭП, в том числе при различных режимах работы.
Модели СЭП, предназначенные для использования при моделировании ЭП, слишком идеализированы. В частности, при их использовании отсутствует возможность учесть логику работы и процессы внутри полупроводниковых элементов, характер и величину протекающих через них токов, что важно при проектировании ответственных установок, например, исполнительных электроприводов космических аппаратов.
Таким образом, в настоящее время имеется два типа моделей СЭП:
- детализированные, которые могут применяться только в система моделирования электроники (например, OrCAD, Multisim и др.);
- идеализированные, предназначенные для использования при моделировании ЭП (например, в SIMULINK).
В связи с этим разработка программных моделей транзисторных коммутаторов для СЭП ЭП, обеспечивающих учёт процессов в их элементах в различных режимах работы, является актуальной.
Объект исследования — процесс автоматизированного проектирования систем электропитания.
Предмет исследования — программное обеспечение для автоматизированного проектирования систем электропитания.
Объект разработки — комплекс программ для решения задач автоматизированного проектирования систем электропитания в среде MathCAD14.
Основная идея работы. Разработать комплекс моделей электропитающих устройств в виде процедур в среде MathCAD для изучения процессов в них и для последующего применения при моделировании сложных электротехнических и электромеханических устройств в целом.
Цель работы — разработка и программная реализация алгоритмов моделирования систем электропитания постоянного и переменного тока на основе универсальной модели транзисторного коммутатора с различной степенью детализации.
Задачи работы:
1) разработка математической модели, алгоритма функционирования и его программной реализации для транзисторно-диодного ключа различной степени детализации;
2) разработка математической модели, алгоритма функционирования и его программной реализации для транзисторного коммутатора;
3) разработка математической модели, алгоритма и его программной реализации для блока задания сигналов управления транзисторным коммутатором при реализации широтно-импульсного преобразования;
...
Купить