Моделирование системы «АИН ШИМ – АД» с переменными ψr - is в Matlab и Си



Моделирование системы «АИН ШИМ – АД» с переменными ψ_r - i_s в Matlab и Си

Емельянов Александр Александрович, старший преподаватель;

Бесклеткин Виктор Викторович, старший преподаватель;

Блинов Егор Константинович, студент;

Кадцын Кирилл Павлович, студент;

Лоскутов Владислав Алексеевич, студент;

Шамиев Руслан Рафитович, студент;

Чумичев Павел Евгеньевич, студент;

Енидорцев Александр Николаевич, студент

Российский государственный профессионально-педагогический университет (г. Екатеринбург)

Пестеров Дмитрий Ильич, студент магистратуры

Уральский государственный университет путей сообщения (г. Екатеринбург)

В работе [1] приведена функциональная схема математической модели САР скорости системы «АИН ШИМ – АД». В данной работе рассмотрена модель части этой системы (рис. 1) на языке Си.

Рис. 1. Математическая модель системы «АИН ШИМ – АД» в Simulink

Для лучшего понимания программирования на языке Си вначале приведем моделирование системы (рис. 1) в Matlab, которые были рассмотрены в статьях в журнале «Молодой ученый» за 2015–2019 гг.

Преобразователи координат u_sx, u_sy → u_sα, u_sβ (номер 1) и u_sα, u_sβ → u_sa, u_sb, u_sc (номер 2) в Simulink приведены на рис. 2 и 3 [2].

Рис. 2. Преобразователь координат u_sx, u_sy → u_sα, u_sβ

Рис. 3. Преобразователь координат u_sα, u_sβ → u_sa, u_sb, u_sc

Математические модели АИН ШИМ (номер 4) и генератора пилообразного напряжения ГПН (номер 3) в Simulink даны на рис. 4 и 5.

Рис. 4. Генератор пилообразного напряжения (ГПН) в Simulink

Рис. 5. Математическая модель АИН ШИМ в Simulink

Преобразователи координат u_{а шим}, u_{b шим}, u_{c шим} → u_sα, u_sβ (номер 5) и u_sα, u_sβ → u_sx, u_sy (номер 6) в Simulink даны на рис. 6 и 7.

Рис. 6. Преобразователь координат u_{а шим}, u_{b шим}, u_{c шим} → u_sα, u_sβ

Рис. 7. Преобразователь координат u_sα, u_sβ → u_sx, u_sy

Математическая модель асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором с переменными на выходе апериодических звеньев (номер 7) приведена на рис. 8. Параметры асинхронного двигателя рассмотрены в работах [2] и [3].

Модель наблюдателя потокосцепления ротора (номер 8) в Simulink приведена на рис. 9.

Рис. 8. Математическая модель асинхронного двигателя с переменными ψ_r – i_s на выходе апериодических звеньев в Matlab-Simulink

Рис. 9. Модель наблюдателя потокосцепления ротора в Simulink

Расчет параметров производим в Matlab-Script (рис. 10).

Рис. 10. Расчет параметров модели в Matlab-Script

Результаты моделирования «АИН ШИМ – АД» в Simulink представлены на рис. 11 и 12.

Рис. 11. Графики скорости ω и электромагнитного момента m в Simulink с набросом нагрузки при t = 0,8 с

Рис. 12. Графики скорости ω_к и потокосцепления ψ_{rx_ос} с выхода наблюдателя в Simulink

Математическое моделирование «АИН ШИМ – АД» в Matlab-Script представлено на рис. 13 и 14. Результаты моделирования даны на рис. 15 и 16.

Рис. 13. Задание параметров «АИН ШИМ – АД» в Matlab-Script

Рис. 14. Цикл расчета «АИН ШИМ – АД» в Matlab-Script

Рис. 15. Графики скорости ω и электромагнитного момента m в Matlab-Script

Рис. 16. Графики скорости ω_к и потокосцепления ψ_{rx_ос} с выхода наблюдателя в Matlab-Script

Программирование «АИН ШИМ – АД» в Си приведено на рис. 17 и 18.

Рис. 17. Задание параметров «АИН ШИМ – АД» на языке Си

Рис. 18. Цикл расчета «АИН ШИМ – АД» на языке Си

Результаты моделирования «АИН ШИМ – АД» в Си представлены на рис. 19 и 20.

Рис. 19. Графики скорости ω и электромагнитного момента m в Си

Рис. 20. Графики скорости ω_к и потокосцепления ψ_{rx_ос} с выхода наблюдателя в Си

Литература:

1. Емельянов А.А., Гусев В.М., Пестеров Д.И., Даниленко Д.С., Воротилкин Е.А., Коновалов И.Д., Бесклеткин В.В., Иванин А.Ю. Моделирование САР скорости системы «АИН ШИМ – АД» с переменными ψr - is в Matlab-Script в системе относительных единиц // Молодой ученый. — 2018. — №22. — С. 6-31.
2. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. - Екатеринбург: УРО РАН, 2000. - 654 с.
3. Шрейнер Р.Т. Электромеханические и тепловые режимы асинхронных двигателей в системах частотного управления: учеб. пособие / Р.Т. Шрейнер, А.В. Костылев, В.К. Кривовяз, С.И. Шилин. Под ред. проф. д.т.н. Р.Т. Шрейнера. - Екатеринбург: ГОУ ВПО «Рос. гос. проф.-пед. ун-т», 2008. - 361 с.
4. Васильев А.Н. Программирование на C++ в примерах и задачах. – М.: Издательство «Э», 2017. – 368 с.