СБОРНИК
НАУЧНЫХ ТРУДОВ НГТУ

ISSN: 2307-6879
English | Русский

Последний выпуск
№3-4(96) июль - декабрь 2019

Сравнение подходов к анализу динамических цепей с ненулевыми начальными условиями методами структурного моделирования

Выпуск № 2 (95) Апрель - Июнь 2019
Авторы:

Лесс Виталий Максимович,
Прокопов Александр Владимирович,
Нейман Владимир Юрьевич
DOI: http://dx.doi.org/10.17212/2307-6879-2019-2-35-48
Аннотация

Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях является важным разделом теории электрических цепей, входящим в учебные планы большинства инженерных направлений подготовки и специальностей технических вузов. Помимо традиционных инженерных методов расчета переходных процессов, входящих в программы подготовки специалистов, определенный интерес представляет использование современных методов расчета, выполненных в компьютерных математических средах. Практическому освоению этих методов способствуют как специально разработанные пакеты компьютерных программ по расчету электрических цепей и электронных схем, так и лидирующие на рынке для технических вычислений программы, реализующие имитационное блочное визуально-ориентированное моделирование систем и устройств самого общего назначения Simulink – главный пакет расширения Matlab. При этом оптимальным подходом в изучении динамических цепей безусловно остается гармоничное сочетание традиционных и компьютерных средств обеспечения учебного процесса. Применение расширения Simulink позволяет не только самостоятельно оценить достоверность выполненных расчетов, но и лучше понять физику процессов, а также иметь хорошую возможность представления результатов расчетов в разнообразных формах. Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования и расширения возможностей динамического расчета электрических цепей. В качестве объекта для исследования рассматривается линейная электрическая цепь второго порядка с ненулевыми начальными условиями. Основной целью исследований является задача сравнения подходов к выполнению анализа переходных процессов в линейных цепях с ненулевыми начальными условиями методами структурного моделирования в Matlab Simulink. Основное внимание уделяется вопросам построения структурных схем моделей электрической цепи. Основу для описания процессов составляют уравнения Кирхгофа, связывающие мгновенные значения токов и напряжений элементов цепи через их параметры. Приведены примеры численного моделирования с использованием вариантов структурных схем моделей электрической цепи. Рассмотрены преимущества и недостатки рассмотренных подходов, а также получены рекомендации по их использованию.


Ключевые слова: линейная электрическая цепь, переходный процесс, ненулевые начальные условия, методы структурного моделирования, варианты структурных схем

Список литературы

1. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. – М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. – 288 с.



2. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в Matlab 6.0: учебное пособие. – СПб.: Корона принт, 2001. – 320 с.



3. Дьяконов В.П. Simulink: cамоучитель. – М.: ДМК Пресс, 2015. – 782 с.



4. Герман-Галкин С.Г. Анализ и синтез мехатронной системы с магнитокоммутационной машиной в пакетах MATLAB-SIMULINK // Силовая электроника. – 2006. – № 7. – С. 82–86.



5. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Исследование двухкатушечной синхронной электромагнитной машины с инерционным реверсом бойка // Современные проблемы теории машин. – 2014. – № 2. – С. 109–110.



6. Neyman L.A., Neyman V.Yu., Shabanov A.S. Simulation of processes in an electromagnetic converter with energy loss in the massive magnetic core // The 17 International conference of young specialists on micro/nanotechnologies and electron devices, EDM 2016: proceedings, Altai, Erlagol, 30 June – 4 July 2016. – Novosibirsk: NSTU, 2016. – P. 522–525.



7. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Расчет динамики электромагнитного привода колебательного движения с однополупериодным выпрямителем // Вестник МЭИ. – 2016. – № 6. – С. 64–71.



8. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Математическая модель динамики электромагнитного ударного узла с упругими связями // Доклады АН ВШ РФ. – 2016. – № 2 (31). – С. 94–107.



9. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Математическая модель динамики двухкатушечной синхронной электромагнитной машины ударного действия со свободным выбегом бойка // Вестник Ивановского государственного энергетического университета. – 2016. – № 5. – С. 32–40.



10. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Математическая модель динамики однокатушечной синхронной электромагнитной машины ударного действия с двухсторонним выбегом бойка // Доклады АН ВШ РФ. – 2016. – № 3 (32). – С. 98–114.



11. Прокопов А.В., Лесс В.М. Исследование переходных процессов в сложных цепях высокого порядка при нулевых начальных условиях // Вестник современных исследований. – 2019. – № 3-13. – С. 151–160.



12. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Моделирование динамических процессов в электромагнитных преобразователях энергии для систем генерирования силовых воздействий и низкочастотных вибраций // Известия Томского политехнического университета. – 2015. – Т. 326, № 4. – С. 154–162.



13. Нейман Л.А., Нейман В.Ю. Моделирование процессов в электромагнитном вибрационном преобразователе с потерями энергии в магнитопроводе // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2016. – Т. 19, № 1. – С. 73–78.



14. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. – М.: Гардарики, 2000. – 638 с.



15. Малинин Л.И., Нейман В.Ю. Теория электрических цепей: учебное пособие для вузов. – М.: Юрайт, 2017. – 345 с.



16. Л.И., Нейман В.Ю. Теория цепей современной электротехники: учебное пособие. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2013. – 347 с.

Для цитирования:

Лесс В.М., Прокопов А.В., Нейман В.Ю. Сравнение подходов к анализу динамических цепей с ненулевыми начальными условиями методами структурного моделирования // Сборник научных трудов НГТУ. – 2019. – № 2 (95). – С. 35–48. – DOI: 10.17212/2307-6879-2019-2-35-48.

 

For citation:

Less V.M., Procopov A.V., Neyman V.Yu. Sravnenie podkhodov k analizu dinamicheskikh tsepei s nenulevymi nachal'nymi usloviyami metodami strukturnogo modelirovaniya [Comparison of approaches in analysis of dynamic chains with non-zero initial conditions by structural modeling methods]. Sbornik nauchnykh trudov Novosibirskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universitetaTransaction of scientific papers of the Novosibirsk state technical university, 2019, no. 2 (95), pp. 35–48. DOI: 10.17212/2307-6879-2019-2-35-48.

Просмотров: 176