рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Функциональный уровень алгоритмического базиса структурных моделей

Функциональный уровень алгоритмического базиса структурных моделей - раздел Механика, Основные термины и определения. Концепция структурного моделирования электромеханических систем Структурные Модели Математического Уровня (Смму), Построенные Для Реальных Эл...

Структурные модели математического уровня (СММУ), построенные для реальных электромеханических систем, отличаются наличием большого числа функциональных элементов, многообразием межэлементных связей [1]. Поэтому такие модели слабо отражают физические и схемотехнические свойства исследуемых объектов. Для специалистов в области электромеханических систем наиболее удобным является представление моделей в виде схем, максимально приближенных к так называемым функциональным схемам, в которых указаны все виды соединения и взаимодействия реальных физических элементов. Указанным требованиям отвечают структурные модели функционального уровня (СМФУ).

Основными элементами такой модели являются:

- элементы построения структурных моделей математического уровня (СММУ) всех перечисленных выше классов;

- функциональные блоки (ФБ).

Под функциональным блоком будем понимать интегрированный элемент описания структурной модели физического звена, представленный в виде многополюсника с произвольным (в т.ч. и нулевым) числом входных и выходных каналов.

Внутри каждого функционального блока должен быть предварительно «зашит» один из многочисленных вариантов структурной модели соответствующего физического элемента. Таким образом, внутреннее описание функционального блока представляет собой схему соединения базовых элементов СММУ и функциональных блоков, выполняющую некоторое функционально законченное преобразование координат модели. То есть предусматривается возможность использования так называемых вложенных функциональных блоков.

На рис. 3.1 приведен пример внутреннего и внешнего изображения функционального блока, в качестве которого выбрана модель электродвигателя постоянного тока с разомкнутой обратной связью по ЭДС.

Внутреннее изображение нового ФБ конструируется практически так же, как и СММУ, дополнительно здесь изображаются и идентифицируются входные и выходные каналы и вводятся идентификаторы формальных параметров. В отдельных случаях ФБ может не содержать входов и параметров, то есть допускается реальные значения параметров физического звена указывать при конструировании внутреннего изображения ФБ.

Однако недостатки такого подхода вы сразу почувствуете при необходимости в ходе имитационных экспериментов изменения значений даже одного параметра.

Структурная модель функционального уровня конкретной электромеханической системы конструируется из базовых элементов СММУ и ФБ.

Следует отметить, что на каждый входной канал ФБ может быть подан сигнал только с выхода элемента или ФБ, сигнал с узла суммирования на вход ФБ подавать нельзя. Конкретные значения параметров ФБ задаются при построении СМФУ.

На рис. 3.2 приведено окно ввода параметров модели электродвигателя.

Введение в структурные модели функциональных блоков позволяет настраивать инвариантные имитационные системы на конкретный класс задач и конкретный коллектив пользователей. Для этих целей создаются коллективные и личные библиотеки макромоделей.

Так, в качестве типовых функциональных блоков для систем автоматизированного электропривода можно выделить модели,:

- электродвигателей;

- преобразовательных устройств;

- регуляторов технологических объектов.

Для решения как учебных, так и практических задач наиболее целесообразным является использование структурных моделей функционального уровня, так как в этом случае модели получаются наглядными и максимально приближенными к функциональным схемам исследуемых электромеханических систем.

Кроме того, с помощью одной схемы СМФУ могут быть представлены математические модели различной степени сложности для одного исследуемого объекта, а последовательное усложнение моделей сводится к замене внутренних изображений одного или нескольких функциональных блоков. А в том случае, если используются готовые ФБ, – к введению новых имен этих блоков.

 


Рис. 3.1. Пример графического внешнего и внутреннего изображения функционального блока

       
 
   
 

 

 


 

Рис. 3.2. Пример задания конкретных значений параметров функционального блока

 
 

 

Учитывая, что внешнее представление структурной модели функционального уровня в явном виде не содержит математических форм описания объекта, а отражает лишь схему функционального взаимодействия физических элементов, предлагается использовать СМФУ как единую внешнюю графическую форму для различных классов математических моделей (структурных, векторно-матричных и т.п.)

На рис. 3.3 приведен пример СМФУ для простейшей системы электропривода, где RS, RT – регуляторы скорости и тока; P – преобразователь; DPT – электродвигатель; DS, DT – датчики скорости и тока.

 

Рис. 3.3. Структурная модель функционального уровня

 

Представленную здесь единую внешнюю графическую форму будем считать первым вариантом собственной формы структурной модели, а СММУ – вторым вариантом указанной формы.

Таким образом, вид структурной модели (L-линейная, N-нелинейная, ND-нелинейно-дискретная, NVS-нелинейная переменной структуры) определяется наличием в СММУ соответствующих динамических элементов.

Внутренние представления функциональных блоков соответствующих L-модели системы приведены на рис. 3.4.

На рис. 3.5 функциональный блок P, соответствующий NVS-модели, раскрывается до схемы СММУ.

Назначение функциональных блоков на рис. 3.5 следующее: RUV – генерация внутренней ЭДС вентильных групп, PAUSA – отсчет бестоковой паузы при переключении вентильных групп.

При решении учебных и практических задач моделирования, как правило, каждый пользователь использует как имеющиеся в составе библиотеки программных средств моделирования, так и собственные библиотеки функциональных блоков.

Создание и заполнение личных библиотек ФБ является достаточно ответственным процессом, так как допущенные здесь ошибки в формировании и описании моделей будут тиражироваться, оставаясь при этом незамеченными.

В этой связи для внесения внутреннего описания модели каждого функционального блока предлагается проводить так называемое двойное тестирование.

 

 

 

Рис.3.4. Структурные модели математического уровня функциональных блоков регулятора скорости (а), регулятора тока ), преобразователя (в), датчиков тока и скорости (г), электродвигателя (в), соответствующие L - модели системы

 

 

Рис. 3.5. Фрагменты внутреннего представления функционального блоков: P-преобразователь (а), построенный по схеме реверсивного тиристорного управляемого выпрямителя с раздельным управлением; блок S, обеспечивающий имитацию режима прерывистого тока (б)

 

 

При этом для формирования элемента библиотеки моделей ФБ необходимо выполнить следующую последовательность действий:

- построить на бумаге внутреннее описание модели создаваемого функционального блока в форме СММУ;

- определить тестовые значения параметров ФБ и диаграммы входных сигналов;

- рассчитать или качественно оценить диаграммы изменения выходных сигналов модели, которые будут получены в результате имитационного эксперимента при правильном построении и описании схемы модели;

- построить и испытать СММУ при выбранных параметрах и входных сигналах;

- сформировать внутреннее описание функционального блока и занести его в личную библиотеку ФБ;

- построить на функциональном уровне и испытать модель ФБ с использованием выбранных входных сигналов и значений параметров;

- при абсолютном совпадении результатов испытаний структурных моделей математического и функционального уровней окончательно занести описание ФБ в личную библиотеку.

Несомненно, что опытные пользователи могут сократить предлагаемый алгоритм заполнения библиотеки моделей ФБ.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основные термины и определения. Концепция структурного моделирования электромеханических систем

Функционирование электрооборудования в автономных энергосистемах АЭС имеет ряд особенностей связанных с их ограниченной мощностью а также с.. Поэтому данное учебное пособие посвящено изучению современных методов и.. В настоящее время изучение электромеханических машинно вентильных систем МВС совместно с полупроводниковыми..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Функциональный уровень алгоритмического базиса структурных моделей

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основные термины и определения. Концепция структурного моделирования электромеханических систем
  До введения общих понятий моделирования и математической модели определим объект моделирования с точки зрения теории моделирования. Таким объектом в нашем случа

Алгоритмический базис структурного моделирования электромеханических систем
  Под алгоритмическим базисом будем понимать совокупность средств построения моделей, методов их графического представления и алгоритмов преобразования этих моделей [1].

Математический уровень алгоритмического базиса структурных моделей
Для специалистов в области ЭМС наиболее удобно и традиционно графическое описание моделей в виде структурных схем. Если фрагменты математического описания разделить на блоки в соответствии

Объясните принцип действия модели двигателя постоянного тока и формирования выходных величин.
    Рис. 2.3. Графическое представление и задание параметров элемента класса L

Алгоритмические модели динамических систем
4.1. Описание моделей с помощью N - графов Для рассмотрения алгоритмов преобразования моделей, формируемых пользователем (СМФУ, СММУ), необходимо ознакомитьс

Представления моделей динамических систем методом структурных матриц
Аппарат структурных матриц, предложенный Л. Г. Шатихиным [1], позволяет в определенной степени объединить достоинства матричных методов и средств структурного представления динамических систем.

Получение и преобразование концептуальных моделей
Начальный этап конструирования моделей в задачах моделирования и проектирования, как правило, связан с формированием первоначального образа объекта или системы [1]. Здесь указываются основные соста

Получения и преобразования детализированных форм концептуальных моделей
Нарисованная на экране монитора концептуальная модель является лишь внешней частью «айсберга» информации, которую в рамках поставленной задачи необходимо ввести пользователю, найти в электронных ба

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги