ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ

DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-73-87

УДК 621.31;004.94

ББК 32.859

Н.М. ЛАЗАРЕВА

Ключевые слова

имитационное моделирование, передаточная функция, Simulink MATLAB, Control Design, Linear Analysis, диаграмма нулей и полюсов, переходная характеристика, понижающий конвертор, кривая разгона

Аннотация

Современное развитие систем компьютерной математики открывает перед исследователем возможности получить решение инженерной задачи на основе результатов имитационного моделирования. Использование инструментария интерактивной среды Simulink является перспективным для моделирования и анализа широкого класса динамических систем, так как позволяет моделировать очень быстро и без написания программного кода. Определение передаточной функции устройства силовой электроники является актуальной задачей, поскольку такой вид модели преобразователя позволяет не только выполнять анализ режимов его работы и проводить исследования для расчета силовой части, но и разрабатывать замкнутую систему управления, обеспечивающую требуемые динамические характеристики.

В статье рассматриваются средства имитационного моделирования Simulink MATLAB, используемые для определения параметров моделей электрических цепей в виде передаточной функции. Показано, что передаточная функция устройства может быть синтезирована по модели его принципиальной электрической схемы без применения навыков программирования. Приведены примеры использования инструментария Simulink для построения передаточной функций RLC-цепи, заданной принципиальной схемой, и определения ее параметров. В статье анализируются недостатки имитационных инструментов при моделировании устройств преобразовательной техники. Рассматривается конкретный пример идентификации передаточной функции конвертора по кривой разгона напряжения нагрузки. Достоверность результата подтверждается вычислительным экспериментом.

Литература

1. Антонов В.И., Лазарева Н.М. Математические методы теории электрических систем. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2011. 148 с.
2. Антонов В.И., Лазарева Н.М., Ильин А.А., Петров В.С., Наумов В.А., Лямец Ю.Я. Математические методы теории интеллектуальных электрических систем. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 172 с.
3. Дьяконов В.П., Круглов В.В. Анализ, идентификация и моделирование систем. Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. 442 с.
4. Лазарева Н.М., Яров В.М. Компьютерное моделирование резонансных инверторов. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2011. 498 с.
5. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы (элементы теории, методы расчета и справочный материал). М.: Машиностроение, 1982. 503 с.
6. Силовая электроника в электроэнергетике: сб. науч. статей, посвященный памяти Виктора Михайловича Ярова / под ред. Н.М. Лазаревой. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 2021. 234 с.
7. Черных И.В. Моделирование электротехнических устройств в MATLAB, SimPowerSystems и Simulink. М.: ДМК Пресс; СПб.: Питер, 2008. 288 с.
8. Bykov K.V., Lazareva N.M., Yarov V.M. Dynamic Conditions for a Three-level LLC Converter with a Phase-Pulse Control. In: Proceedings of the International Scientific and Technical Conference Smart Energy Systems 2019 (SES-2019), 2019, E3S Web Conf., vol. 124, pp. 1–4. DOI: 10.1051/e3sconf/201912401013.

Сведения об авторе

Лазарева Надежда Михайловна – кандидат технических наук, доцент кафедры промышленной электроники, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (lana21lana21@mail.ru; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2122-089X).

Формат цитирования

Лазарева Н.М. Экспериментальное определение передаточных функций объектов управления // Вестник Чувашского университета. – 2022. – № 1. – С. 73–87. DOI: 10.47026/1810-1909-2022-1-73-87.

Загрузить полный текст статьи