Выбор электродвигателя Моделирование и анализ электронных схем Основы электротехники Методические указания Основы электроники Лабораторные работы Основы теории цепей

Расчетное задание Элементы проектирования электропривода

Измерительные блоки библиотеки Simulink (приемники сигналов Sinks).

Настройка осциллографа Scope.

Вызовем подраздел Sinks (приемники сигналов) в окне обозревателя Simulink. В этом подразделе библиотеки Simulink располагаются блоки для измерения и контроля сигналов, а также для наблюдения за ними и регистрации. Наиболее часто используемое измерительное устройство – осциллограф (Scope), который подробно рассматривается в этом разделе.

Цифровой дисплей Display

Пиктограмма цифрового дисплея “Display” и окно настройки его параметров представлены на рис. 3.4. Расчёт трёхфазных электрических цепей Расчётно-графическое задание предназначено для закрепления теоретического материала по теме «многофазные электрические цепи». Целью задания является отработка техники расчёта симметричных и несимметричных, гармонических, установившихся режимов в трёхфазных электрических цепях. Задание так же содержит расчёт активных и реактивных мощностей трёхфазных приёмников электрической энергии.

Рис. 3.4. Пиктограмма цифрового дисплея “Display” и окно настройки его параметров.

Назначение – отображает значение сигнала (сигналов) на его входе в виде числа.

Параметры блока:

Format – формат отображаемого сигнала. Может принимать следующие значения:

short – 5 цифр с учетом десятичной точки,

long – 15 цифр с десятичной точкой,

short_e – 5 цифр с плавающей точкой и т.д.

Decimation – прореживание (для Decimation равной 2, отображается каждое второе значение сигнала, поступающего на вход).

Floating display – изменяющийся режим. При установленном флажке входной порт отсутствует. Сигнал, подлежащий измерению, выбирается щелчком ЛКМ по линии связи, по которой проходит этот сигнал.

Sample time – время дискретизации (при -1 повторяет время дискретизации предыдущего блока). При выводе интегральных характеристик периодических сигналов, определяемых за их период, удобно задавать время дискретизации равное периоду сигнала. В этом случае промежуточные значения накопляемых вычислений в течение периода сигнала не важны, а вывод конечного результата на экран блока “Display” производится каждый период.

Графопостроитель XY Graph

Пиктограмма графопостроителя “XY Graph”:

Назначение – построение графика, представляющего собой зависимость значений одного сигнала Y (второй нижний вход) в функции другого Х (первый верхний вход).

Параметры блока:

x-min и x-max – минимальное и максимальное значение сигнала по оси X.

y-min и y-max – минимальное и максимальное значение сигнала по оси Y.

Saple time – время (шаг) дискретизации.

Обычно данный блок применяется для построения диаграмм нагрузки или диаграмм движения рабочей точки.

Блок записи в рабочее пространство MATLAB – To Workspaсe

Пиктограмма блока записи “To Workspace” и окно настройки его параметров представлены на рис. 3.5.

Назначение – запись данных, поступающих на вход блока, в рабочее пространство. Под рабочим пространством понимается та часть памяти в компьютере, которая отводится процессором при работе с программой MATLAB, и используется для сохранения ее исходных, текущих и конечных данных.

Параметры блока:

Variable name – имя переменной (идентификатор), под которым она будет записываться в рабочее пространство;

Limit data points to last – предельное количество сохраняемых расчетных точек записываемой переменной (inf – бесконечное число значений);

Decimation – прореживание;

Sample time – шаг дискретизации (при -1 повторяет шаг дискретизации предыдущего блока);

Save format – формат сохранения данных из списка:

Structure – структура (сохраняется в виде структуры с тремя полями: time – время, signals – сигнал, block Name – имя модели и блока, причем поле времени остается не заполненным, т.е. пустым).

Structure with time – представляет собой предыдущую структуру, но со временем (вектор временных шагов моделирования), т.е. поле времени будет заполненным,

Array – массив (при записи одного сигнала составляющие его данные сохраняются в виде вектора-столбца).

Рис. 3.5. Пиктограмма блока записи “To Workspace” и окно настройки его параметров.

Заметим, что в разделе Sinks имеется блок “To File” для записывания в файл данных, которые подаются на его вход. Основное отличие этого блока от предыдущего состоит в том, что сохраненные в виде файла данные могут находиться в памяти и вызываться из нее до момента удаления файла пользователем. В то же время в рабочем пространстве содержимое блока “To Workspace” сохраняется только на время сеанса, т.е. до выхода из программы MATLAB. В окне параметров блока “To File” задаются Filename (имя файла), Variable name (имя переменной), Decimation (децимация) и Sample time (шаг дискретизации) [26].

Осциллограф Scope

Пиктограмма осциллографа:

Назначение – построение временных диаграмм сигналов – осциллограмм.

Дает возможность наблюдения за ходом процессов при моделировании, а также измерение мгновенных значений сигнала.

Окно осциллограммы.

Окно для наблюдения за сигналами (окно осциллограммы) открывается двойным щелчком ЛКМ по пиктограмме “Scope”, что выполняется на любой фазе моделирования (до начала, в процессе и после окончания процесса моделирования). Такое окно с осциллограммой гармонического сигнала показано на рис. 3.6, а.

 а) б) в)

Рис. 3.6. Окно осциллографа “Scope” (а), панель инструментов

для его настройки (б) и окно свойств оси Y (в).

Для настройки этого окна используются следующие кнопки панели инструментов (рис. 3.6, б):

1 – Print – печать содержимого окна осциллограмм.

2 – Parameters – вызов окна настройки параметров.

3 – Zoom – увеличение масштаба по обеим осям.

4 – Zoom X-axis – увеличение масштаба по горизонтальной оси.

5 – Zoom Y-axis – увеличение масштаба по вертикальной оси.

6 – Autoscale – автоматическая установка масштаба по обеим осям (кнопка «бинокль»).

7 – Save current axes settings – сохранение текущих настроек окна.

8 – Restore saved axes settings – установка ранее сохраненных настроек окна.

9 – Floating scope – перевод осциллографа в изменяющийся режим.

10 – Lock/Unlock axes selection – закрепить/разорвать связь между текущей координатной системой окна и отображаемым сигналом (при включенном режиме Floating scope).

11 – Signal selection – выбор сигнала для отображения (при включенном режиме Floating scope).

Некоторые кнопки могут быть приведены в действие (нажаты) только при наличии временной диаграммы в поле осциллографа.

Настройка масштаба осциллограммы

Настройка включает следующую совокупность последовательных действий:

- нажать одну из требуемых кнопок Zoom, Zoom X-axis, Zoom Y-axis и щелкнуть ЛКМ в том месте осциллограммы, которое надо увеличить (один щелчок дает увеличение в 2,5 раза, а двойной возвращает к прежнему масштабу);

- нажать одну из кнопок Zoom, Zoom X-axis, Zoom Y-axis и, нажав, не отпуская ЛКМ, получить динамическую рамку (для обеих координат) или динамический отрезок (для одной из координат), и за счет их растягивания (сжатия) выделить область графика для увеличения. Такой выбор масштаба можно повторять несколько раз с большей детализацией кривой;

- щелкнуть ПКМ в окне графика, появится контекстное меню, в котором выбирается команда “Axes properties…” (свойства осей), а затем в появившемся окне “`Scope` properties: axis 1” (рис. 3.6, в) выставляют максимальное и минимальное значения по оси координат Y и, при необходимости, вписывается заголовок осциллограммы (Title). В нижней строчке окна имеются следующие кнопки:

Ok – сохранить вновь введенные параметры и закрыть окно;

Cancel – закрыть окно без сохранения вновь введенных параметров;

Apply – сохранит вновь введенные параметры без закрывания окна.

Настройки координаты Y (рис. 3.6, в) отражены в окне осциллограммы (см. рис. 3.6, а).

Настройка осциллографа

Для настройки осциллографа используется окно задания параметров `Scope` parameters, которое вызывается кнопкой “Parameters” (кнопка 2 на рис.3.6, б). Оно содержит две закладки:

General – общие параметры (рис. 3.7, а);

Data history – параметры сохранения сигнала в рабочем пространстве Workspace системы MATLAB (рис. 3.7, б).

На закладке General в разделе Axes (оси) задаются:

Number of axes – число осей и одновременно число входов осциллографа;

Time range – величина временного интервала, на котором отображается график, т.е. модельное время;

Tick labels – вывод/скрытие осей и меток:

all – надписи для всех осей;

none – без осей и надписей к ним;

bottom axis only – надписи горизонтальной оси только для нижнего графика.

В разделе Sampling (установка параметров вывода графиков в окне) задаются:

- Decimation – прореживание (кратность вывода точек графика);

- Sample time – шаг дискретизации модельного времени (интервал дискретизации при отображении сигнала).

Рис. 3.7. Настройки параметров осциллографа “Scope” в окне с закладками General (a) и Data History (б).

Флаг в окошке floating scope переводит осциллограф в особый изменяющийся режим.

В окне с закладкой Data history осуществляется управление процессом сохранения данных, т.е. задаются следующие параметры:

Limit data points to last – максимальное количество отображаемых расчетных точек графика (по умолчанию устанавливается 5000, но если этот флажок снят, то количество отображаемых точек определяется количеством расчетных значений);

Save data to workspace – сохранить расчетные значения сигналов в рабочем пространстве MATLAB;

Variable name – имя переменной для сохранения сигналов в рабочем пространстве;

Format – формат данных для сохранения сигналов в рабочем пространстве, выбираемый в одном из следующих видов (см. выше описание блока To Workspace):

Structure with time – структура (массив записей) с дополнительным полем времени;

Structure – структура (массив записей);

Array – массив.

Поле окна осциллограммы всегда окрашено в черный цвет, который является неудобным. Изменять различные параметры окна осциллограмм можно с помощью следующих команд, набираемых в командной строке MATLAB [26]:

>> set(0, 'ShowHiddenHandles', 'On')

>> set(gcf, 'menubar', 'figure')

После выполнения этих команд в верхней строке окна осциллограмм появляется дополнительная строка с названиями меню: File, Edit, View, Insert, Tools, Window, Help. С помощью меню “Edit \ Axes Properties…” можно вызвать окно редактора Property Editor, который позволяет изменять свойства осей (axes) и графиков (line).

Изменяющийся осциллограф Floating Scope

Пиктограмма “изменяющегося” осциллографа:

Назначение – построение временных диаграмм сигналов (осциллограмм).

Дает возможность наблюдать за ходом процессов при моделировании, а также измерять мгновенные значения сигнала, применяется для вывода произвольно назначенных сигналов.

В специальном режиме осциллограф используется без указания входов, выбор сигналов при этом выполняется с помощью кнопки Signal selection  на панели инструментов окна осциллограммы, которое открывается двойным щелчком ЛКМ по пиктограмме осциллографа. Для того чтобы выбрать наблюдаемые сигналы, выполняются следующие действия:

- открыть окно осциллограммы;

- щелкнуть ЛКМ по полю осциллограммы (по периметру появится рамка синего цвета);

- с помощью кнопки  открыть окно Signal selection;

- в окне отметить флажками имена блоков, сигналы которых подлежат наблюдению;

- запустить модель.

Порядок разработки проектной документации регламентируется строительными нормами [3]. Деятельность проектировщиков непосредственно связана с термином "система", являющимся одним из фундаментальных понятий современной науки. Система (от греч. systema - целое, составленное из частей; соединение) - это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство. Согласно данному определению, любой объект может рассматриваться как система.
Вернуться на главную сайта