![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Экономика и Финансы
Экономико-математическое моделирование
Имитационное структурное моделирование системы |
Северская Государственная Технологическая Академия Имитационное структурное моделирование системы ЭП на ЦВМ с учетом нелинейностей Северск2008 Цель работы Методом цифрового имитационного моделирования исследовать переходные процессы в элементах электропривода и автоматической системе регулирования с учетом влияния нелинейного момента нагрузки. Структурная и функциональная схемы системы Рис. 1 – Функциональная схема системы “ЭМУ – Д” Рис. 2 – Структурная схема системы “ЭМУ – Д” Технические данные Данные для расчета представлены в таблице 1. Таблица 1 – Данные для расчета ЭМУ Двигатель ТГ Еэму К1 Ту К2 Ткз Rя эму Uн I wн Rяц Тяц Тэм Ктг В - с - с Ом В А рад/с Ом с с ВЧс 230 1,5 0,05 1,5 0,17 5,3 220 4,25 157 2,9 0,02 0,18 1 Нелинейная зависимость момента сопротивления механизма приведена на рис. 3. Рис. 3 - Нелинейная зависимость момента сопротивления механизма Краткое описание этапов и особенностей процесса моделирования На первом этапе необходимо оценить все возможные алгоритмы функционирования системы и выбрать наиболее полно отвечающий цели моделирования. Этот этап заканчивается принятием допущений и оценкой ограничений для процесса моделирования. Второй этап подразумевает создание математических моделей системы и окружающей среды с учетом результатов и выводов первого этапа, причем, математические модели могут содержать взаимосвязанные подсистемы и элементы. Третий этап содержит выбор способа решения уравнений математической модели. Затем разрабатывается алгоритм решения задачи и пишется программа на выбранном языке (PASCAL). Заключительный, четвертый этап содержит отладку программы. Ввод данных, непосредственное решение задачи, вывод и анализ результатов. Составление математической модели для системы “ЭМУ – Д” На схеме (рис. 2) ЭМУ представлен в виде двух апериодических звеньев с коэффициентами К1 первого и К2 второго каскадов усиления и постоянными времени Ту обмотки управления и Ткз короткозамкнутой обмотки. Структурная схема двигателя состоит из безинерционного, интегрирующего и апериодического звеньев, параметры которых определяются сопротивлением якорной цепи Rяц, электромагнитной – Тяц и электромеханической – Тэм постоянными времени, а коэффициент передачи безинерционного звена С рассчитывается по номинальным данным двигателя. Определяем величину сигнала ошибки на входе системы: Для получения частного решения численным методом, например, Эйлера первого порядка необходимы конечно-разностные уравнения. Удобнее всего осуществить переход от передаточной функции звена к конечно-разностному уравнению. В результате перехода к конечно-разностным уравнениям получим уравнения для пошагового машинного решения численным методом Эйлера первого порядка для апериодических звеньев: , , Находим ЭДС управления еу на втором сумматоре схемы: . , Моделирование нелинейного момента сопротивления механизма из-за трудоемкости описания его дифференциальными уравнениями проведем с использованием логических зависимостей: – при пуске: если , то ; , то Определим величину суммарного тока на третьем сумматоре схемы: .
В результате перехода к конечно-разностным уравнениям получим уравнения для пошагового машинного решения численным методом Эйлера первого порядка для интегрирующего звена: , Алгоритм расчета переходных процессов в системе “ЭМУ – Д” Выражения, приведенные в пункте 5, являются исходными для составления алгоритма решения задачи, в котором предусмотрено конечное время расчета переходного процесса пп с шагом интегрирования D . Алгоритм, представленный на рис. 3, соответствует пуску ДПТ при нелинейном моменте сопротивления механизма. Рис. 4 – Алгоритм расчета переходных процессов в системе “ЭМУ – Д” Листинг программ расчета и графики переходных процессов Пуск ДПТ при линейном моменте сопротивления механизма program map; uses graph; var pp,rc, u, kz,c, em:real; x,y,gd,gm:i eger; begi pp:=12; w om:=157; c:=1.322; d :=0.001; Uvx:=10; k1:=1.5; k2:=1.5; u:=0.05; kz:=0.17; rc:=5.3; i om:=4.25; ac:=0.02; em:=0.18; k g:=1; w:=0; gd:=vga;i i graph(gd,gm,'c: BPascal BGI'); se li es yle(1,0,1);se color(2); for x:=0 o 9 do li e(x 70,0,x 70,199); for y:=0 o 9 do li e(0,y 20,639,y 20); se color(5); se li es yle(0,0,1);se color(6); li e(0,120,639,120); li e(70,0,70,199); se color(4); ou ex xy(10,10,'w,rad/sec '); se color(4); ou ex xy(90,10,'Isum,A'); se color(4); ou ex xy(580,125,' ,sec'); se color(7); ou ex xy(120,125,'1,5 3.0 4.5 6.0 7.5 9.0'); se color(7); ou ex xy(40,100,'4,0'); se color(7); ou ex xy(40,80,'8,0'); se color(7); ou ex xy(40,60,'12,0');se color(7); ou ex xy(40,40,'16,0'); ic:=0.1 i om; while &l ; pp do begi du:=Uvx-w k g; ekz:=ekz (k1 du-ekz) (d / u); emu:=emu (k2 ekz-emu) (d / kz); eu:=emu-w c; ia:=ia ((eu/rc)-ia) (d / ac); isum:=ia-ic; w:=w ((rc isum d )/(c em)); := d ; pu pixel(rou d(70 700/ pp),rou d(120-w 5),1); e d; readl ; closegraph; wri el ('Pusk DP pri li ei om mome e sopro ivle iya'); wri el (''); wri el ('Chas o a vrashe iya w=',w:6:2); wri el (' ok yakorya ia:=',ia:4:2); wri el ('Sig al oshibki dU=',ia:4:2); wri el ('EDS kz Ekz=',ekz:6:2); wri el ('EDS emu Emu=',emu:6:2); wri el ('EDS oy Ey=',eu:4:2); wri el ('isum=',isum:4:2); readl ; e d. Пуск ДПТ при нелинейном моменте сопротивления механизма program map; uses graph; var pp,rc, u, kz,c, em,i el:real; x,y,gd,gm:i eger; begi gd:=vga;i i graph(gd,gm,'c: BPascal BGI'); pp:=2; w om:=157; c:=1.322; d :=0.001; Uvx:=10; k1:=1.5; k2:=1.5; u:=0.05; kz:=0.17; rc:=5.3; i om:=4.25; ac:=0.02; em:=0.18; k g:=1; w:=0; se li es yle(1,0,1);se color(2); for x:=0 o 9 do li e(x 70,0,x 70,199); for y:=0 o 9 do li e(0,y 20,639,y 20); se color(5); se li es yle(0,0,1);se color(6); li e(0,120,639,120); li e(70,0,70,199); se color(4); ou ex xy(10,10,'w,rad/sec '); se color(4); ou ex xy(90,10,'Isum,A'); se color(4); ou ex xy(580,125,' ,sec'); se color(7); ou ex xy(120,125,'6,0 12.0 18.0 24.0 30.0 36.0 42.0 48.0'); ic:=0.1 i om; while &l ; pp do begi du:=Uvx-w k g; ekz:=ekz (k1 du-ekz) (d / u); emu:=emu (k2 ekz-emu) (d / kz); eu:=emu-w c; if 0&l ;w&l ;0.5 w om HE i el:=(w/w om) 2 i om; if w&g ;0.5 w om HE i el:=0.5 i om; isum:=ia-(ic i el); w:=w ((rc isum d )/(c em)); := d ; e d; readl ; closegraph; wri el ('Pusk DP pri eli ei om mome e sopro ivle iya'); wri el (''); wri el ('Chas o a vrashe iya w=',w:6:2); wri el (' ok yakorya ia:=',ia:4:2); wri el ('Sig al oshibki dU=',ia:4:2); wri el ('EDS kz Ekz=',ekz:6:2); wri el ('EDS emu Emu=',emu:6:2); wri el ('EDS oy Ey=',eu:4:2); wri el ('isum=',isum:4:2); readl ; e d.
Результаты программы расчета переходных процессов в системе “ЭМУ-Д” Пуск ДПТ при линейном моменте нагрузки: W=51 с-1, ia=0,44 А, dU=32.17 B, Ekz=48.28 B, Emu=72.55 B, Ey=1.26 B, isum=0.02 A Пуск ДПТ при нелинейном моменте нагрузки: W=54.4 с-1, ia=2,20 А, dU=31.8 B, Ekz=50.78 B, Emu=81.12 B, Ey=4.86 B, isum=0.02 A
Возьмем какой-нибудь простой пример из литературы по имитационному логическому моделированию. Предположим, вы руководите проектом, в котором занято около сотни человек (на 1 января). Вы занимаетесь этим проектом уже два года и высчитали, что приблизительный отток персонала равен четырем процентам в месяц. Как только кто-нибудь уходит, вы тут же нанимаете на его место другого человека, два месяца обучаете его, после чего он вливается в команду и работает над проектам. — Так. — А теперь представьте, что у вас возникло смутное ощущение того, что новая корпоративная политика, которая вступит в силу 1 мая, значительно увеличит отток персонала. Скажем, вдвое. — Понятно. Теперь мы будем терять по восемь человек о месяц. — Совершенно верно. А теперь попробуйте задействовать свою интуицию, чтобы посчитать, сколько человек будет работать над проектом 1 августа. — Как? Разве не все сто? — Вы так полагаете? — Мне казалось, вы говорили, что у меня в этом проекте всегда занято сто человек. И если я нанимаю нового, как только увольняется кто-то из старых, то так оно и будет — сто человек
3. Имитационное моделирование системы массового обслуживания
4. Вычисление площади сложной фигуры методом имитационного моделирования (Windows)
5. Расчет площади сложной фигуры с помощью метода имитационного моделирования
10. Имитационное моделирование станции технического обслуживания
11. Имитационное моделирование на основании предварительно установленных зависимостей
12. Программа имитационного моделирования работы банка
13. Имитационное моделирование жизненного цикла товара на примере ООО "Стимул"
15. Система инертных газов на танкере и разработка скруббера
16. Применение модуля EPLAN PPE при сквозном проектировании АСУ ТП
17. Разработка электромеханического привода подачи станка модели 16К20
19. Задачи, деятельность эксперта в системах моделирования
21. Моделирование системы маркетинга сферы услуг
25. Афизикальные принципы психического отражения и их моделирование в технических системах
27. Моделирование системы массового обслуживания
28. Моделирование электрических цепей в системе Mathcad
29. Разработка имитационной модели системы массового обслуживания
30. Графическое моделирование деталей масляного насоса с помощью графической системы AutoCAD
31. Математическое моделирование и оптимизация системы массового обслуживания
32. Моделирование контура стабилизации давления в выходном коллекторе АСУ водоотведения
33. Математическое моделирование биосинтеза продуктов метаболизма
34. Расчет показателей разработки элемента трехрядной системы
35. Разработка верхнего уровня Информационной Системы Университета
36. Разработка информационно-справочной системы "Характеристика предприятия" /Prolog/
37. Разработка информационно-справочной системы "Водительское удостоверение" /Prolog/
41. Разработка фрагментов оболочки экспертной системы
42. Разработка фрагмента информационной системы "АБОНЕНТЫ ГТС"
43. Разработка системы управления работой коммерческой компании
44. Разработка автоматизированной системы учета выбывших из стационара
45. Разработка подсистемы вывода в диагностической экспертной системе
46. Разработка информационно-справочной системы "Технический паспорт автомобиля"
47. Масштабирование. Геометрическое моделирование
48. Разработка информационно-справочной системы
49. Разработка информационно-справочной системы
51. Разработка справочно-информационной системы «Детский сад» в среде СУБД
52. Разработка автоматизированной информационной системы учёта товародвижения в торговле
53. Разработка автоматизированной системы складского учета
57. Регрессионный анализ в моделировании систем. Исследование посещаемости WEB сайта (Курсовая)
58. Лабораторные работы по экономико-математическому моделированию
59. Моделирование значений случайных векторов
60. Моделирование процессов переработки пластмасс
61. Разработка системы рейтинг-контроля уровня усвоения знаний студентов
64. Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с помощью математического моделирования
65. Моделирование математического процесса теплообмена в теплообменнике типа "труба в трубе"
67. Физико-топологическое моделирование структур элементов БИС
68. Комплексное моделирование электрических и тепловых характеристик линейного стабилизатора напряжений
69. Разработка фотоприемного устройства волоконно-оптической системы передачи информации (ВОСПИ)
73. Моделирование как метод естествознания. Модель демографического взрыва
74. Экономико-математические методы моделирования в землеустройстве
75. Моделирование в физике элементарных частиц
77. Моделирование процессов переработки пластмасс
79. Маркетинг. Компьютерное моделирование
80. Разработка системы менеджмента в организации
81. Экономическое моделирование деятельности судостроительного предприятия
82. Математическое моделирование экономических систем
84. Экономико-математическое моделирование
85. Экономико-математическое моделирование. Коммерческие банки. Анализ деятельности с точки зрения ЭММ
89. Моделирование производственных и экономических процессов
91. О методе типологического моделирования в исследовании традиции
92. Моделирование как научный метод познания
93. Разработка системы управления продвижения изделий фирмы на рынок
94. Математическое моделирование как философская проблема
95. Математическое моделирование полета лыжника при прыжке с трамплина
96. Методы и алгоритмы построения элементов систем статистического моделирования
97. Основные понятия и решения моделирования
98. Разработка формальной системы
99. Математическое моделирование потребностей регионов в педагогических кадрах