Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
*) Tính năng vẽ đồ thị

*) Tính năng vẽ đồ thị

Tải bản đầy đủ - 0trang

ra MATLAB còn cung cấp giao diện để người dùng trực tiếp biên tập hình vẽ, điền

vào các ghi chú theo ý muốn.

*) Vẽ đồ thị dạng đường

Giả sử có dãy số liệu V đo theo thời gian t. Trong MATLAB, V và t đều

có dạng vec tơ có cùng độ dài. Khi đó lệnh vẽ đồ thị với trục hồnh là t và trục

tung là V có dạng:

plot(t, V)

xlabel('t (s)') % viết tiêu đề các trục

ylabel('V (m/s)')

*) Vẽ đồ thị dạng lớp màu

Một cách hiệu quả để biểu thị các trường vật lí trong khơng gian hai chiều

là dùng lớp màu. Chẳng hạn T là một ma trận 2 chiều lưu giữ giá trị nhiệt độ của

một tấm kim loại hình chữ nhật, thì việc hiển thị phân phối nhiệt độ bằng một lớp

màu được thực hiện dễ dàng:

pcolor(T)

*) Vẽ trường vectơ

Cũng như đồ thị lớp màu, việc hiển thị trường vec tơ rất cần thiết trong các

ngành khoa học - vật lí. Để vẽ trường véc-tơ hai chiều của các ma trận u và v,

dùng lệnh:

quiver(u,v)

1.3.2 Khái quát về Simulink

Simulink là một phần mềm mở rộng của MATLAB (1 Toolbox của

MATLAB) dùng để mơ hình hố, mơ phỏng và phân tích một hệ thống động.

11



Thơng thường dùng để thiết kế hệ thống điều khiển, thiết kế DSP, hệ thống thông

tin và các ứng dụng mô phỏng khác.

Simulink là thuật ngữ mô phỏng dễ nhớ được ghép hai từ Simulation và

Link, Simulink cho phép mô tả hệ thống tuyến tính, hệ phi tuyến, các mơ hình

trong miền thời gian liên tục, hay gián đoạn hoặc một hệ gồm cả liên tục và gián

đoạn.

a, Khởi động Simulink: khởi động vào MATLAB, sau đó có hai cách vào

cửa sổ Simulink.

Cách 1: vào trực tiếp Simulink bằng cách nhấp chuột vào biểu tượng trong

menu của MATLAB.

Cách 2: gõ lệnh Simulink/ Enter.

b, Đặc điểm của Simulink

Simulink phân biệt (không phụ thuộc vào thư viện con) hai loại khối chức

năng: khối ảo ( virtual) và khối thực (notvirtual). Các khối thực đóng vai trò quyết

định khi chạy mơ phỏng mơ hình Simulink. Việc thêm hay bớt một khối thực sẽ

thay đổi đặc tính động học của hệ thống đang được mơ hình Simulink mơ tả. Có

thể nêu nhiều ví dụ về khối thực như: khối tích phân Integrator hay khối hàm

truyền đạt Tranfer Fcn của thư viện Continuous, khối Sum hay khối Product của

thư viện con Math. Ngựơc lại, các khối ảo khơng có khả năng thay đổi đặc tính của

hệ thống, chúng chỉ có nhiệm vụ thay đổi diện mạo đồ hoạ của mơ hình Simulink.

Đó chính la các khối như Mux, Demucx hay Enable thuộc thư viện con Signal và

System. Một số chức năng mang đặc tính ảo hay thực tuỳ thuộc theo vị trí hay cách

thức sử dụng chúng trong mơ hình Simulink, các mơ hình đó được xếp vào loại ảo

có điều kiện .

c, Các thao tác cơ bản sử dụng trong Simulink

Simulink gần như chỉ có thể sử dụng được nhờ chuột. Bằng cách nháy

kép phím chuột trái vào một trong số các thư viện con thuộc cửa sổ thư viện chính

Library ta sẽ thu được một cửa sổ mới có chứa các khối thuộc thư viện con đó.

Hoặc cũng có thể thu được kết quả tương tự bằng cách nháy kép chuột trái nhánh

của thư viện con, nằm ở phần bên phải của cửa sổ truy cập Library Browser. Từ

12



các khối chứa trong thư viện con ta có thể xây dựng được lưu đồ tín hiệu mong

muốn. Để tạo định dạng (Format) và soạn thảo ta có các khả năng sau đây:

• Copy (sao chép ): bằng cách gắp và thả “ Drag &Drop” nhờ phím chuột

phải ta có thể chép một khối từ thư viện ( cũng có thể từ một thư viện khác)

• Move (di chuyển): ta có thể dễ dàng di chuyển một khối trong phạm vi

cửa sổ của khối đó nhờ phím chuột trái.

• Đánh dấu : bằng cách nháy phím chuột trái vào khối ta co thể đánh dấu,

lựa chọn từng khối, hoặc kéo chuột đánh dấu nhiều khối một lúc.

• Delete (xố) : có thể xố các khối và các đường nối đã bị đánh dấu bằng

cách gọi lệnh menu Edit / Clear . Bằng menu Eđit / Undu hoặc tổ hợp phím Ctrl +

Z ta có thể cứu vãn lại động tác xố vừa thực hiện.

• Hệ thống con: bằng cách đánh dấu nhiều khối có quan hệ chức năng, sau

đó gom chúng lại thông qua menu Edit / Creat Subsystem, ta có thể tạo ra một hệ

thống con mới.

• Nối hai khối : dùng phím chuột trái nháy vào đầu ra của một khối, sau đó

di mũi tên của chuột tới đầu vào cần nối. Sau khi thả ngón tay khỏi phím chuột,

đường nối tự động được tao ra.

Có thể rẽ nhánh tín hiệu bằng cách nháy phím chuột phải vào một đường

nối có có sẵn kéo đường nối mới xuất hiện tới đầu vào cần nối.

• Di chuyển đường nối: để lưu đồ tín hiệu thống và dễ theo dõi, nhiều khi

ta phải di chuyển, bố trí lại vị trí các. Sau khi nhả ngón tay khỏi phím chuột, đường

nối tự dộng được tạo ra có thể rẽ nhánh tín hiệu bằng cách nháy phím chuột phải

vào một đường nối có sẵn và kéo đường nối mới xuất hiện tới đầu vào cần nối.

• Di chuyển đường nối: để lưu đồ tín hiệu thống và dễ theo dõi, nhiều khi

ta phải di chuyển, bố trí lại các đường nối. Khi nháy chọn bằng chuột trái ta có thể

di chuyển tuỳ ý các điểm góc hoặc di chuyển song song đoạn thẳng của đường nối.

• Chỉ thị kích cỡ và dạng dữ liệu của tín hiệu: lệnh chọn qua menu Format/

Signal dimensions sẽ hiển thị kích cỡ của tín hiệu tín hiệu đi qua đường nối. Lệnh

menu Format / Port data types chỉ thị thêm loại dữ liệu của tín hiệu qua đường nối.



13



• Định dạng (Format) cho một khối: sau khi nháy phím chuột phải vào một

khối, cửa sổ định dạng khối sẽ mở ra. Tại mục Format ta có thể lựa chọn kiểu và

kích cỡ chữ, cũng như vị trí của tên khối, có thể lật hoặc xoay khối. Hai mục

Foreground Color và Background Color cho phép ta đặt chế độ màu bao quanh

cũng như mầu nền của khối.

• Định dạng cho đường nối: sau khi nháy phím chuột phải vào một đường

nối, cửa sổ định dạng đường(của cả đường dẫn tới đường nối đó) sẽ mở ra. Tại đây

ta có các lệnh cho phép cắt bỏ, copy hoặc delete đường nối

• Hộp đối thoại (Dialog Box) về đặc tính của khối (Block Properties): hoặc

đi theo menu của cửa sổ mô phỏng Edit/Block Properties, hoặc chọn mục Block

Properties của cửa sổ định dạng khối, ta sẽ thu được hộp đối thoại cho phép đặt

một vài tham số tổng qt về đặc tính của khối.

• Hộp đối thoại về đặc tính của tín hiệu (Signal properties): có thể tới được

hộp thoại như Signal properties của một đường nối hoặc bằng cách nháy chuột

đánh dấu trên cửa sổ mô phỏng, sau đó đi theo menu Edit/ Signal properties, hoặc

chọn mục Signal properties từ cửa sổ định dạng đường. Trong hộp đối thoại ta có

thể đặt tên cho đường nối hoặc nhập một đoạn văn bản mô tả. Tuy nhiên, để đặt tên

cho đường nối cũng còn có cách khác đơn giản hơn: nháy kép phím chuột trái vào

đường nối ta sẽ tự động tới được chế độ nhập văn bản.

1.4 Chuyển đổi giữa liên tục sang gián đoạn và các phương pháp gián

đoạn hóa

Trong nhiều trường hợp phải tìm hàm truyền gián đoạn trên miền Z từ một

hàm truyền liên tục trên miền S, do đó người ta cần phải chuyển đổi hàm từ liên

tục sang gián đoạn hay còn gọi là gián đoạn hóa hàm liên tục

*) Các phương pháp gián đoạn hóa:

Có vài phương pháp gián đoạn hóa, nhưng phổ biến nhất là các phương

pháp sau:

-



ZOH(Zero-order Hold): là phương pháp gián đoạn hóa sử dụng khâu



lưu giữ bậc khơng(ZOH).

14



-



FOH(First-order Hold): là phương pháp gián đoạn hóa sử dụng khâu



lưu giữ bậc một(FOH).

-



Tustin( hay biến đổi song tuyến tính): là phương pháp biến đổi gần



đúng bậc nhất hàm Logarith tự nhiên, giúp biến đổi từ môi trường S sang môi

trường Z.



1.5 Tổng quan về động cơ điện một chiều kích từ độc lập

1.5.1 Giản đồ kết cấu

Giản đồ kết cấu chung của động cơ điện 1 chiều được biểu diễn như sau:



Hình 1.5: Sơ đồ thay thế của động cơ điện một chiều

Trong đó:

+ CKĐ: dây quấn kích từ độc lập

+ CKN: dây quấn kích từ nối tiếp

+ CB: dây quấn bù

+ CF: dây quấn cực từ phụ

+ UK : điện áp kích thích

+ U: điện áp phần ứng

+ N, p’, Lư, Rư : số thanh dẫn td, số đôi cực, số đôi mạch nhánh, hệ số tự

cảm vμ điện trở phần ứng.

+ RK, LK : điện trở và điện cảm cuộn kích từ độc lập

+ iK : dòng điện phần kích từ.

15



+ I : dòng điện phần ứng.

+ ω , M, MC là tốc độ góc, mơmen điện từ và mômen cản của động cơ.

1.5.2 Chế độ xác lập của động cơ một chiều

Khi đặt lên dây quấn kích từ một điện áp U K nào đó, thì trong dây quấn

kích từ sẽ có dòng điện ik và do đó mạch từ của máy sẽ có từ thơng Φ . Tiếp đó lại

đặt giá trị điện áp U lên mạch phần ứng thì trong dây quấn phần ứng sẽ có dòng

điện I chạy qua. Tương tác giữa dòng điện phần ứng và từ thơngmạch kích từ sẽ

tạo ra mơmen điện từ có giá trị:



M



p '.N

.I  k I

2 .a



(1-1)



Trong đó :

p’ _ số đơi cực của động cơ;

N _ số thanh dẫn phần ứng dưới một cực từ ;

a _ số mạch nhánh song song của dây quấn phần ứng ;

k = p’N/2  a hệ số kết cấu của máy.

Mômen điện từ kéo cho phần ứng quay quanh trục. Các dây quấn phần ứng

quét qua từ thông và trong các dây quấn này cảm ứng sức từ động :



E



p '.N

.  k 

2 .a



(1-2)



Trong đó  _ tốc độ góc của roto.

Trong chế độ xác lập ta có phương trình cân bằng điện áp phần ứng:

U = I.Rư + E

Trong đó : E = k _ sức điện động.

Rư : điện trở mạch phần ứng của động cơ.

==>  



U  IR u

k



(1-3)



Với các phương trình (1-1) và (1-2) có thể vẽ được họ đặc tính cơ M  của

động cơ điện 1 chiều khi từ thông khơng đổi như ở hình trên.



16



1.5.3 Chế độ q độ của động cơ 1 chiều

Nếu các thông số của động cơ là khơng đổi thì có thể viết được các phương

trình mơ tả sơ đồ thay thế Hình 1.5 như sau :

Mạch kích từ có 2 biến :

+ ik _ dòng điện kích từ.

+  _ từ thơng máy phụ thuộc phi tuyến bởi đường cong từ hóa của lõi sắt.



Nk: số vòng dây cuộn kích từ

Rk: điện trở cuộn dây kích từ

=> Biến đổi Laplace ta được :

(1-4)

Mạch phần ứng :



NN: số vòng dây cuộn kích từ nối tiếp

=>



(1-5)



Hoặc dạng dòng điện:



Lư _ điện cảm mạch phần ứng ;

NN _ số vòng dây cuộn kích từ nối tiếp

Tư = Lư /Rư _ hằng số thời gian mạch phần ứng

- Phương trình chuyển động của hệ thống :

M(p) – Mc(p) = Jp 



(1-6)

17



Trong đó J là momen qn tính của các phần chuyển động quy đổi về trục

động cơ.

Từ các phương trình trên ta thành lập được sơ đồ cấu trúc của động cơ một

chiều như sau :



Hình 1.6: Sơ đồ cấu trúc động cơ một chiều

Sơ đồ cấu trúc này là phi tuyến, trong tính tốn ứng dụng thường dùng mơ

hình tuyến tính hóa quanh điểm làm việc.

Chọn điểm làm việc ổn định và tuyến tính hóa đoạn đăc tính từ hóa và đặc

tính mơmen tải như sau :



Hình 1.7: Tuyến tính hóa đặc tính từ hóa



Hình 1.8: Tuyến tính hóa đặc tính tải

18



Độ dốc của đặc tính từ hóa và đặc tính cơ momen tải tương ứng là :



kK 





 0, I ko

I k



B



M c

M cb ,B





Tại điểm làm việc xác lập có: điện áp phần ứng U0; dòng phần ứng I0, tốc

độ B , điện áp kích từ Uko, từ thơng Φo dòng kích từ Iko và mômen tải Mcb. Biến

thiên nhỏ của đại lượng trên tương ứng là:

U  P  , I  P  ,  P  , U K  P  , I K  P  ,   P  , M c  P 



* Đối với động cơ 1 chiều kích từ độc lập thì N N = 0 => các phương trình

sau:

- Mạch phần ứng :

Từ PT : U  t   RI  t   L



di

e

dt



Ta có :



(1-7)

- Mạch kích từ :



U ko  U k  P   Rk �

I  I k  P  � PLk �

I  I k  P  �

�ko



�ko





(1-8)



- Phương trình chuyển động cơ học :



(1-9)

Từ các phương trình trên nếu bỏ qua các vơ cùng bé bậc cao thì từ các

phương trình trên có thể viết được các phương trình của gia số:

=> Phần ứng :

U  p   �

�K .B .  p   K .O .  p  �

�=Rư.I(p).(1+pTư)



(1-10)



=> Phần kích từ :

19



Uk(p) = Rk.Ik(p)(1+pTk)



(1-11)



=> Phương trình chuyển động cơ học :

K.Io.(p) +K.o.I(p) - Mc(p) = J.p(p)



(1-12)



Hình 1.9: Sơ đồ cấu trúc động cơ một chiều kích từ độc lập

*) Trường hợp từ thơng kích từ khơng đổi

Khi dòng điện kích từ động cơ khơng đổi, hoặc khi động cơ được kích

thích bằng nam châm vĩnh cửu thì từ thơng kích từ là hằng số :

Ta có các phương trình cho động cơ như sau :

K = const = Cu

-> Phần ứng :

U(p) = RưI(p)(1 + pTư) + Cu.(p)



(1-13)



-> Phương trình động học :

Cu.I(p) – Mc(p) = Jp(p)



(1-14)



20



Hình 1.10: Sơ đồ cấu trúc khi từ thông không đổi

Bằng phương pháp đại số ta có sơ đồ thu gọn :

Từ phương trình :

U(p) = Rư.(p).(1 + pTư) + Cu.(p)





Cu.I(p) – Mc(p) = J.p.(p)



Đặt hệ số khuếch đại động cơ : Kđ = 1/Cu

Hằng số thời gian cơ học : Tc =



=>



Ru J

Cu2



U ( p ). p.Tc M c ( p )



Ru

Cu

I ( p) 

TuTc p 2  Tc p  1



Hình 1.11: Sơ đồ rút gọn



21



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

*) Tính năng vẽ đồ thị

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×