Проектиране на мехатронни системи на компютър. Matlab & Simulink

Считам се за голям късметлия, че в търсенето на книги за Matlab попаднах на прекрасен учебник от Сергей Германович. Книгата съдържа много полезна информация и е много добре структурирана като в училищен учебник - първо малко теория, след това практически примери. Но може би най-ценното и интересното за мен беше, че се занимава с моделирането и проектирането на елементи от силовата електроника и електрическите задвижвания в околната среда Matlab - Simulink.

Този учебник на Герман-Галкин е издаден през 2006 г. и вече е второто издание на предишната книга на автора, публикувана през 2001 г. под заглавието „Компютърно моделиране на полупроводникови системи в matlab 6,0". Това издание е значително актуализирано. Той значително разшири разглежданата елементна база и силови електронни системи, като симулацията беше извършена във вече по-нова версия. Matlab (R 2006 a ). Когато четете, имайте предвид, че интерфейсът на съвременната версия matlab малко по-различен от версията R 2006 a, плюс Simscape (R 2015 b ) е значително допълнен с нови библиотеки. Особено приятно е, че в тези библиотеки се появиха системиФАКТИ (SSC и SVC ), както и слънчеви панели и вятърни турбини. Надявам се, че авторът ще засегне тези теми в следващите си монографии.

Както беше посочено по-горе, урокът е много добре структуриран. Първо се дават някои концепции за моделиране и мехатроника, след това интерфейсът, предназначението и библиотеките matlab . След това се разглежда елементната база и моделирането на силови полупроводникови системи, същото се прави и за електрическите задвижвания. Преди всяка глава се разглеждат физиката и математиката на процеса. Разбира се, теоретичната част не може да се нарече изчерпателна и когато четете книга, често трябва да се обърнете към референтни материали илиПомощ и документация за Matlab . Въпреки това смятам, че обемът на теоретичната част в книгата е напълно достатъчен и се оказа много полезен за мен. В предговора авторът подчертава, че целта на учебника е да се изучат физическите основи на функционирането на отделните елементи на мехатронната система и тяхното проектиране в околната среда. Matlab - Simulink . Според мен авторът не само е постигнал брилянтно целта си, но и по един доста елегантен начин, чрез моделиране. Вече поръчах следващата му книга „Виртуални лаборатории на полупроводникови системи в околната среда Matlab - Simulink ” (2013) и се надявам, че ще бъде толкова интересен и полезен, колкото този.

Бих искал предварително да предупредя потенциалния читател, че този учебник е предназначен за студенти, докторанти, инженери и учители по електрически специалности, т.е. за тези, които са запознати с курса на теоретичните основи на електротехниката и силовата електроника. Освен това би било полезно да се запознаете предварително с интерфейса и принципите на черупката. matlab . Факт е, че урокът говори за проектиране в околната среда matlab , а не за самия софтуерен продукт и следователно в книгата няма да намерите теми като например описание на синтаксиса на кода, значението на функциите, работа в командния прозорец или работещи модули.

Бих искал да благодаря специално на Сергей Германович за практическите модули, приложени към книгата, с които все още не съм се запознал напълно и за които имам много въпроси. Надявам се съвсем скоро да се справя с тях, а ако не, авторът любезно е публикувал личния си имейл адрес в предговора на книгата за отзиви, коментари и пожелания. Такава откритост, доста рядко срещана в преподавателската среда, е много приятна и предизвиква само възхищение и уважение.

Книгата е силно препоръчително четиво за тези, които биха искали да задълбочат и разширят знанията си за принципите на работа на силови полупроводникови системи и електрически задвижвания, както и да изследват възможностите за моделиране на тези системи с помощта на такъв мощен инструмент за виртуализация като Matlab - Simulink.

Тази книга е учебник по моделиране на мехатронни системи в средата Matlab-Simulink. Дадено е описание на библиотеките на пакетите Simulink и Sim Power System, които се използват при изследване на мехатронни системи. Разгледан е въпросът за конструирането и моделирането на мехатронни системи за постоянен и променлив ток.
Книгата може да бъде полезна за студенти от съответните специалности на технически университети и университети, специализанти, докторанти, студенти от курсове за напреднали, инженери по проектиране на мехатронни системи, както и учители, които искат да използват съвременни компютърни технологии в развитието на образователни и методически комплекси.

Предговор

Глава 1. Моделиране и мехатроника. Основни понятия
1.1. Моделиране, основни понятия и определения
1.2. Мехатроника, основни понятия и определения
1.2.1. Съставът на мехатронната система
1.3. Проблеми на разработването на модели на мехатронни системи

Глава 2
2.1. Общи съображения за създаване на модели в Simulink
2.1.1. Браузър на секции на библиотека Simulink
2.1.2. Създаване на модел
2.1.3. Задаване на параметри на изчислението и неговото изпълнение
2.1.4. Задаване на опции за споделяне с работното пространство
2.1.5. Извършване на изчисление
2.2. Библиотеки Simulink
2.2.1. Sources - източници на сигнал
2.2.2. Мивки - приемници на сигнали
2.2.3. Continuous - аналогови (непрекъснати) блокове
2.2.4. Прекъсвания - нелинейни блокове
2.2.5. Дискретни - дискретни блокове
2.2.6. Математика - блокове от математически операции
2.2.7. Signal Routing - библиотека за маршрутизиране на сигнали

Глава 3. Динамика на обектите на управление на мехатронните системи
3.1. Математическо описание на обекти за непрекъснато управление в мехатронни системи
3.2. Математическо описание на обекти на дискретно управление в мехатронни системи
3.3. Представяне на математическото описание на обекти за управление на мехатронни системи в пакета Control System Toolbox
3.4. Представяне на математическото описание на обекти за управление на мехатронни системи в пакета Simulink
3.5. Динамични характеристики на контролни обекти в Control System Toolbox
3.6. Динамични характеристики на обекти за управление на мехатронни системи в пакет Simulink
3.7. Оценка на качеството и изисквания към динамичните характеристики на мехатронните системи
3.7.1. Оценка на качеството по показатели на преходния процес в системата
3.7.2. Оценки за качество, базирани на анализ на честотната характеристика
3.7.3. Оценки на качеството, базирани на анализа на разпределението на корените на характеристичното уравнение
3.7.4. Интегрални оценки на качеството
3.8. Регулатори в мехатронни системи
3.8.1. Техника за синтез на контролери в мехатронна система
3.8.2. Синтез на непрекъснати контролери по метода на коренния локус в пакета Control System Toolbox
3.8.3. Синтез на непрекъснати регулатори във времеви и честотни области в подчинени структури
3.9. Преобразуване на непрекъснати регулатори в цифрови аналогови
3.9.1. Метод на паралелно програмиране
3.9.2. Директен метод на програмиране
3.10. Динамични характеристики на импулсната връзка на мехатронната система

Глава 4. Елементи на устройства за силова електроника в пакета Sim Power System
4.1. Въведение
4.2. Sim Power System Expansion Pack
4.2.1. Основни характеристики на създаването на модели
4.3. Sim Power Systems 3 библиотеки
4.3.1. Electrical Sources - източници на електрическа енергия
4.3.2. Елементи - електрически елементи
4.3.3. Power Electronics - устройства за силова електроника
4.3.4. Измервания - измервателни и контролни уреди
4.3.5. Powerlib Extras - разширени библиотеки
4.4. Активни елементи на силови полупроводникови преобразуватели в пакета Sim Power System
4.4.1. Източник на постоянно напрежение. Идеален източник на постоянно напрежение
4.4.2. Източник на променливо напрежение. Идеален източник на променливо (синусоидално) напрежение
4.4.3. Източник на променлив ток. Идеален източник на променлив (синусоидален) ток
4.4.4. Контролиран източник на напрежение. Контролиран източник на напрежение. Контролиран източник на ток. Контролиран източник на ток
4.4.5. 3-фазен източник. Трифазен синусоидален източник на напрежение
4.5. Пасивни елементи на силови полупроводникови преобразуватели в Sim Power System
4.5.1. Въведение
4.5.2. Серия RLC клон. Серийна RLC верига. Паралелен RLC клон. Паралелен
RLC верига. 3-фазна серия RLC разклонение. Трифазна серийна RLC верига. 3-фазен паралелен RLC клон. Трифазна паралелна RLC верига
4.5.3. Серия RLC натоварване. Сериен RLC товар. Паралелно RLC натоварване. Паралелен
RLC натоварване. 3-фазен сериен RLC товар. Трифазен сериен RLC товар. 3-фазен паралелен RLC товар. Трифазен паралелен RLC товар
4.5.4. Разбивач. AC ключ. 3-фазен прекъсвач. Трифазен AC ключ
4.5.5. Блокът за трифазна повреда. Трифазен блок за повреда
4.5.6. трансформатори
4.5.7. Трифазен трансформатор (три намотки). Трифазен тринамотков трансформатор
4.6. Полупроводникови елементи на силови полупроводникови преобразуватели в пакета Sim Power System
4.6.1. Класификация на преобразувателите на полупроводникови устройства
4.6.2. Силови полупроводникови диоди
4.6.3. Тиристор
4.6.4. Напълно контролирани GTO тиристори
4.6.5. Биполярни IGBT (биполярни транзистори с изолиран затвор) транзистори
4.6.6. MOSFET транзистори (полеви транзистори с метален оксид, полупроводник).
4.6.7. Интегрално-модулен дизайн в Sim Power System

Глава 5
5.1. Въведение
5.2. Силови полупроводникови преобразуватели в мехатронни системи
5.3. Основни характеристики на устройствата на силова електроника
5.4. Управлявани токоизправители
5.4.1. Уводни бележки
5.4.2. Еднофазен управляван токоизправител
5.4.3. Управляван токоизправител в инверторен режим, задвижван от мрежата
5.4.4. Трифазни управлявани токоизправители
5.4.5. Висши хармоници на първичния ток на управлявани токоизправители
5.4.6. Енергийни и електромагнитни характеристики на управлявани токоизправители
5.4.7. Симулация на управляван токоизправител (SW)
5.5. Преобразуватели на постоянно напрежение
5.5.1. Еднораменен шип със симетричен закон на управление
5.5.2. Еднораменен широчинно-импулсен преобразувател с релейно регулиране на тока
5.5.3. Мостов широчинно-импулсен преобразувател
5.6. Аналитично представяне на електромагнитни и енергийни характеристики на широчинно-импулсни преобразуватели
5.7. Симулация на мостов преобразувател на ширина на импулса с алтернативен закон за управление в постоянни режими
5.8. Динамични модели на ШИМ в мехатронни системи
5.9. Автономни инвертори
5.9.1. Уводни бележки
5.9.2. Монофазни инвертори
5.9.3. Трифазни автономни инвертори
5.9.4. Многостепенни инвертори
5.10. Основни характеристики на инверторите
5.11. Моделиране на трифазен инвертор
5.12. Моделно проектиране на вторични захранвания за силови полупроводникови преобразуватели
5.12.1. Изчислителна схема на мехатронната подсистема "мрежа - вторичен източник на енергия - мощен полупроводников преобразувател - електрическа машина"
5.12.2. Токоизправител с филтър като VIP
5.12.3. Токоизправител с верига за изхвърляне на енергия като VIP
5.12.4. Токоизправител с широчинно-импулсен стабилизатор като VIP
5.12.5. Мрежов трифазен инвертор (активен токоизправител) със синусоидална ШИМ като VIP

Глава 6. Електрически автомобили в пакета Sim Power System
6.1. Математическо описание и модели на DC машина в пакета Sim Power System
6.2. Математическо описание и модели на асинхронни машини в пакета Sim Power System
6.3. Математическо описание и модели на синхронни машини в пакета Sim Power System
6.3.1. Магнитоелектрическа синхронна машина
6.3.2. Стъпкови двигатели

Глава 7
7.1. Математическо описание, структурни схеми и модели на постояннотоков двигател
7.2. Синтез на регулатори в едноверижна високоскоростна постояннотокова система
7.3. Синтез на регулатори в двуконтурна високоскоростна постояннотокова система
7.4. Синтез на контролери в постояннотокова сервосистема
7.5. Синтез на контролери в DC серво роботизирана система
7.6. Виртуален модел на едноконтурна високоскоростна постояннотокова система с ШИМ
7.7. Виртуален модел на двуконтурна високоскоростна постояннотокова система с ШИМ
7.8. Изследване на статичните характеристики на DC система върху виртуален модел
7.9. Симулационни лабораторни стендове на DC системи в пакета Sim Power System
7.10. Алгоритъм за проектиране на постояннотокова система със силови полупроводникови преобразуватели

Глава 8
8.1. Математическо описание, структурни и виртуални схеми и моделиране на обобщена асинхронна машина
8.1.1. Асинхронна машина с катерица
8.1.2. Анализ на АКЗ в неподвижна координатна система
8.1.3. Анализ на АКЗ във въртяща се координатна система
8.2. Структурни модели на асинхронни системи с честотно управление
8.3. Структурни модели на асинхронни системи с честотно-токово управление
8.4. Структурни модели на затворени асинхронни системи чрез векторно управление
8.4.1. Честотна асинхронна система с векторно управление
8.4.2. Честотно-токова асинхронна система с векторно управление
8.5. Виртуална честотно-токова асинхронна система с векторно управление
8.6. Електромагнитни процеси в затворена асинхронна система
8.7. Симулационни лабораторни стендове на асинхронни системи в пакета Sim Power System

Глава 9
9.1. Въведение
9.2. Математическо описание, блокова схема и модел на безчетков двигател в неподвижна координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.3. Математическо описание, блокови схеми и модели на дентален двигател във въртяща се координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.4. Анализ на влиянието на кръстосаните връзки в VD
9.5. Статични характеристики на HP при захранване от източник на напрежение
9.6. Сензори за положение на ротора и преобразуватели на координати, базирани на въртящи се трансформатори
9.7. Математическо описание, блокови схеми на модела на вентилен двигател с инерционен канал DPR-PK-AI
9.8. Статични характеристики на HP с инерционен канал DPR-PK-AI
9.9. Изследване на виртуалния модел на VD чрез безинерционния канал DPR-PK и инвертор със синусоидална ШИМ
9.10. Изследване на виртуалния модел на VD от инерционния канал DPR-PC и инвертор със синусоидална ШИМ
9.11. Синтез на контролери в двуконтурна високоскоростна система с вентилен двигател във въртяща се координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.12. Синтез на контролери в двуконтурна високоскоростна система от вентилен двигател с инерционен канал DPR-PK
9.13. Синтез на контролери в двуконтурна синхронна високоскоростна виртуална система
9.14. Виртуална едноконтурна скоростна система с безконтактен постояннотоков двигател

Име:
Герман-Галкин С. Г.
Издател:Корона-Век
Година: 2008
Страници: 368
формат: DJVU
Размерът: 21,3 MB
ISBN: 978-5-903383-39-9
качество:добре
език:Руски

Тази книга е учебник по моделиране на мехатронни системи в средата Matlab-Simulink. Дадено е описание на библиотеките на пакетите Simulink и Sim Power System, които се използват при изследване на мехатронни системи. Разгледан е въпросът за конструирането и моделирането на мехатронни системи за постоянен и променлив ток.
Книгата може да бъде полезна за студенти от съответните специалности на технически университети и университети, специализанти, докторанти, студенти от курсове за повишаване на квалификацията, инженери по проектиране на мехатронни системи, както и учители, които искат да използват съвременни компютърни технологии в разработването на образователни методически комплекси.

Предговор
Глава 1. Моделиране и мехатроника. Основни понятия
1.1. Моделиране, основни понятия и определения
1.2. Мехатроника, основни понятия и определения
1.3. Проблеми на разработването на модели на мехатронни системи
Глава 2
2.1. Общи съображения за създаване на модели в Simulink
2.2. Библиотеки Simulink
Глава 3. Динамика на обектите на управление на мехатронните системи
3.1. Математическо описание на обекти за непрекъснато управление в мехатронни системи
3.2. Математическо описание на обекти на дискретно управление в мехатронни системи
3.3. Представяне на математическото описание на обекти за управление на мехатронни системи в пакета Control System Toolbox,
3.4. Представяне на математическото описание на обекти за управление на мехатронни системи в пакета Simulink
3.5. Динамични характеристики на контролни обекти в Control System Toolbox
3.6. Динамични характеристики на обекти за управление на мехатронни системи в пакет Simuiik
3.7. Оценка на качеството и изисквания към динамичните характеристики на мехатронните системи
3.8. Регулатори в мехатронни системи
3.9. Преобразуване на непрекъснати контролери в цифрови аналогови.
3.10. Динамични характеристики на импулсната връзка на мехатронната система,
Глава 4. Елементи на устройства за силова електроника в пакета Sim Power System
4.1. Въведение
4.2. Sim Power System Expansion Pack
4.3. Sim Power Systems 3 библиотеки
4.4. Активни елементи на силови полупроводникови преобразуватели в пакета Sim Power System
4.5. Пасивни елементи на силови полупроводникови преобразуватели в Sim Power System
4.6. Полупроводникови елементи на силови полупроводникови преобразуватели в пакета Sim Power System
Глава 5
5.1. Въведение
5.2. Силови полупроводникови преобразуватели в мехатронни системи
5.3. Основни характеристики на устройствата на силова електроника
5.4. Управлявани токоизправители
5.5. Преобразуватели на постоянно напрежение
5.6. Аналитично представяне на електромагнитни и енергийни характеристики на широчинно-импулсни преобразуватели
5.7. Симулация на мостов преобразувател на ширина на импулса с алтернативен закон за управление в постоянни режими
5.8. Динамични модели на ШИМ в мехатронни системи
5.9. Автономни инвертори
5.10. Основни характеристики на инверторите
5.11. Моделиране на трифазен инвертор
5.12. Моделно проектиране на вторични захранвания за силови полупроводникови преобразуватели
Глава 6. Електрически автомобили в пакета Sim Power System
6.1. Математическо описание и модели на DC машина в пакета Sim Power System
6.2. Математическо описание и модели на асинхронни машини в пакета Sim Power System,
6.3. Математическо описание и модели на синхронни машини в пакета Sim Power System
Глава 7
7.1. Математическо описание, структурни схеми и модели на постояннотоков двигател
7.2. Синтез на регулатори в едноверижна високоскоростна постояннотокова система
7.3. Синтез на регулатори в двуконтурна високоскоростна постояннотокова система
7.4. Синтез на контролери в постояннотокова сервосистема
7.5. Синтез на контролери в DC серво роботизирана система
7.6. Виртуален модел на едноконтурна високоскоростна постояннотокова система с ШИМ
7.8. Изследване на статичните характеристики на DC система върху виртуален модел
7.9. Симулационни лабораторни стендове на DC системи в пакета Sim Power System
7.10. Алгоритъм за проектиране на постояннотокова система със силови полупроводникови преобразуватели
Глава 8
8.1. Математическо описание, моделиране на структурни и виртуални схеми на обобщена асинхронна машина.
8.2. Структурни модели на асинхронни системи с честотно управление
8.3. Структурни модели на асинхронни системи с честотно-токово управление
8.4. Структурни модели на затворени асинхронни системи чрез векторно управление
8.5. Виртуална честотно-токова асинхронна система с векторно управление
8.6. Електромагнитни процеси в затворена асинхронна система
8.7. Симулационни лабораторни стендове на асинхронни системи в пакета Sim Power System
Глава 9
9.1. Въведение
9.2. Математическо описание, блокова схема и модел на безчетков двигател в неподвижна координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.3. Математическо описание, блокови схеми и модели на бутален двигател във въртяща се координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.4. Анализ на влиянието на кръстосаните връзки в VD
9.5. Статични характеристики на HP при захранване от източник на напрежение
9.6. Сензори за положение на ротора и преобразуватели на координати, базирани на въртящи се трансформатори
9.7. Математическо описание, блокови схеми на модела на вентилен двигател с инерционен канал DPR-PK-AI
9.8. Статични характеристики на HP с инерционен канал DPR-PK-AI
9.9. Изследване на виртуалния модел на ВД чрез безинерционния канал DPR-PC и инвертор със синусоидална ШИМ.
9.10. Изследване на виртуалния модел на VD от инерционния канал DPR-PC и инвертор със синусоидална ШИМ
9.11. Синтез на контролери в двуконтурна високоскоростна система с вентилен двигател във въртяща се координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.12. Синтез на контролери в двуконтурна високоскоростна система от вентилен двигател с инерционен канал DPR-PK,
9.13. Синтез на контролери в двуконтурна синхронна високоскоростна виртуална система
9.14. Виртуална едноконтурна скоростна система с безконтактен постояннотоков двигател
Литература


Matlab & Simulink. Проектиране на мехатронни системи на компютър- Тази книга е учебник по моделиране на мехатронни системи в среда Matlab-Simulink. Дадено е описание на библиотеките на пакетите Simulink и Sim Power System, които се използват при изследване на мехатронни системи. Разгледан е въпросът за конструирането и моделирането на мехатронни системи за постоянен и променлив ток.
Книгата може да бъде полезна за студенти от съответните специалности на технически университети и университети, специализанти, докторанти, студенти от курсове за повишаване на квалификацията, инженери по проектиране на мехатронни системи, както и учители, които искат да използват съвременни компютърни технологии в разработването на образователни методически комплекси.

Име: Matlab & Simulink. Проектиране на мехатронни системи на компютър
Герман-Галкин С. Г.
Издател:Корона-Век
Година: 2008
Страници: 368
формат: DJVU
Размерът: 21,3 MB
ISBN: 978-5-903383-39-9
качество:добре
език:Руски

Предговор
Глава 1. Моделиране и мехатроника. Основни понятия
1.1. Моделиране, основни понятия и определения
1.2. Мехатроника, основни понятия и определения
1.3. Проблеми на разработването на модели на мехатронни системи
Глава 2
2.1. Общи съображения за създаване на модели в Simulink
2.2. Библиотеки Simulink
Глава 3. Динамика на обектите на управление на мехатронните системи
3.1. Математическо описание на обекти за непрекъснато управление в мехатронни системи
3.2. Математическо описание на обекти на дискретно управление в мехатронни системи
3.3. Представяне на математическото описание на обекти за управление на мехатронни системи в пакета Control System Toolbox,
3.4. Представяне на математическото описание на обекти за управление на мехатронни системи в пакета Simulink
3.5. Динамични характеристики на контролни обекти в Control System Toolbox
3.6. Динамични характеристики на обекти за управление на мехатронни системи в пакет Simuiik
3.7. Оценка на качеството и изисквания към динамичните характеристики на мехатронните системи
3.8. Регулатори в мехатронни системи
3.9. Преобразуване на непрекъснати контролери в цифрови аналогови.
3.10. Динамични характеристики на импулсната връзка на мехатронната система,
Глава 4. Елементи на устройства за силова електроника в пакета Sim Power System
4.1. Въведение
4.2. Sim Power System Expansion Pack
4.3. Sim Power Systems 3 библиотеки
4.4. Активни елементи на силови полупроводникови преобразуватели в пакета Sim Power System
4.5. Пасивни елементи на силови полупроводникови преобразуватели в Sim Power System
4.6. Полупроводникови елементи на силови полупроводникови преобразуватели в пакета Sim Power System
Глава 5
5.1. Въведение
5.2. Силови полупроводникови преобразуватели в мехатронни системи
5.3. Основни характеристики на устройствата на силова електроника
5.4. Управлявани токоизправители
5.5. Преобразуватели на постоянно напрежение
5.6. Аналитично представяне на електромагнитни и енергийни характеристики на широчинно-импулсни преобразуватели
5.7. Симулация на мостов преобразувател на ширина на импулса с алтернативен закон за управление в постоянни режими
5.8. Динамични модели на ШИМ в мехатронни системи
5.9. Автономни инвертори
5.10. Основни характеристики на инверторите
5.11. Моделиране на трифазен инвертор
5.12. Моделно проектиране на вторични захранвания за силови полупроводникови преобразуватели
Глава 6. Електрически автомобили в пакета Sim Power System
6.1. Математическо описание и модели на DC машина в пакета Sim Power System
6.2. Математическо описание и модели на асинхронни машини в пакета Sim Power System,
6.3. Математическо описание и модели на синхронни машини в пакета Sim Power System
Глава 7
7.1. Математическо описание, структурни схеми и модели на постояннотоков двигател
7.2. Синтез на регулатори в едноверижна високоскоростна постояннотокова система
7.3. Синтез на регулатори в двуконтурна високоскоростна постояннотокова система
7.4. Синтез на контролери в постояннотокова сервосистема
7.5. Синтез на контролери в DC серво роботизирана система
7.6. Виртуален модел на едноконтурна високоскоростна постояннотокова система с ШИМ
7.8. Изследване на статичните характеристики на DC система върху виртуален модел
7.9. Симулационни лабораторни стендове на DC системи в пакета Sim Power System
7.10. Алгоритъм за проектиране на постояннотокова система със силови полупроводникови преобразуватели
Глава 8
8.1. Математическо описание, моделиране на структурни и виртуални схеми на обобщена асинхронна машина.
8.2. Структурни модели на асинхронни системи с честотно управление
8.3. Структурни модели на асинхронни системи с честотно-токово управление
8.4. Структурни модели на затворени асинхронни системи чрез векторно управление
8.5. Виртуална честотно-токова асинхронна система с векторно управление
8.6. Електромагнитни процеси в затворена асинхронна система
8.7. Симулационни лабораторни стендове на асинхронни системи в пакета Sim Power System
Глава 9
9.1. Въведение
9.2. Математическо описание, блокова схема и модел на безчетков двигател в неподвижна координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.3. Математическо описание, блокови схеми и модели на бутален двигател във въртяща се координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.4. Анализ на влиянието на кръстосаните връзки в VD
9.5. Статични характеристики на HP при захранване от източник на напрежение
9.6. Сензори за положение на ротора и преобразуватели на координати, базирани на въртящи се трансформатори
9.7. Математическо описание, блокови схеми на модела на вентилен двигател с инерционен канал DPR-PK-AI
9.8. Статични характеристики на HP с инерционен канал DPR-PK-AI
9.9. Изследване на виртуалния модел на ВД чрез безинерционния канал DPR-PC и инвертор със синусоидална ШИМ.
9.10. Изследване на виртуалния модел на VD от инерционния канал DPR-PC и инвертор със синусоидална ШИМ
9.11. Синтез на контролери в двуконтурна високоскоростна система с вентилен двигател във въртяща се координатна система с безинерционен канал DPR-PK
9.12. Синтез на контролери в двуконтурна високоскоростна система от вентилен двигател с инерционен канал DPR-PK,
9.13. Синтез на контролери в двуконтурна синхронна високоскоростна виртуална система
9.14. Виртуална едноконтурна скоростна система с безконтактен постояннотоков двигател
Литература

UDC 681.2.001.5

И. И. Калапышина, А. Д. Перечесова, К. А. Нуждин

ПРИЛОЖЕНИЕ В ОБУЧИТЕЛНИЯ ПРОЦЕС НА ПАКЕТА MATHAB ПРИ МОДЕЛИРАНЕ НА МЕХАТРОНИЧНИ СИСТЕМИ

Представен е преглед на учебника „Моделиране на мехатронни системи в среда MATLAB (StiInk/ SITMATATS)“, който демонстрира подхода за моделиране на механични системи с помощта на библиотеката SITMATACS, пакета SITMILK и средата MATLAB.

Ключови думи: моделиране, Блънт, ЕрмМескацв, анализ на механизми, кинематика на механизми, динамика на механизми, учебник.

Една от най-ефективните цифрови изчислителни софтуерни системи днес е Malabab, матрична лаборатория на високо ниво и език за програмиране. За разширяване на възможностите на системата има библиотека StiNpk - добавка, която осигурява блоково симулационно моделиране на различни системи и устройства, използвайки съвременна технология за визуално ориентирано програмиране. В инструменталната "кутия" BtiNpk, освен общите, има специализирани пакети за решаване на задачи със специфична цел.За моделиране на системи и устройства от физическо естество най-голям интерес представлява пакетът Btvsare.В този пакет, за разлика от блоковете Btnpk, които са математически оператори и взаимодействат помежду си с помощта на сигнали, има блокове, които са тела от физическа природа, взаимодействащи с помощта на реакции.

Системата Malabab се въвежда успешно в учебния процес на много руски университети. Има много литература по тази тема, но специалните пакети обикновено не са описани достатъчно подробно и много ръководства са написани на английски. В тази връзка е особено важно да се създадат ръководства за изучаване на инструменти от специални пакети, обхващащи определена област на науката и технологиите. През последните няколко години катедрата по мехатроника на университета ITMO (Санкт Петербург) широко използва пакета SITMecbac8 в образователния процес и в научните изследвания. Основата за апробация на пакета е методът за сравняване на резултатите от конкретен физически модел с неговия аналитичен аналог и заключението за степента на неговата апроксимация. Въз основа на натрупания опит в моделирането на механични системи е създадено учебно ръководство за студенти и учители.

В учебника са изложени основите на теорията на машините и механизмите и теоретичната механика, както и методите за математическо моделиране в среда MaLa на различни механични системи и физични процеси. Представени са модели на механизми, механични и измервателни системи, изработени с помощта на библиотеката SmMediachs8 и пакета StiInk.

В структурно отношение учебникът се състои от четири глави, всяка от които съдържа раздел, посветен на теоретични сведения, дадени са подробни примери, както и задачи за самостоятелна работа на студентите. Теоретичната информация има справочен характер, тъй като учебникът е предназначен за старши студенти и докторанти. В помощ на студентите е предоставен обширен списък с препратки. Сложността на задачите постепенно се увеличава от глава на глава, но всяка от посочените задачи се основава на предварително изучен материал, а отделните примери за обучение се включват последователно в по-сложни като подсистеми, което ви позволява да консолидирате знанията чрез многократно повтаряне материал. Примерите за обучение са анализирани стъпка по стъпка, настройките на всички използвани блокове и управляващи програми са дадени в приложенията. Подобен

Приложение в учебния процес на пакета MatLab 75

последователността на представяне на материала позволява на студента да провежда самостоятелно обучение.

Първият най-прост пример за моделиране е физическият модел на математическо махало. Този модел дава възможност да се запознаете с блоковете на пакета ISMBAC и принципите на тяхното взаимодействие.

Освен това нивото на сложност на моделите постепенно се увеличава. Следните примери са коляно-плъзгащ механизъм, двустепенна скоростна кутия и модел на задвижващ механизъм за тъкане на устройство, предназначено за производство на еластични торсионни окачвания за устройства. Моделът на задвижващия механизъм за тъкане на устройството включва всички разгледани по-рано подсистеми или техен еквивалент, което позволява да се комбинират общите знания на студентите за работата на блоковете на пакета SF, предназначени за моделиране на плоски механизми. Стойността на този модел за обучение се крие във факта, че този механизъм съществува и се използва в петербургския филиал на Института за земен магнетизъм, йоносфера и разпространение на радиовълните. Н. В. Пушков от Руската академия на науките.

Препоръчителният учебник е предназначен за магистри от висши учебни заведения, обучаващи се в направление магистри 200100 "Приборостроене" и 221000 "Мехатроника и роботика". Ръководството може да бъде полезно и за студенти, изучаващи дисциплините "Теория на механизмите и машините", "Проектиране на мехатронни устройства", "Основи на проектиране и конструиране на устройства", както и за използване в магистърски програми "Моделиране на системи в мехатрониката", " Модулни технологии в биомехатрониката". електроника и роботика". Ръководството представлява интерес за преподаватели и изследователи от съответните специалности. Ръководството е удостоено с печата на UMO "Приборостроене", решение 588 от 29.11.2013 г.

БИБЛИОГРАФИЯ

1. Hasan R., Rahideh A., Shaheed H. Моделиране и интерактивен контрол на ръката с много пръсти // Proc. на 19-и Междунар. конф. по автоматизация и изчислителна техника: Бъдеща енергия и автоматизация. Лондон, Обединеното кралство, 2013 г. С. 126-131.

2. Мусалимов В. М., Заморуев Г. Б., Калапишина И. И., Перечесова А. Д., Нуждин К. А. Моделиране на мехатронни системи в среда MatLab (Simulink / SimMechanics): Proc. надбавка за висши учебни заведения. Санкт Петербург: НРУ ИТМО, 2013. 114 с.

3. Ghanbari A., Solaimani R., Rahmani A., Tabatabaie F. Проектиране и симулиране на ръка на робот с пет пръста за хващане на сферични обекти // Life Science Journal. 2013. том. 10. С. 140-145.

Ирина Ивановна Калапышина Анна Дмитриевна Перечесова Константин Андреевич Нуждин

канд. техн. науки, доцент; Университет ИТМО, Катедра по мехатроника, Санкт Петербург; Електронна поща: [имейл защитен]Университет ИТМО, Катедра по мехатроника, Санкт Петербург; асистент; Електронна поща: [имейл защитен]