Энэхүү хэвлэлд вэбинарын транскрипцийг хүргэж байна . Вебинарыг инженер Михаил Песельник удирдан явуулав .)
Өнөөдөр бид загварчлалын үр дүнгийн үнэнч байдал, нарийвчлал ба симуляцийн үйл явцын хурд хоорондын оновчтой тэнцвэрт байдалд хүрэхийн тулд загваруудыг тааруулж болохыг олж мэдэх болно. Энэ нь симуляцийг үр дүнтэй ашиглах, таны загвар дахь нарийвчилсан түвшин таны хийх гэж буй ажилдаа тохирсон эсэхийг шалгах түлхүүр юм.
Бид бас сурах болно:
- Оновчлолын алгоритм болон зэрэгцээ тооцоолол ашиглан симуляцийг хэрхэн хурдасгах вэ;
- Компьютерийн олон цөмд симуляцийг хэрхэн хуваарилах, параметрийг тооцоолох, параметр сонгох зэрэг ажлыг хурдасгах;
- MATLAB ашиглан симуляци, дүн шинжилгээ хийх ажлыг автоматжуулах замаар хөгжлийг хэрхэн хурдасгах вэ;
- Гармоник шинжилгээнд MATLAB скриптийг хэрхэн ашиглах, автомат тайлан үүсгэх аргыг ашиглан аливаа төрлийн туршилтын үр дүнг баримтжуулах.
Бид агаарын хөлгийн цахилгаан сүлжээний загварын тоймоос эхэлнэ. Бид загварчлалын зорилго юу болохыг ярилцаж, загварыг бий болгоход ашигласан хөгжүүлэлтийн процессыг харна.
Дараа нь бид энэ үйл явцын үе шатууд, түүний дотор анхны дизайныг хийх болно - бид шаардлагыг тодруулна. Нарийвчилсан загвар - бид цахилгаан сүлжээний бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг авч үзэх бөгөөд эцэст нь бид хийсвэр загварын параметрүүдийг тохируулахын тулд нарийвчилсан дизайны симуляцийн үр дүнг ашиглах болно. Эцэст нь бид эдгээр бүх алхмуудын үр дүнг тайланд хэрхэн баримтжуулж болохыг харна.
Энд бидний боловсруулж буй системийн бүдүүвч дүрслэл байна. Энэ бол генератор, хувьсах гүйдлийн автобус, янз бүрийн хувьсах гүйдлийн ачаалал, трансформатор-шулуутгагч төхөөрөмж, янз бүрийн ачаалалтай тогтмол гүйдлийн автобус, батерей зэргийг багтаасан хагас онгоцны загвар юм.
Шилжүүлэгч нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цахилгаан сүлжээнд холбоход ашиглагддаг. Нислэгийн явцад эд ангиудыг асаах, унтраах үед цахилгааны нөхцөл өөрчлөгдөж болно. Бид эдгээр өөрчлөгдөж буй нөхцөлд агаарын хөлгийн цахилгааны хагасыг шинжлэхийг хүсч байна.
Нисэх онгоцны цахилгаан системийн иж бүрэн загвар нь бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулсан байх ёстой. Бид зөвхөн эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын харилцан үйлчлэлд дүн шинжилгээ хийхийг хүсч байгаа тул бид тэдгээрийг энэ хагас хавтгай загварт оруулаагүй болно. Энэ бол нисэх онгоц, хөлөг онгоцны үйлдвэрлэлийн нийтлэг практик юм.
Симуляцийн зорилго:
- Төрөл бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн цахилгааны шаардлага, тэдгээрийг холбосон цахилгааны шугамыг тодорхойлох.
- Цахилгаан, механик, гидравлик, дулааны нөлөө зэрэг янз бүрийн инженерийн салбарын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын системийн харилцан үйлчлэлд дүн шинжилгээ хийх.
- Мөн илүү нарийвчилсан түвшинд гармоник шинжилгээ хийнэ.
- Өөрчлөгдөж буй нөхцөлд эрчим хүчний хангамжийн чанарт дүн шинжилгээ хийж, янз бүрийн сүлжээний зангилааны хүчдэл ба гүйдлийг хар.
Энэхүү загварчлалын зорилгыг янз бүрийн нарийвчлалтай загваруудыг ашиглах нь хамгийн сайн хэрэгждэг. Бид хөгжлийн явцдаа хийсвэр, нарийвчилсан загвартай болно гэдгийг харах болно.
Эдгээр өөр өөр загварын хувилбаруудын симуляцийн үр дүнг харахад системийн түвшний загвар болон нарийвчилсан загварын үр дүн ижил байна.
Хэрэв бид симуляцийн үр дүнг нарийвчлан авч үзвэл манай загварын нарийвчилсан хувилбарт цахилгаан төхөөрөмжүүдийн шилжилтээс үүдэлтэй динамикийг үл харгалзан симуляцийн ерөнхий үр дүн ижил байна.
Энэ нь системийн түвшинд хурдан давталт хийх, мөн цахилгаан системийн нарийн шинжилгээг мөхлөгт түвшинд хийх боломжийг бидэнд олгодог. Ингэснээр бид зорилгодоо үр дүнтэй хүрч чадна.
Одоо бид хамтран ажиллаж байгаа загварын талаар ярилцъя. Бид цахилгаан сүлжээн дэх бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн хэд хэдэн сонголтыг бий болгосон. Бид шийдэж буй асуудлаас хамааран аль бүрэлдэхүүн хэсгийн хувилбарыг ашиглахаа сонгоно.
Сүлжээний эрчим хүч үйлдвэрлэх хувилбаруудыг судлахдаа бид нэгдсэн хөтөч генераторыг циклоконвектор төрлийн хувьсах хурдны генератор эсвэл тогтмол гүйдлийн холболттой давтамжийн генератороор сольж болно. Бид хувьсах гүйдлийн хэлхээнд хийсвэр эсвэл нарийвчилсан ачааллын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашиглаж болно.
Үүний нэгэн адил, тогтмол гүйдлийн сүлжээний хувьд бид механик, гидравлик, температурын нөлөө гэх мэт бусад физикийн салбаруудын нөлөөг харгалзан хийсвэр, нарийвчилсан эсвэл олон талт сонголтыг ашиглаж болно.
Загварын талаар дэлгэрэнгүй мэдээлэл.
Энд та генератор, түгээлтийн сүлжээ, сүлжээнд байгаа бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг харж болно. Одоогийн байдлаар уг загварыг хийсвэр бүрэлдэхүүн загвартай симуляци хийхээр тохируулсан байна. Бүрэлдэхүүн хэсгийн зарцуулдаг идэвхтэй ба реактив хүчийг зааж өгснөөр идэвхжүүлэгчийг загварчилсан болно.
Хэрэв бид энэ загварыг нарийвчилсан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хувилбаруудыг ашиглахаар тохируулсан бол идэвхжүүлэгч нь аль хэдийн цахилгаан машин хэлбэрээр загварчлагдсан болно. Бид байнгын соронзон синхрон мотор, хувиргагч, DC автобус, хяналтын системтэй. Хэрэв бид трансформатор-шулуутгагч нэгжийг харвал цахилгаан эрчим хүчний электроникийн салбарт ашигладаг трансформатор, бүх нийтийн гүүрийг ашиглан загварчилсан болохыг бид харж байна.
Мөн бид бусад физик үзэгдлүүдтэй холбоотой нөлөөллийг (Түлшний шахуурга дээр) харгалзан үзэх системийн сонголтыг (TRU DC Loads -> Block Choices -> Multidomain дээр) сонгож болно. Түлшний насосны хувьд бид гидравлик насос, гидравлик ачаалалтай байгааг харж байна. Халаагчийн хувьд температур өөрчлөгдөхөд тухайн бүрэлдэхүүн хэсгийн үйл ажиллагаанд нөлөөлөх температурын нөлөөг авч үзэх болно. Манай генераторыг синхрон машин ашиглан загварчилсан бөгөөд энэ машины хүчдэлийн талбарыг тохируулах хяналтын системтэй.
Нислэгийн мөчлөгийг Flight_Cycle_Num нэртэй MATLAB хувьсагч ашиглан сонгоно. Энд бид MATLAB ажлын талбараас тодорхой цахилгаан сүлжээний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг асаах, унтраах үед хянадаг өгөгдлийг харж байна. Энэхүү график (Plot_FC) нь бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг асаах эсвэл унтраах үед нислэгийн эхний мөчлөгийг харуулдаг.
Хэрэв бид загварыг тааруулсан хувилбарт тааруулбал энэ скриптийг (Test_APN_Model_SHORT) ашиглан загварыг ажиллуулж, гурван өөр нислэгийн мөчлөгт туршиж болно. Эхний нислэгийн мөчлөг явагдаж байгаа бөгөөд бид системийг янз бүрийн нөхцөлд туршиж байна. Дараа нь бид хоёр дахь нислэгийн мөчлөг, гурав дахь удаагаа ажиллуулахаар загварыг автоматаар тохируулдаг. Эдгээр туршилтууд дууссаны дараа бид эдгээр гурван туршилтын үр дүнг өмнөх туршилтуудтай харьцуулахад харуулсан тайлантай байна. Тайлангаас та загварын дэлгэцийн агшин, генераторын гаралтын хурд, хүчдэл, үйлдвэрлэсэн хүчийг харуулсан графикуудын дэлгэцийн агшин, өмнөх туршилтуудтай харьцуулсан графикууд, түүнчлэн цахилгаан сүлжээний чанарын шинжилгээний үр дүнг харах боломжтой.
Загварын үнэнч байдал болон симуляцийн хурд хоёрын хоорондын уялдаа холбоог олох нь симуляцийг үр дүнтэй ашиглах түлхүүр юм. Загвартаа илүү дэлгэрэнгүй мэдээлэл нэмэх тусам загварыг тооцоолох, загварчлахад шаардагдах хугацаа нэмэгддэг. Шийдэж буй тодорхой асуудалд зориулж загварыг өөрчлөх нь чухал юм.
Бид эрчим хүчний чанар гэх мэт нарийн ширийн зүйлийг сонирхож байгаа бол цахилгааны электроникийг солих, бодит ачаалал гэх мэт эффектүүдийг нэмдэг. Гэсэн хэдий ч бид цахилгаан сүлжээн дэх янз бүрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эрчим хүч үйлдвэрлэх, ашиглах зэрэг асуудлыг сонирхож байгаа бол бид цогц симуляцийн арга, хийсвэр ачаалал, дундаж хүчдэлийн загваруудыг ашиглах болно.
Mathworks-ийн бүтээгдэхүүнийг ашигласнаар та асуудалд тохирох нарийвчлалын түвшинг сонгох боломжтой.
Үр дүнтэй дизайн хийхийн тулд бидэнд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хийсвэр болон нарийвчилсан загварууд хэрэгтэй. Эдгээр сонголтууд бидний хөгжүүлэлтийн процесст хэрхэн нийцэж байгааг эндээс үзнэ үү:
- Нэгдүгээрт, бид загварын хийсвэр хувилбарыг ашиглан шаардлагыг тодруулдаг.
- Дараа нь бид нарийвчилсан шаардлагуудыг ашиглан бүрэлдэхүүн хэсгийг нарийвчлан төлөвлөнө.
- Бид загвартаа бүрэлдэхүүн хэсгийн хийсвэр, нарийвчилсан хувилбарыг нэгтгэж, механик систем, хяналтын системтэй бүрэлдэхүүн хэсгийг шалгах, хослуулах боломжийг олгодог.
- Эцэст нь бид нарийвчилсан загварын симуляцийн үр дүнг ашиглан хийсвэр загварын параметрүүдийг тааруулж болно. Энэ нь бидэнд хурдан ажиллаж, үнэн зөв үр дүнг гаргах загварыг өгөх болно.
Систем ба нарийвчилсан загвар гэсэн эдгээр хоёр сонголт нь бие биенээ нөхөж байгааг харж болно. Шаардлагуудыг тодруулахын тулд хийсвэр загвараар хийдэг ажил нь нарийвчилсан дизайн хийхэд шаардагдах давталтын тоог бууруулдаг. Энэ нь бидний хөгжлийн үйл явцыг хурдасгадаг. Нарийвчилсан загварын симуляцийн үр дүн нь бидэнд хурдан ажиллаж, үнэн зөв үр дүнг гаргадаг хийсвэр загварыг өгдөг. Энэ нь загварын нарийвчлалын түвшин болон симуляцийн гүйцэтгэж буй даалгаврыг хооронд нь тааруулах боломжийг бидэнд олгодог.
Дэлхий даяар олон компаниуд нарийн төвөгтэй системийг боловсруулахдаа MOS ашигладаг. Airbus нь MOP дээр суурилсан A380-ийн түлшний удирдлагын системийг боловсруулж байна. Энэхүү систем нь 20 гаруй шахуурга, 40 гаруй хавхлагыг агуулдаг. Та янз бүрийн бүтэлгүйтлийн хувилбаруудын тоог төсөөлж болно. Симуляци ашиглан тэд амралтын өдөр бүр зуу мянга гаруй туршилт хийх боломжтой. Энэ нь бүтэлгүйтлийн хувилбараас үл хамааран хяналтын систем нь үүнийг даван туулж чадна гэсэн итгэлийг тэдэнд өгдөг.
Одоо бид загварынхаа тойм, загварчлалын зорилгыг харсан болохоор дизайны үйл явцтай танилцах болно. Системийн шаардлагыг тодруулахын тулд бид хийсвэр загварыг ашиглан эхэлнэ. Эдгээр боловсронгуй шаардлагуудыг нарийвчилсан зураг төсөл боловсруулахад ашиглана.
Бид шаардлагын баримт бичгүүдийг боловсруулах үйл явцад хэрхэн нэгтгэхийг харах болно. Манай системд тавигдах бүх шаардлагыг тодорхойлсон том шаардлагын баримт бичиг бидэнд бий. Шаардлагуудыг төсөлтэй бүхэлд нь харьцуулж, төсөл нь эдгээр шаардлагыг хангаж байгаа эсэхийг шалгах нь маш хэцүү байдаг.
SLVNV-ийг ашигласнаар та шаардлагын баримт бичиг болон загварыг Simulink дээр шууд холбож болно. Загвараас шаардлагад шууд холбоос үүсгэж болно. Энэ нь загварын тодорхой хэсэг нь тодорхой шаардлагад хамаарах ба эсрэгээр нь шалгахад хялбар болгодог. Энэ харилцаа холбоо хоёр талтай. Тиймээс хэрэв бид ямар нэг шаардлагыг судалж байгаа бол тэр шаардлага хэрхэн хангагдсаныг харахын тулд загвар руу хурдан орж болно.
Одоо бид шаардлагын баримт бичгийг ажлын урсгалд нэгтгэсэн тул цахилгааны сүлжээнд тавигдах шаардлагыг боловсронгуй болгох болно. Тодруулбал, бид генератор болон дамжуулах шугамын ашиглалтын, оргил ачааллын болон дизайны ачааллын шаардлагыг авч үзэх болно. Бид тэдгээрийг өргөн хүрээний сүлжээний нөхцөлд туршиж үзэх болно. Тэдгээр. нислэгийн янз бүрийн мөчлөгийн үед, янз бүрийн ачааллыг асаах, унтраах үед. Бид зөвхөн эрчим хүч дээр анхаарлаа төвлөрүүлж байгаа тул цахилгаан эрчим хүчний электроникийг өөрчлөхийг үл тоомсорлох болно. Тиймээс бид хийсвэр загвар, хялбаршуулсан симуляцийн аргыг ашиглах болно. Энэ нь бидэнд шаардлагагүй нарийн ширийн зүйлийг үл тоомсорлохын тулд загварыг тааруулна гэсэн үг юм. Энэ нь симуляцийг илүү хурдан ажиллуулж, урт нислэгийн мөчлөгийн үед нөхцөл байдлыг шалгах боломжийг бидэнд олгоно.
Бид эсэргүүцэл, багтаамж, индукцын гинжээр дамждаг ээлжит гүйдлийн эх үүсвэртэй. Хэлхээнд хэсэг хугацааны дараа нээгдэж, дахин хаагддаг унтраалга байдаг. Хэрэв та симуляцийг ажиллуулбал үр дүнг тасралтгүй шийдэгчээр харж болно. (V1) Шилжүүлэгчийг нээх, хаахтай холбоотой хэлбэлзэл үнэн зөв харагдаж байгааг харж болно.
Одоо дискрет горимд шилжье. PowerGui блок дээр давхар товшоод, Solver таб дээрээс дискрет шийдэгчийг сонгоно уу. Одоо дискрет шийдэгч сонгогдсоныг харж болно. Загварчлалаа эхлүүлцгээе. Үр дүн нь одоо бараг ижил байгааг та харах болно, гэхдээ нарийвчлал нь сонгосон дээжийн хурдаас хамаарна.
Одоо би нарийн төвөгтэй симуляцийн горимыг сонгож, давтамжийг тохируулж болно - шийдэл нь зөвхөн тодорхой давтамжтайгаар гардаг тул симуляцийг дахин ажиллуулж болно. Та зөвхөн дохионы далайцыг харуулахыг харах болно. Энэ блок дээр дарснаар би бүх гурван симуляцийн горимд загварыг дараалан ажиллуулах MATLAB скриптийг ажиллуулж, үүссэн графикуудыг бие биенийхээ дээр зурж болно. Хэрэв бид гүйдэл ба хүчдэлийг нарийвчлан авч үзвэл салангид үр дүн нь тасралтгүй үр дүнтэй ойролцоо боловч бүрэн давхцаж байгааг харах болно. Хэрэв та гүйдлийг харвал симуляцийн дискрет горимд тэмдэглэгдээгүй оргил байгааг харж болно. Нарийн төвөгтэй горим нь зөвхөн далайцыг харах боломжийг олгодог гэдгийг бид харж байна. Хэрэв та шийдэгчийн алхамыг харвал нийлмэл шийдэгчид ердөө 56 алхмыг шаарддаг бол бусад шийдэгчид симуляцийг дуусгахын тулд илүү олон алхмуудыг шаарддаг болохыг харж болно. Энэ нь симуляцийн цогц горимыг бусад горимуудаас хамаагүй хурдан ажиллуулах боломжийг олгосон.
Тохиромжтой загварчлалын горимыг сонгохоос гадна бидэнд зохих түвшний нарийвчлал бүхий загварууд хэрэгтэй. Цахилгааны сүлжээн дэх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн эрчим хүчний хэрэгцээг тодруулахын тулд бид ерөнхий хэрэглээний хийсвэр загваруудыг ашиглах болно. Динамик ачааллын блок нь бүрэлдэхүүн хэсэг нь сүлжээнд хэрэглэдэг эсвэл үүсгэдэг идэвхтэй ба реактив хүчийг тодорхойлох боломжийг олгодог.
Бид анхны шаардлагын дагуу реактив болон идэвхтэй чадлын анхны хийсвэр загварыг тодорхойлох болно. Бид Ideal эх блокийг эх сурвалж болгон ашиглах болно. Энэ нь сүлжээнд хүчдэлийг тохируулах боломжийг танд олгоно, та үүнийг ашиглан генераторын параметрүүдийг тодорхойлж, хэр их хүч үйлдвэрлэх ёстойг ойлгох боломжтой.
Дараа нь та генератор болон дамжуулах шугамын эрчим хүчний хэрэгцээг сайжруулахын тулд загварчлалыг хэрхэн ашиглахыг харах болно.
Бидэнд сүлжээний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн чадлын зэрэглэл, хүчин чадлын хүчин зүйлийг багтаасан анхны шаардлагууд бий. Мөн бидэнд энэ сүлжээг ажиллуулах олон нөхцөл бий. Бид өргөн хүрээний нөхцөлд туршилт хийх замаар эдгээр анхны шаардлагыг сайжруулахыг хүсч байна. Бид үүнийг хийсвэр ачаалал, эх үүсвэрийг ашиглахын тулд загварыг тааруулж, олон төрлийн үйл ажиллагааны нөхцөлд шаардлагуудыг турших замаар хийх болно.
Бид загвараа хийсвэр ачаалал ба генераторын загваруудыг ашиглахаар тохируулж, үйл ажиллагааны өргөн хүрээний нөхцөлд үйлдвэрлэсэн болон зарцуулсан хүчийг харах болно.
Одоо бид цаашаа явна нарийвчилсан дизайн. Бид дизайныг нарийвчлан гаргахын тулд боловсронгуй шаардлагуудыг ашиглах бөгөөд интеграцийн асуудлыг илрүүлэхийн тулд эдгээр нарийвчилсан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг системийн загвартай хослуулах болно.
Өнөөдөр агаарын хөлөгт цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх хэд хэдэн хувилбар байдаг. Ерөнхийдөө генератор нь хийн турбинтай холбоогоор удирддаг. Турбин нь хувьсах давтамжтайгаар эргэлддэг. Хэрэв сүлжээ нь тогтмол давтамжтай байх ёстой бол турбины босоо амны хувьсах хурдыг сүлжээнд тогтмол давтамж руу шилжүүлэх шаардлагатай. Үүнийг генераторын урд талын нэгдсэн тогтмол хурдны хөтчийг ашиглах эсвэл хувьсах давтамжийн хувьсах гүйдлийг тогтмол давтамжийн хувьсах гүйдлийн хувьсах гүйдлийн цахилгаан эрчим хүчний электроникийн тусламжтайгаар хийж болно. Мөн сүлжээн дэх давтамж өөрчлөгдөж, сүлжээнд байгаа ачаалал дээр энерги хувиргах боломжтой хөвөгч давтамжтай системүүд байдаг.
Эдгээр сонголт бүр нь эрчим хүчийг хувиргах генератор болон цахилгаан электроникийг шаарддаг.
Бид хувьсах хурдаар эргэдэг хийн турбинтай. Энэ турбин нь хувьсах давтамжийн ээлжит гүйдлийг үүсгэдэг генераторын босоо амыг эргүүлэхэд ашиглагддаг. Энэ хувьсах давтамжийг тогтмол давтамж руу хөрвүүлэхийн тулд цахилгаан электроникийн янз бүрийн сонголтыг ашиглаж болно. Бид эдгээр өөр сонголтуудыг үнэлэхийг хүсч байна. Үүнийг SPS ашиглан хийж болно.
Бид эдгээр систем бүрийг загварчилж, өөр өөр нөхцөлд загварчлалыг ажиллуулж, аль сонголт нь манай системд тохирохыг үнэлэх боломжтой. Загвар руу шилжиж, энэ нь хэрхэн хийгдсэнийг харцгаая.
Бидний хамтран ажиллаж байгаа загвар энд байна. Хийн турбины босоо амнаас хувьсах хурд нь генератор руу дамждаг. Мөн циклоконвертер нь тогтмол давтамжийн ээлжит гүйдлийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Хэрэв та симуляцийг ажиллуулбал загвар хэрхэн ажиллаж байгааг харах болно. Дээд график нь хийн турбины хувьсах хурдыг харуулж байна. Та давтамж өөрчлөгдөж байгааг харж байна. Хоёр дахь график дээрх шар дохио нь генераторын гаралтын аль нэг фазын хүчдэл юм. Энэхүү тогтмол давтамжийн ээлжит гүйдэл нь цахилгаан эрчим хүчний электроникийг ашиглан хувьсах хурдаас үүсдэг.
Хувьсах гүйдлийн ачааллыг хэрхэн тайлбарлаж байгааг харцгаая. Манайх чийдэн, гидравлик насос, идэвхжүүлэгчтэй холбогдсон. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг SPS-ийн блокуудыг ашиглан загварчилсан.
SPS дээрх эдгээр блок бүр нь өөр өөр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тохиргоог тохируулах, загварынхаа нарийвчилсан түвшнийг тохируулах тохиргооны тохиргоог агуулдаг.
Бид загваруудыг бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн нарийвчилсан хувилбарыг ажиллуулахаар тохируулсан. Тиймээс бид хувьсах гүйдлийн ачааллыг загварчлах асар их хүч чадалтай бөгөөд салангид горимд нарийвчилсан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг дуурайснаар манай цахилгаан сүлжээнд юу болж байгааг илүү дэлгэрэнгүй харж болно.
Загварын нарийвчилсан хувилбараар бидний хийх ажлуудын нэг бол цахилгаан эрчим хүчний чанарт дүн шинжилгээ хийх явдал юм.
Системд ачаалал оруулах үед энэ нь хүчдэлийн эх үүсвэрт долгионы хэлбэрийг гажуудуулж болно. Энэ бол хамгийн тохиромжтой синусоид бөгөөд ачаалал тогтмол байвал генераторын гаралт дээр ийм дохио байх болно. Гэсэн хэдий ч асаах, унтраах боломжтой бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр энэ долгионы хэлбэрийг гажуудуулж, ийм жижиг хэмжээний хэтрэлтийг үүсгэж болно.
Хүчдэлийн эх үүсвэр дээрх долгионы хэлбэрийн эдгээр огцом өсөлт нь асуудал үүсгэж болно. Энэ нь цахилгааны электроникийг сэлгэн залгаснаас болж генераторын хэт халалтанд хүргэж, их хэмжээний саармаг гүйдэл үүсгэж, цахилгаан электроникийг шаардлагагүй сэлгэн залгахад хүргэдэг. Тэд дохионы энэ үсрэлтийг хүлээхгүй байна.
Гармоник гажуудал нь хувьсах гүйдлийн цахилгаан эрчим хүчний чанарын хэмжүүрийг санал болгодог. Сүлжээний өөрчлөлтийн нөхцөлд энэ харьцааг хэмжих нь чухал бөгөөд учир нь аль бүрэлдэхүүнийг асааж, унтрааж байгаагаас шалтгаалан чанар нь өөр өөр байх болно. Энэ харьцаа нь MathWorks хэрэглүүрийг ашиглан хэмжихэд хялбар бөгөөд өргөн хүрээний нөхцөлд автоматжуулж шалгах боломжтой.
THD-ийн талаар илүү ихийг эндээс авна уу .
Дараа нь бид хэрхэн яаж хийхийг харах болно симуляци ашиглан эрчим хүчний чанарын шинжилгээ.
Бидэнд онгоцны цахилгаан сүлжээний загвар бий. Сүлжээнд янз бүрийн ачааллын улмаас генераторын гаралтын хүчдэлийн долгионы хэлбэр гажиж байна. Энэ нь хүнсний чанар муудахад хүргэдэг. Эдгээр ачааллыг нислэгийн мөчлөгийн янз бүрийн үед салгаж, онлайнаар авчирдаг.
Бид янз бүрийн нөхцөлд энэ сүлжээний эрчим хүчний чанарыг үнэлэхийг хүсч байна. Үүний тулд бид THD-ийг автоматаар тооцоолохын тулд SPS болон MATLAB ашиглана. Бид GUI ашиглан харьцааг интерактив байдлаар тооцоолж эсвэл автоматжуулалтад MATLAB скриптийг ашиглаж болно.
Үүнийг жишээгээр харуулахын тулд загвар руу буцаж орцгооё. Манай онгоцны цахилгаан сүлжээний загвар нь генератор, хувьсах гүйдлийн автобус, хувьсах гүйдлийн ачаалал, трансформатор-шулуутгагч, тогтмол гүйдлийн ачааллаас бүрдэнэ. Бид янз бүрийн нөхцөлд сүлжээний өөр өөр цэгүүдэд эрчим хүчний чанарыг хэмжихийг хүсч байна. Эхлэхийн тулд би үүнийг зөвхөн генераторын хувьд интерактив байдлаар хэрхэн хийхийг зааж өгөх болно. Дараа нь би MATLAB ашиглан энэ процессыг хэрхэн автоматжуулахыг танд үзүүлэх болно. Бид эхлээд THD-ийг тооцоолоход шаардлагатай өгөгдлийг цуглуулахын тулд симуляци хийх болно.
Энэ график (Gen1_Vab) нь генераторын фазуудын хоорондох хүчдэлийг харуулж байна. Таны харж байгаагаар энэ нь төгс синус долгион биш юм. Энэ нь сүлжээний эрчим хүчний чанарт сүлжээнд байгаа бүрэлдэхүүн хэсгүүд нөлөөлдөг гэсэн үг юм. Симуляци хийж дууссаны дараа бид THD-ийг тооцоолохдоо Хурдан Фурье хувиргалтыг ашиглана. Бид powergui блокыг нээж, FFT шинжилгээний хэрэгслийг нээх болно. Симуляцийн явцад миний бичсэн өгөгдлийг уг хэрэгсэл автоматаар ачаалж байгааг харж болно. Бид FFT цонхыг сонгож, давтамж, хүрээг зааж, үр дүнг харуулна. Гармоник гажуудлын коэффициент 2.8% байгааг харж болно. Эндээс та янз бүрийн гармоникуудын оруулсан хувь нэмрийг харж болно. Гармоник гажуудлын коэффициентийг интерактив аргаар хэрхэн тооцоолохыг та харсан. Гэхдээ бид янз бүрийн нөхцөлд, сүлжээний өөр өөр цэгүүдэд коэффициентийг тооцоолохын тулд энэ процессыг автоматжуулахыг хүсч байна.
Одоо бид тогтмол гүйдлийн ачааллыг загварчлах боломжтой хувилбаруудыг авч үзэх болно.
Бид цэвэр цахилгаан ачааллыг загварчлахаас гадна цахилгаан ба дулааны нөлөөлөл, цахилгаан, механик, гидравлик зэрэг инженерийн янз бүрийн салбаруудын элементүүдийг агуулсан олон талт ачааллыг загварчилж чадна.
Манай тогтмол гүйдлийн хэлхээнд трансформатор-шулуутгагч, чийдэн, халаагч, түлшний насос, батерей орно. Нарийвчилсан загварууд нь бусад хэсгүүдийн нөлөөллийг харгалзан үзэх боломжтой, жишээлбэл, халаагчийн загвар нь температурын өөрчлөлтийн үед цахилгаан хэсгийн үйл ажиллагааны өөрчлөлтийг харгалзан үздэг. Шатахууны шахуурга нь бусад хэсгүүдийн нөлөөллийг харгалзан үзэж, тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгийн үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөг хардаг. Би загвар руу буцаж очоод ямар харагддагийг харуулах болно.
Энэ бол бидний хамтран ажилладаг загвар юм. Таны харж байгаагаар одоо трансформатор-шулуутгагч ба тогтмол гүйдлийн сүлжээ нь зөвхөн цахилгаан юм, өөрөөр хэлбэл. зөвхөн цахилгааны нөлөөллийг харгалзан үздэг. Тэд энэ сүлжээнд байгаа эд ангиудын цахилгааны хялбаршуулсан загвартай. Бид энэ системийн хувилбарыг (TRU DC Loads -> Multidomain) сонгож болох бөгөөд энэ нь бусад инженерийн салбаруудын нөлөөг харгалзан үзэх боломжтой. Сүлжээнд бид ижил бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй байгааг харж байна, гэхдээ цахилгаан загваруудын оронд бид бусад эффектүүдийг нэмсэн - жишээлбэл, зан төлөвт температурын нөлөөллийг харгалзан үздэг температурын физик сүлжээ. Шахуургад бид насосны гидравлик нөлөө болон систем дэх бусад ачааллыг харгалзан үздэг.
Загвар дээр харагдаж буй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг Simscape номын сангийн блокуудаас угсарсан. Цахилгаан, гидравлик, соронзон болон бусад салбаруудын нягтлан бодох бүртгэлийн блокууд байдаг. Эдгээр блокуудыг ашигласнаар та бидний олон талт гэж нэрлэдэг загваруудыг үүсгэж болно, өөрөөр хэлбэл. янз бүрийн физик, инженерийн салбарын нөлөөллийг харгалзан үзэх.
Бусад талбайн нөлөөг цахилгаан сүлжээний загварт нэгтгэж болно.
Simscape блокийн сан нь гидравлик эсвэл температур гэх мэт бусад домэйны эффектүүдийг дуурайлган хийх блокуудыг агуулдаг. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ашигласнаар та илүү бодитой сүлжээний ачааллыг үүсгэж, дараа нь эдгээр бүрэлдэхүүн хэсгүүд ажиллах нөхцөлийг илүү нарийвчлалтай тодорхойлох боломжтой.
Эдгээр элементүүдийг нэгтгэснээр та илүү төвөгтэй бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үүсгэхээс гадна Simscape хэлийг ашиглан шинэ захиалгат хичээлүүд эсвэл талбаруудыг үүсгэж болно.
Илүү дэвшилтэт бүрэлдэхүүн хэсгүүд болон параметрийн тохиргоог тусгай Simscape өргөтгөлүүдээс авах боломжтой. Үр ашгийн алдагдал, температурын нөлөөлөл зэрэг нөлөөллийг харгалзан эдгээр сангуудад илүү төвөгтэй, нарийвчилсан бүрэлдэхүүн хэсгүүд байдаг. Та мөн SimMechanics ашиглан 3D болон олон биет системийг загварчлах боломжтой.
Одоо бид нарийвчилсан загварыг хийж дууссаны дараа бид нарийвчилсан загварчлалын үр дүнг ашиглан хийсвэр загварын параметрүүдийг тохируулах болно. Энэ нь бидэнд нарийвчилсан симуляцийн үр дүнд тохирсон үр дүнг гаргахын зэрэгцээ хурдан ажилладаг загварыг өгөх болно.
Бид хийсвэр бүрэлдэхүүн загвараар хөгжүүлэлтийн процессыг эхлүүлсэн. Одоо бид нарийвчилсан загвартай болсон тул эдгээр хийсвэр загварууд ижил төстэй үр дүнг гаргахыг хүсч байна.
Ногоон өнгө нь бидний хүлээн авсан анхны шаардлагыг харуулж байна. Цэнхэр өнгөөр харуулсан хийсвэр загварын үр дүн нь улаан өнгөөр харуулсан нарийвчилсан загварчлалын үр дүнтэй ойролцоо байхыг бид хүсч байна.
Үүнийг хийхийн тулд бид оролтын дохиог ашиглан хийсвэр загварын идэвхтэй ба реактив хүчийг тодорхойлно. Идэвхтэй ба реактив чадлын хувьд тусдаа утгыг ашиглахын оронд бид параметржүүлсэн загвар бүтээж, хийсвэр загварын симуляцийн идэвхтэй ба реактив чадлын муруй нарийвчилсан загвартай таарч байхаар эдгээр параметрүүдийг тохируулна.
Дараа нь бид нарийвчилсан загварын үр дүнд нийцүүлэн хийсвэр загварыг хэрхэн тааруулж болохыг харах болно.
Энэ бол бидний даалгавар. Бидэнд цахилгаан сүлжээн дэх бүрэлдэхүүн хэсгийн хийсвэр загвар бий. Бид ийм хяналтын дохиог түүнд өгөхөд гаралт нь идэвхтэй ба реактив чадлын дараах үр дүн юм.
Бид нарийвчилсан загварын оролтод ижил дохио өгөхөд ийм үр дүн гардаг.
Бид хийсвэр болон нарийвчилсан загварын симуляцийн үр дүн нь нийцтэй байх шаардлагатай бөгөөд ингэснээр бид хийсвэр загварыг ашиглан системийн загвар дээр хурдан давтагдах боломжтой болно. Үүнийг хийхийн тулд бид үр дүн нь таарах хүртэл хийсвэр загварын параметрүүдийг автоматаар тохируулна.
Үүнийг хийхийн тулд бид хийсвэр болон нарийвчилсан загваруудын үр дүн тохирох хүртэл параметрүүдийг автоматаар өөрчлөх боломжтой SDO-г ашиглах болно.
Эдгээр тохиргоог тохируулахын тулд бид дараах алхмуудыг дагана.
- Нэгдүгээрт, бид нарийвчилсан загварын симуляцийн гаралтыг импортолж, параметрийн тооцоонд зориулж эдгээр өгөгдлийг сонгоно.
- Дараа нь бид ямар параметрүүдийг тохируулах шаардлагатайг тодорхойлж, параметрийн мужийг тохируулах болно.
- Дараа нь бид параметрүүдийг үнэлж, SDO нь үр дүн тохирох хүртэл параметрүүдийг тохируулна.
- Эцэст нь бид параметрийн тооцооллын үр дүнг баталгаажуулахын тулд бусад оролтын өгөгдлийг ашиглаж болно.
Зэрэгцээ тооцоолол ашиглан симуляцийг түгээх замаар та хөгжлийн процессыг ихээхэн хурдасгаж чадна.
Та олон цөмт процессорын өөр өөр цөмүүд эсвэл тооцоолох кластерууд дээр тусдаа симуляцийг ажиллуулж болно. Хэрэв танд Монте-Карлогийн шинжилгээ, параметрийн тохируулга эсвэл олон нислэгийн цикл ажиллуулах гэх мэт олон симуляци хийх шаардлагатай даалгавар байгаа бол та эдгээр симуляцийг орон нутгийн олон цөмт машин эсвэл компьютерийн кластер дээр ажиллуулж тарааж болно.
Ихэнх тохиолдолд энэ нь скрипт дэх for давталтыг паралель for давталт, parfor-оор солихоос илүү хэцүү биш байх болно. Энэ нь симуляцийг ажиллуулахад ихээхэн хурдасгахад хүргэдэг.
Бидэнд онгоцны цахилгаан сүлжээний загвар бий. Бид энэ сүлжээг нислэгийн мөчлөг, тасалдал, цаг агаар зэрэг олон төрлийн үйл ажиллагааны нөхцөлд туршиж үзэхийг хүсч байна. Бид эдгээр туршилтуудыг хурдасгахын тулд PCT, ажиллуулахыг хүссэн тест бүрийн загвараа тааруулахын тулд MATLAB ашиглана. Дараа нь бид симуляцийг миний компьютерийн өөр өөр цөмд тараах болно. Зэрэгцээ туршилтууд дараалсан тестүүдээс хамаагүй хурдан дуусахыг бид харах болно.
Энд бидний хийх ёстой алхамууд байна.
- Эхлээд бид parpool командыг ашиглан MATLAB-ийн ажилчид гэж нэрлэгддэг ажилчдын процессуудын санг бий болгоно.
- Дараа нь бид ажиллуулахыг хүссэн тест бүрт параметрийн багц үүсгэх болно.
- Бид симуляцийг эхлээд дараалан, дараалан хийнэ.
- Дараа нь үүнийг зэрэгцээ ажиллаж байгаа симуляцитай харьцуул.
Үр дүнгээс харахад зэрэгцээ горим дахь туршилтын нийт хугацаа нь дараалсан горимоос ойролцоогоор 4 дахин бага байна. Эрчим хүчний хэрэглээ ерөнхийдөө хүлээгдэж буй түвшинд байгааг бид графикаас харсан. Үзэгдэх оргилууд нь хэрэглэгчдийг асаах, унтраах үед сүлжээний янз бүрийн нөхцөлтэй холбоотой байдаг.
Симуляци нь янз бүрийн компьютерийн цөмд симуляцийг тарааж, хурдан гүйцэтгэх боломжтой олон туршилтуудыг багтаасан. Энэ нь үнэхээр өргөн хүрээний нислэгийн нөхцлийг үнэлэх боломжийг бидэнд олгосон.
Одоо бид боловсруулах үйл явцын энэ хэсгийг дуусгасны дараа бид алхам бүрийн баримтжуулалтыг хэрхэн автоматжуулах, туршилтыг хэрхэн автоматаар ажиллуулж, үр дүнг баримтжуулах талаар харах болно.
Системийн дизайн нь үргэлж давтагдах үйл явц юм. Бид төсөлд өөрчлөлт оруулж, өөрчлөлтийг туршиж, үр дүнг үнэлж, дараа нь шинэ өөрчлөлт хийдэг. Үр дүн, өөрчлөлтийн үндэслэлийг баримтжуулах үйл явц удаан үргэлжилдэг. Та SLRG ашиглан энэ процессыг автоматжуулж болно.
SLRG-ийг ашигласнаар та тестийн гүйцэтгэлийг автоматжуулж, дараа нь эдгээр туршилтын үр дүнг тайлан хэлбэрээр цуглуулж болно. Тайлан нь туршилтын үр дүнгийн үнэлгээ, загвар, графикийн дэлгэцийн агшин, C болон MATLAB кодыг агуулж болно.
Би энэ илтгэлийн гол санааг эргэн дурсаж дуусгая.
- Загварын үнэнч байдал, загварчлалын хурд хоёрын тэнцвэрийг олохын тулд загварчлалын горимууд болон загварын хийсвэрлэлийн түвшин зэрэг олон боломжуудыг бид олж харсан.
- Оновчлолын алгоритм болон зэрэгцээ тооцоолол ашиглан загварчлалыг хэрхэн хурдасгаж болохыг бид харсан.
- Эцэст нь бид MATLAB дээр симуляци, дүн шинжилгээ хийх даалгавруудыг автоматжуулах замаар хөгжүүлэлтийн процессыг хэрхэн хурдасгаж болохыг олж харлаа.
Автор материал - Михаил Песельник, инженер .
Энэ вэбинар руу холбогдоно уу
Эх сурвалж: www.habr.com