Моделирование режимов электрических цепей
Введение
Развитие сферы IT (ИТ) привело к неотъемлемому и повсеместному применению информационных технологий во всех сферах, включая образование. Впервые о необходимости ЭВМ для инженера заговорили в начале 80-х годов прошлого века [4] – академик А.И. Ершов в 1981-м году в докладе ЮНЕСКО назвал программирование второй грамотностью. Правда, необходимо учитывать временной фактор. В современной терминологии речь шла бы не о программировании как таковом, а об уровне информационной культуры.Изучение ИТ в ВУЗе должно решать три задачи: 1. освоение компетенций, необходимых в дальнейшей профессиональной деятельности; 2. подготовка для дальнейшего изучения дисциплин профессионального блока (необходимый набор компетенций в подготовке электроэнергетика и направления использования ЭВМ в профессиональной области электрика приведен в [5]).
Содержание
Введение
Синтез линейных цепей.
1Математическое моделирование
2 Визуальное моделирование
Трехфазное моделирование
1 Моделирование трехфазной электрической цепи при соединении фаз приемника по схеме звезда
2 Моделирование трехфазной электрической цепи при соединении фаз приемника по схеме треугольник
Моделирование переходных процессов цепей
1 Расчет режима классическим методом
2 Визуальное моделирование
2 Решение Дифференциальных Уравнений
Моделирование переходных процессов сетей
1 Расчёт и ввод параметров схемы замещения в Matlab
2 Приведение системы в установившийся режим
3 Экспериментальная часть
Моделирование режимов сетей
1 Расчёт и ввод параметров
2 Режим максимальных нагрузок
2 Режим минимальных нагрузок
3 Послеаварийный режим
Заключение
Список использованных источников
Список использованных источников
Образовательный математический сайт «Exponenta». [Электронный ресурс]. – URL: https://exponenta.ru/academy/license2 Волков И.А., Суханов Н.А. Расчет предельного времени отключения аварийного режима. Студенческий научный форум 2021: сборник статей Межд. научн.-практ. конф. – Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение». – 2021. – с.72-78.
3 Волков И.А., Суханов Н.А. Использование информационных технологий в задачах оптимизации. Лучшая студенческая статья 2022: сборник статей XLV Международного научно-исследовательского конкурса. – Пенза: МЦНС «Наука и Просвещение». – 2022. – с.23-27.
4 Волков И.А., Суханов Н.А. Математические аспекты применения прямых критериев устойчивости энергосистем. Сборник статей XLV Международного научно-исследовательского конкурса «Лучшая научная статья 2021». Пенза, 2021. – с.12-16.Электронный архив академика Ершова А.И. – URL: http://ershov.iis.nsk.su/ru/second_literacy/article (дата обращения: 14.08.2022).
5 Исаев А.С., Пряхина Н.А. Проблемы изучения информационных технологий студентами технических специальностей. Психолого-педагогические исследования – Тульскому региону: материалы Регион. науч.-практ. конф. магистрантов, аспирантов, стажеров (Тула, 18 мая 2022 г.) / редкол.: С.В. Пазухина [и др.] – Чебоксары: ИД «Среда», 2022. – с.59-66.
6 Письмо Минобрнауки России от 12.07.21 №МН-5/4611. Информационные модули «Введение в информационные технологии», «Информационные технологии и программирование». – М.: 2021. – 91 с.
7 Письмо Минобрнауки России от 27.07.21 №МН-5/7012. Лист согласования к модулю «Введение в информационные технологии», «Информационные технологии и программирование». – М.: 2021. – 5 с.
8 Городня Л.В. Парадигма программирования: учебное пособие для вузов. – Санкт-Петербург: Лань, 2021. – 232 с.
9 Ганичева А.В., Ганичев А.В. Математическое программирование: учебное пособие для СПО. – Санкт-Петербург: Лань, 2021. – 88 с.
10 Никифоров С.Н. Прикладное программирование: учебное пособие.
Для решения ДУ используется блок «Differential Equation Editor» (редактор дифференциальных уравнений) – запуск из командной строки командой dee (в версии программы 2020 и более новых относится к недокументированным демонстрационным функциям и может использоваться в виде дополнения после инсталляции программы). При этом не используется синтаксис программного построения скриптов в Matlab. Следовательно, для использования модели квалификация программиста не требуется.Модель приведена на рис. 3.4-а, коэффициенты системы (3) переданы как значения непосредственно в блоке dee (возможна их передача как констант в виде матрицы входных параметров через блок Constant – результат при этом не изменится). Итоговые зависимости параметров режима (ток через индуктивность, напряжение на емкости) непосредственно визуализированы в два осциллографа Scope – рис.3.7-б. Результаты позволяют говорить об адекватности модели объекту исследования (в начале режима значения параметров не изменяются скачком, что согласуется с законами коммутации).Имитационное моделирование – цифровое представление системы. Имитационный эксперимент определяет параметры системы, представленные в модели. Для этого используется библиотека Simulink, модель (рис. 3.5) представляет собой структурную схему, предназначенную в данном частном случае для решения (3.5). Она включает в себя два блока задания констант Constant, шесть усилителей Gain, два сумматора Add, два интегратора Integrator. Коэффициенты системы (3.3) передаются при выполнении операции умножения (Gain). Результаты выводятся непосредственно на электронные осциллографы Scope (рис.3.5). Они соответствуют известным теоретическим положениям и расчетам другим методом (рис.3.5), что говорит о работоспособности модели.