power_analyze

Анализируйте электрическую цепь

Синтаксис

sps = power_analyze('sys','structure') [A,B,C,D,x0,states,inputs,outputs,uss,xss,yss,frequencies,Hlin] =... power_analyze('sys') sps = power_analyze('sys','sort') sps = power_analyze('sys','ss') power_analyze('sys','net') SW = power_analyze('sys','getSwitchStatus') sps = power_analyze('sys','setSwitchStatus',SW)

Описание

Команда power_analyze вычисляет эквивалентную модель в пространстве состояний заданной электрической модели, созданной с программным обеспечением Simscape™ Electrical™ Specialized Power Systems. Это оценивает A, B, C, D стандартные матрицы системы пространства состояний, описанной уравнениями

$\begin{array}{l} \dot{x} = A x + B u \\ y = C x + D u \end{array}$

где вектор состояния, x представляет токи индуктора и конденсаторные напряжения, входной вектор u, представляет напряжение и текущие источники, и выходной вектор y представляет напряжение и текущие измерения модели.

Нелинейные элементы, такие как устройства переключателя, двигатели и машины, моделируются текущими источниками, управляемыми напряжениями через терминалы нелинейного элемента. Нелинейные элементы производят дополнительные текущие исходные входные параметры для вектора u и дополнительные измерения напряжения выходные параметры к вектору y.

Блоки Simulink^® модели, а также внутренних моделей Simulink Simscape Electrical Специализированные нелинейные элементы Энергосистем не представлены в матрицах пространства состояний.

Матрицы пространства состояний

A, B, C, D матрицы вычисляются для конкретной топологии схемы, где все устройства переключателя, если таковые имеются, считаются открытым состоянием (то есть, с бесконечным импедансом).

power_analyze также вычисляет Aswitch, Bswitch, Cswitch и матрицы Dswitch для топологии схемы, которые учитывают, начальное состояние (открываются/закрывают) Прерывателя и Идеальных блоков switch, существующих в модели. Начальное состояние электронных устройств степени (Диоды, Тиристоры, и так далее) считается открытым, если ненулевое начальное текущее значение не задано в маске устройства, когда параметр Лона отличается от нуля.

Для схемы, которая не содержит переключателей, Aswitch, Bswitch, Cswitch и матрицы Dswitch имеют точно те же значения как A, B, C, D матрицы.

Состояния

В программном обеспечении Simscape Electrical Specialized Power Systems каждое имя переменной состояния начинается с префиксного Uc_ для конденсаторных напряжений или Il_ для токов индуктора, сопровождаемых под названием блок, в котором найден элемент (C или L).

Вектор символов добавляется к этому префиксу для блоков, содержащих больше чем одну индуктивность или конденсатор. Например, блок Linear Transformer представлен с четырьмя переменными состояния, один для каждой трех индуктивности утечки, заданной с префиксами Il_winding_x:, где x является извилистым количеством преобразователя и одним состоянием для индуктивности намагничивания, заданной с префиксным Il_Lm:.

Входные параметры

Каждое имя переменной состояния ввода начинается с префиксного U_ для источников напряжения или I_ для текущих источников, сопровождаемых под названием исходный блок. Текст может быть добавлен к префиксу для блоков, содержащих больше чем один источник. Например, блок Synchronous Machine производит два текущих входных параметров с префиксами I_A: и I_B: (фаза A и токи машины фазы B).

Выходные параметры

Каждое имя переменной состояния вывода начинается с префиксного U_ для напряжения выходные параметры или I_ для текущих производительностей, сопровождаемых под названием блок, который производит вывод. Текст может быть добавлен к префиксу для блоков, содержащих больше чем один вывод. Например, блок Synchronous Machine производит два напряжения выходные параметры с префиксами U_AB: и U_BC: (два напряжения от фазы к фазе машины).

Подпишите соглашения

Следующие соглашения используются для входных параметров:

Источник текущее течение в направлении стрелки положителен.
Положительное исходное напряжение обозначается +, входят в систему значок.

Соглашения знака, используемые для напряжений и токов переменных состояния и измерения выходные параметры, описаны в Измеряющихся Напряжениях и Токах. См. также Соглашения Знака для Напряжений и Токи для текущих направлений и полярностей напряжения.

Выходные аргументы: Структура

sps = power_analyze('sys','structure') создает массив структур sps с полями и значениями, описывающими модель sys.

Поля массива структур заданы в следующем порядке.

Поле	Описание
`circuit`	Имя модели
`states`	Массив `char` имен переменной состояния
`inputs`	Массив `char` системы ввел имена
`outputs`	Массив `char` системы вывел имена
`A`	`nstates`-by-`nstates` пространство состояний матрица
`B`	`nstates`-by-`ninput` пространство состояний B матрица
`C`	`noutput`-by-`nstates` пространство состояний C матрица
`D`	`noutput`-by-`ninput` пространство состояний D матрица
`x0`	`nstates`-by-1 вектор начальных условий переменных состояния перечислен в состояниях
`xss`	`nstates`-by-`nfreq` установившиеся значения `states`. Множество значений вычисляется для каждой частоты, заданной в векторе `frequencies`.
`uss`	`ninput`-by-`nfreq` установившиеся значения `inputs`. Множество значений вычисляется для каждой частоты, заданной в векторе `frequencies`.
`yss`	`noutput`-by-`nfreq` установившиеся значения `outputs`. Множество значений вычисляется для каждой частоты, заданной в векторе `frequencies`.
`frequencies`	1 `nfreq` вектором входных исходных частот упорядочен путем увеличения значений
`DependentStates`	Массив `char` зависимых имен переменной состояния. Зависимые состояния не включены в уравнения пространства состояний.
`x0DependentStates`	Вектор начальных условий зависимых состояний
`xssDependentStates`	`nstates`-by-`nfreq` установившиеся значения зависимых состояний
`Adiscrete`	Дискретное пространство состояний матрица. Возвращает пустое значение, когда Powergui находится в непрерывном или в режиме фазовращателя.
`Bdiscrete`	Дискретное пространство состояний B матрица. Возвращает пустое значение, когда Powergui находится в непрерывном или в режиме фазовращателя.
`Cdiscrete`	Дискретное пространство состояний C матрица. Возвращает пустое значение, когда Powergui находится в непрерывном или в режиме фазовращателя.
`Ddiscrete`	Дискретное пространство состояний D матрица. Возвращает пустое значение, когда Powergui находится в непрерывном или в режиме фазовращателя.
`x0discrete`	Вектор дискретных начальных условий. Возвращает пустое значение, когда Powergui находится в непрерывном или в режиме фазовращателя.
`SampleTime`	Значение шага расчета раньше вычисляло дискретные матрицы пространства состояний
`Aswitch`	Матрица, учитывающая начальное состояние устройств переключателя
`Bswitch`	B матрица, учитывающая начальное состояние устройств переключателя
`Cswitch`	C матрица, учитывающая начальное состояние устройств переключателя
`Dswitch`	D матрица, учитывающая начальное состояние устройств переключателя
`x0switch`	Вектор начальных значений токов переключателя
`Hlin`	`noutput-by-ninput-by-nfreq` объединяет передаточную функцию импедансов линейной системы, соответствующей частотам, содержавшимся в векторе частот. Для особой частоты `Hlin` задан `yss(:,i) = Hlin(:,:,i) * uss(:,i)`
`OscillatoryModes`	Отобразите колебательные режимы системы пространства состояний

Таблица использует следующие соглашения:

nstates является количеством состояний.
ninput является количеством входных параметров.
noutput является количеством выходных параметров.
nfreq является количеством входных исходных частот.

[A,B,C,D,x0,states,inputs,outputs,uss,xss,yss,frequencies,Hlin] =... power_analyze('sys') возвращает вычисления пространства состояний в отдельных переменных.

Выходные аргументы: Вид

sps = power_analyze('sys','sort') возвращает массив структур sps со следующими полями, связанными с соединением Simscape Electrical Специализированные блоки Энергосистем в модели. Поля заданы в следующем порядке.

Поле	Описание
`circuit`	Имя модели
`SampleTime`	Шаг расчета для дискретных систем
`RlcBranch`	Матрица `rlc` в формате `power_statespace`
`RlcBranchNames`	Список блоков, содержащих переменную состояния
`SourceBranch`	Исходная матрица в формате `power_statespace`
`SourceBranchNames`	Имена блоков, заданных как источники
`InputNames`	Имена входных параметров системы
`OutputNames`	Имена выходных параметров системы
`OutputExpressions`	Выходное выражение в формате `power_statespace`
`OutputMatrix`	Выходное выражение в матричном (внутреннем) формате
`MeasurementBlocks`	Имена напряжения и текущих блоков измерения

Выходные аргументы: ss

sps = power_analyze('sys','ss') создает непрерывную модель в пространстве состояний модели sys с матрицами A, B, C, D. Необходимо было установить программное обеспечение Control System Toolbox™ для этой опции. Вывод является объектом пространства состояний.

Выходные аргументы: .NET

power_analyze('sys','net') генерирует список соединений, сохраненный в файле, sys.net. Файл содержит числа узла, автоматически сгенерированные power_analyze, а также значениями параметров всех линейных элементов. Смотрите форматы, описанные на странице с описанием power_statespace.

Выходные аргументы: getSwitchStatus

SW = power_analyze('sys','getSwitchStatus') возвращает массив структур с именами переключателя и их начальным состоянием. Можно использовать структуру SW, чтобы задать состояния переключателя для конкретной топологии схемы и вычислить соответствующие матрицы пространства состояний с помощью команды sps = power_analyze('sys','setSwitchStatus',SW). Структура SW содержит следующие поля.

Поле	Описание
`SwitchNames`	Имена переключателей системы
`SwitchStatus`	Вектор начальных состояний переключателей

Выходные аргументы: setSwitchStatus

sps = power_analyze('sys','setSwitchStatus',SW) создает массив структур sps с полями и значениями, описывающими матрицы пространства состояний модели sys для состояния переключателя, заданного в SW. Используйте команду SW = power_analyze ('sys', 'getSwitchStatus'), чтобы получить массив структур SW.

Поле	Описание
`A`	`nstates`-by-`nstates` пространство состояний матрица A
`B`	`nstates`-by-`ninput` пространство состояний матрица B
`C`	`noutput`-by-`nstates` пространство состояний матрица C
`D`	`noutput`-by-`ninput` пространство состояний матрица D
`x0`	`nstates`-by-1 вектор начальных условий переменных состояния перечислен в состояниях

Примеры

Получите матрицы пространства состояний и установившиеся напряжения и токи для схемы power_netsim2.

Команда

sps = power_analyze('power_netsim2','structure');

возвращает модель в пространстве состояний в переменной структуры sps.

sps.A =
   1.0e+04 *
         0    			6.2500
   -0.0083			-1.4250

sps.uss =
	0
	1000

sps.xss =
   	1.0e+02 *
   	4.8392 - 5.1314i
   	0.0310 + 0.0292i

sps.yss =
   	1.0e+02 *
   	8.5535 - 1.6287i	
	 0

sps.inputs = 
	I_Breaker
	U_Source

sps.outputs =
	U_Breaker
	I_Current Measurement

Индуктор, текущий из 51 Ома, блок на 12 мГн и конденсаторное напряжение 120 Ом, 16-µF блок, являются переменными с двумя состояниями в этой схеме. Блок Breaker является нелинейным элементом, который представлен текущим источником (первый вход) управляемый напряжением через его терминалы (первый вывод).

Документация