Частота и режим симуляции времени

Режим симуляции частоты и времени ускоряет симуляцию систем с одной номинальной частотой, позволяя вам увеличить максимальный размер шага для переменных решателей. Этот режим также позволяет вам выполнить анализ фазовращателя таких систем при помощи блоков в подбиблиотеке Periodic Operators библиотеки Physical Signals.

В зависимости от вашей задачи можно переключиться между временем и frequency-time режимами симуляции, не изменяя модель. Например, используйте режим симуляции времени, чтобы изучить переходные эффекты, и затем переключиться на frequency-time режим, чтобы выполнить анализ фазовращателя модели.

Ускорение симуляции модели

Формулировка уравнения Frequency-time предназначается для систем линейного и линейного варьирования параметра (LPV). Это ускоряет симуляцию с помощью решателя переменного шага, потому что размер шага решателя больше не ограничивается периодом номинальной частоты.

Frequency-time режим симуляции основан на изменении формулировки уравнения для физической сети с номинальной частотой ω ₀ путем деления его переменных на две категории:

Переменные времени, которые медленно варьируются относительно номинального периода 2π/ω0
Переменные частоты, которые являются синусоидальными и представляют обеспеченный ответ на номинальной частоте, x = d _x + a _xcos (ω ₀t) + b _xsin (ω ₀t)

В режиме симуляции времени размер шага решателя обычно ограничивается небольшой частью периода номинальной частоты. В frequency-time режиме симуляции, представлении частоты или fast, переменные как синусоиды позволяют переменному решателю делать намного большие шаги. Ускоряющийся эффект особенно объявлен в комплексных системах машины, которые используют трехфазные блоки Simscape™ Electrical™.

Когда вы запускаете модель в frequency-time режиме симуляции, программное обеспечение автоматически обнаруживает номинальную частоту и определяет, какая из переменных является fast (частота) и которые являются slow (время).

Чтобы извлечь выгоду из улучшенной производительности, переменные времени в системе должны иметь медленную динамику. Если переменные времени будут иметь постоянные времени, сопоставимые с, или меньший, чем, номинальный период частоты, frequency-time симуляция такой системы будет медленным (из-за большого количества тактов, требуемых разрешить эти движущие силы) и возможно неточный. В таких случаях используйте режим симуляции времени вместо этого.

Переменная инициализация для симуляции Frequency-Time

Переменная инициализация для frequency-time формулировки уравнения следует этим правилам:

Для переменных времени и алгебраических переменных частоты, сохраняются цели инициализации и приоритеты.
Для динамических переменных частоты приоритет инициализации переключается на None потому что решатель использует синусоидальное установившееся приближение в этих переменных.

Ограничения

Формулировка уравнения Frequency-time предназначается для систем с одной номинальной частотой. Другими словами:

Модель должна иметь по крайней мере один синусоидальный источник в своей физической сети.
В случае нескольких синусоидальных источников они должны все действовать на той же частоте.
Блоки вне физической сети, такие как блок Sine Wave, не рассматриваются допустимыми синусоидальными источниками.

При попытке запустить frequency-time симуляцию на модели, которая не соответствует указанным выше критериям, вы получаете сообщение об ошибке.

Выполните синусоидальный установившийся анализ модели

В этом примере показано, как можно развернуть различные режимы симуляции на той же модели, в зависимости от типа анализа, вы хотите выполнить.

Модель линии электропередачи, используемая в этом примере, создана от 50 идентичных блоков, каждый блок, представляющий один сегмент T-раздела. Для получения дополнительной информации смотрите Линию электропередачи. Модель имеет один синусоидальный источник (AC Voltage) и работает с номинальной частотой 200 МГц, который делает его хорошим кандидатом на frequency-time симуляцию.

Откройте модель Линии электропередачи в качестве примера путем ввода ssc_transmission_line в командном окне MATLAB^®.
Расширьте подсистему Датчика Напряжения, которая состоит из блока Voltage Sensor, блока Solver Configuration и блока PS-Simulink Converter, соединенного с осциллографом.
Чтобы анализировать переходное поведение модели, запустите его в режиме симуляции времени.
Откройте диалоговое окно блока Solver Configuration и проверьте, что параметр Equation formulation устанавливается на Time. Симулируйте модель.
Можно наблюдать задержку передачи от результатов симуляции.
Чтобы выполнить анализ фазовращателя, переключитесь на frequency-time режим симуляции.
Откройте диалоговое окно блока Solver Configuration и установите параметр Equation formulation на Frequency and time. Симулируйте модель.
Заметьте, что в frequency-time режиме симуляция запускается в синусоидальном устойчивом состоянии.
Чтобы определить амплитуду и фазу основной частоты, соедините блок PS Harmonic Estimator (Amplitude, Phase) с датчиком напряжения выход. Добавьте соответствующие осциллографы.
Откройте диалоговое окно блока PS Harmonic Estimator (Amplitude, Phase) и установите параметр Base frequency на 200 MHz, совпадать с номинальной частотой модели. Также установите модуль параметра Minimum amplitude for phase detection на V, совпадать с модулем входного сигнала.
Дважды кликните блок PS-Simulink Converter, соединенный с портом A блока PS Harmonic Estimator (Amplitude, Phase). Установите параметр Output signal unit на V.
Симулируйте модель.
Регистрируемые данные моделирования для переменных частоты содержат подузлы, которые позволяют вам исследовать переменное мгновенное значение, амплитуду, фазу, и возместить данные отдельно.
Примечание
Если вы используете рабочий процесс живой потоковой передачи данные Инспектору Данных моделирования, записанные данные моделирования не содержат эти подузлы. Чтобы просмотреть дополнительные подузлы для переменных частоты, снимите флажок Record data in Simulation Data Inspector и повторно выполните симуляцию.

Документация