При моделировании и анализе мехатронных систем, архитектуры аналоговых цепей или систем электроснабжения с использованием Simscape™ Electrical™ рабочий процесс может включать в себя следующие задачи:
Создайте модель Simulink ®, включающую компоненты из библиотек Simscape Electrical.
В большинстве приложений наиболее естественно моделировать физическую систему с помощью блоков Simscape Electrical и других блоков Simscape, а затем разрабатывать контроллер или алгоритм обработки сигналов в Simulink.
Дополнительные сведения о моделировании физической системы см. в разделе Основные методы электрического моделирования.
Определите данные компонента, указав электрические или механические свойства, определенные в листе данных.
Дополнительные сведения о параметризации см. в разделе Параметризация блоков из таблиц данных.
Настройте параметры решателя.
Дополнительные сведения о настройках, которые в наибольшей степени влияют на решение физической системы, см. в разделе Настройка решателей для физических моделей.
Запустите моделирование.
Дополнительные сведения о моделировании электрической системы во временной области см. в разделе Моделирование электронной, мехатронной или электрической энергосистемы.
На начальной странице Simulink раздел Simscape содержит шаблоны моделей, которые предоставляют шаблоны проектирования для моделирования с помощью Simscape Electrical:
Электрический
Электрическая трехфазная
Механическое вращение
Механическая трансляция
Модели, создаваемые из этих шаблонов, имеют соответствующий блок привязки, требуемый блок конфигурации решателя и часто используемые блоки сопряжения Simscape-Simulink, уже находящиеся в холсте Simulink. Модели также содержат ссылки, которые можно дважды щелкнуть для доступа к другим блокам в соответствующих библиотеках Simscape.
Чтобы создать модель с помощью одного из следующих шаблонов Simscape:
Откройте начальную страницу Simulink. На вкладке Главная страница MATLAB ® нажмите кнопку Simulink. Либо в командной строке введите:
simulink
В разделе Simscape найдите шаблоны, предварительно настроенные для моделирования с помощью Simscape Electrical. Выбор шаблона открывает модель в редакторе Simulink Editor. Для сохранения модели выберите «Моделирование» > «Сохранить» > «Сохранить как».
Блоки Simscape Electrical, написанные на языке Simscape, полностью совместимы с технологией Simscape, включая локальный решатель, генерацию кода и регистрацию данных.
Блоки Simscape Electrical имеют однофазные, составные трехфазные, термические, магнитные, механически-поступательные и механические поворотные консервирующие порты. Для построения моделей, соответствующих однолинейным схемам трехфазных электрических систем, можно использовать составные трехфазные порты. Составные трехфазные порты подключаются к другим составным трехфазным портам. Электрические и механические вращательные консервационные порты подключаются непосредственно к компонентам библиотеки Simscape Foundation и дополнительным продуктам Simscape, таким как Simscape Driveline™. Блок разделения фаз можно использовать для разделения составного трехфазного порта на отдельные электрические консервационные порты.
Программное обеспечение Simscape Electrical предоставляет примеры исходного кода языка Simscape для машин и трансформаторов, которые можно просматривать и настраивать. Для доступа к блокам примеров введите ThreePhaseExamples_lib в командной строке MATLAB.
Для блока «Инерция станка» и асинхронных и синхронных блоков станка в программе Simscape Electrical можно выполнить некоторые полезные действия печати и отображения с помощью меню «Электрооборудование» в контекстном меню блока. Например, чтобы построить график зависимости крутящего момента от скорости (в единицах СИ) для блока намотки ротора индукционной машины, щелкните блок правой кнопкой мыши. В контекстном меню блока выберите «Electrical» > «Plot Torque Speed (SI)». Программа отображает результаты в окне рисунка.
С помощью других опций меню Electrical можно выводить значения в единицах измерения или отображать значения базовых параметров в окне команд MATLAB. Эти опции позволяют быстро настроить производительность трехфазной машины.
Программное обеспечение Simscape Electrical включает две различные технологии и соответствующие библиотеки. Сравнение двух технологий см. в разделе Библиотеки блоков Simscape Electrical. Выберите технологию Simscape Electrical, наиболее подходящую для вашего моделирования, и, по возможности, создайте модель с использованием блоков исключительно из этой технологии. Однако при необходимости можно построить модель, использующую блоки обеих технологий. Для этого используйте блоки из библиотеки Simscape > Electrical > Specialized Power Systems > Fundamental Blocks > Interface Elements для взаимодействия между ними.
Блоки Simscape Electrical позволяют выполнять анализ компромиссов для оптимизации конструкции системы, например, путем тестирования различных алгоритмов с различными схемами реализации. Библиотека содержит блоки, использующие либо высокоуровневые, либо более подробные модели для моделирования компонентов. Simscape Electrical не имеет возможности:
Выполнение задач компоновки (физического проектирования) или связанных задач реализации, таких как компоновка в сравнении со схемой (LVS), проверка правил проектирования (DRC), извлечение паразитов и обратная аннотация.
Модель 3-D паразитные эффекты, которые обычно важны для высокочастотных приложений.
Для этих типов требований необходимо использовать пакет EDA, специально разработанный для реализации аналоговых схем.