|
فهرست مندرجات
لف – zero صفرهاي تابع تبديل 4
ب - pole قطب‌هاي تابع تبديل 4
ج - gain اندازه تابع تبديل 4
بلوك OUT 6
دكمه‌هاي بلوك Scope 7
تنظيم محور y : 10
بلوك‌هاي نقابدار : 14
مراحل ايجاد بلوك نقابدار: 14
Lables : 24
فصل اول 42
5-1 درايوهاي سه فاز 62
فصل دوم 78
1-9-2 تبديل پيوسته به ديجيتال 120
فصل سوم 129
فصل چهارم 159
این پایان نامه 215 صفحه دارد
بخش هایی از ابتدای فایا پایان نامه کنترل دور موتور dc
در اين پايان‌نامه كه مشتمل چهار فصل است، كنترل دور موتور dc به طور جامع توضيح داده شده است.
از آنجايي كه براي شبيه‌سازي مدل‌ها از SimUlink و براي بخش‌هاي كنترلي از SimUlink Response Optimization استفاده شده است، در بخش مقدمه، توضيحي اجمالي بر اين موضوعات داشته‌ايم.
در فصل اول، در باره درايوهاي dc با استفاده از بلوك‌هاي SimUlink ,simpower و بلوك NCD (با تغيير گشتاوربار و سرعت ) توضيح داده شده است.
در فصل چهارم، كليه بخش‌هاي استفاده شده در فصل سوم مدل‌سازي شده‌اند و كنترل دور موتور dc با استفاده از بلوك NCD توضيح داده شده است.
در پايان لازم است كه از زحمات استاد گرامي ،جناب آقاي دكتر سروي كه در ارائه اين پروژه مرا راهنمايي كردند،تشكر كنم.
مقدمه‌اي بر SimUlink
از آنجائي كه در بخش‌هاي مختلف، براي مدل‌سازي وشبيه‌سازي، ما از SimUlink استفاده كرده‌ايم سعي مي‌كنيم در اين فصل به طور خلاصه درباره ايجاد مدل در Sim U link برخي بلوك‌هاي آن كه در فصل‌هاي مختلف از آن استفاده شده است، توضيح مي‌دهيم.
چهار بلوك اصلي كه در نمايش تمام سيستم‌هاي پيوسته خطي به كار مي‌روند عباتند‌از : بلوك بهره، بلوك جمع ، بلوك مشتق ، بلوك انتگرال‌گير.
علاوه بر اين چهار بلوك اصلي ، بلوك تابع تبديل نيز اغلب در مدل سازي سيستم‌هاي فيزيكي و كنترل كننده استفاده مي‌شود . بنابراين هر كدام از اين بلوك‌ها را به اختصار توضيح مي‌دهيم.
1- بلوك بهره : خروجي اين بلوك ، حاصلضرب ورودي آن در يك مقدار ثابت است . توجه مي‌كنيم كه خروجي به طور پيوسته از ورودي تبعيت مي‌كند. يعني
اين بلوك در commonly used block از simulink library يافت مي‌شود .
2- بلوك جمع : اين بلوك حداقل يك ورودي و دقيقاً يك خروجي دارد . اگر تعداد ورودي‌ها زياد باشد ، بهتر است از چند بلوك جمع متوالي استفاده شود . ( به منظور بهتر خواندن )
اين بلوك در commonly used block از simulink library يافت مي‌شود.
3- بلوك مشتق : اين بلوك يك ورودي و يك خروجي دارد. اين بلوك در continuos از simulink library يافت مي‌شود .
4- بلوك انتگرال‌گير : اين بلوك نيز، يك ورودي و يك خروجي دارد. اين بلوك در continuos از SimUlink library يافت مي‌شود .
5- بلوك‌هاي تابع تبديل :
SimUlink دو بلوك براي پياده سازي تابع تبديل دارد .
1) transfer Fcn : اين بلوك در continuos از Sim U link library يافت مي‌شود و داراي دو فيلد است : الف- Numerator شامل ضرايب صورت با توان‌هاي كاهشي s
ب- Denominator شامل ضرايب مخرج با توان‌هاي كاهشي s
2) Zero – Pole : اين بلوك در continuos از SimUlink library يافت مي‌شود و داراي سه فيلد است .
الف – zero صفرهاي تابع تبديل
ب - pole قطب‌هاي تابع تبديل
ج - gain اندازه تابع تبديل
6- بلوك MATLAB Fcn : از اين بلوك در فصل 3 ، استفاده شده است ، اين بلوك مانند بلوك Fcn يك بلوك غير خطي است . بلوك MATLAB Fcn سرعت كمتري نسبت به بلوك Fcn دارد ولي نسبت به Fcn اوليت دارد چون اين بلوك قادر به محاسبات ماتريسي است در صورتي كه بلوك Fcn اين قابليت را ندارد . اين بلوك در user - definded function از SimUlink library يافت مي‌شود .
7- بلوك ثابت constant : اين بلوك كه در source library يافت مي‌شود براي ايجاد مقداري ثابت كه مي‌تواند برداري يا اسكالر باشد به كار مي‌رود .
8- بلوك محدود كننده (saturation ) اين بلوك براي پياده سازي بلوك غير خطي اشباع به كار مي‌رود. اين بلوك داراي يك حد بالا(Upper limit) و يك حد پايين Lower limit مي‌باشد. هرگاه مقدار ورودي بين حدود باشد، مقدار خروجي برابر مقدار ورودي خواهد بود، اگر ورودي از Upper limit بيشتر شود، خروجي برابر حد بالا و اگر ورودي از Lower limit كمتر شود، خروجي برابر حد پايين مي‌شود. اين بلوك در Discontinuties از simUlink library يافت مي‌شود.
9- Manual switch : هرگاه مي‌خواهيم ورودي بين دو مقدار Switch كند از اين بلوك استفاده مي‌كنيم. با دوبار كليك كردن روي اين بلوك، ورودي بين دو مقدار تعين شده، Switch مي‌كند. اين بلوك در Commonly Used block يافت مي‌شود.
10- بلوك زمين (Ground) : اين بلوك به منظور جلوگيري از ايجاد پيغام خطا توسط سيمولينك به ورودي‌ها استفاده شده متصل مي‌گردد. اين بلوك در Commonly Used block يافت مي‌شود.
11- بلوك To workspace و بلوكC lock :
اين دو بلوك در sim U link بسيار كاربرد دارند. بلوك To workspace، سيگنال ورودي خود را در ماتريس MATLAB ذخيره مي‌كند. اين سيگنال بعد از توقف شبيه‌سازي در فضاي كاري MATLAB قابل دستيابي است. اين بلوك در Sink از sim U link library يافت مي‌شود.
بلوك Clock نيز، سيگنالي متشكل از زمان فعلي شبيه‌سازي توليد مي‌كند. اين بلوك در Source يافت مي‌شود.
در واقع براي اينكه بعد از پايان شبيه‌سازي، سيگنالي را در Work space مشاهده كنيم از اين دو بلوك استفاده مي‌كنيم. سيگنالي را كه مي‌خواهيم مشاهده كنيم به يك بلوك To workspace وصل مي‌كنيم و بلوك Clock را به يك بلوك To workspace ديگر وصل مي‌كنيم. نكته بسيار مهم كه بايد به آن توجه كرد اين است كه در هر دو بلوك To workspace، بايد Structure را به Array تغيير دهيم. اكنون با استفاده از دستور Plot كه در Work space MATLAB تايپ مي‌كنيم، مي‌توانيم بعد از پايان شبيه‌سازي نمودار سيگنال مربوطه را بر حسب زمان مشاهده كنيم.
12- بلوك OUT : براي ايجاد دريچه خروجي براي زير سيستم به كار مي‌رود. اين بلوك در Commonly Used block يافت مي‌شود.
13- بلوك IN : براي ايجاد ورودي براي زير سيستم به كار مي‌رود. اين بلوك در Commonly Used block يافت مي‌شود.
14- بلوك Scope : از آنجائيكه بلوك Scope در Simulation مكرراً به كار مي‌رود اين بلوك را به طور كامل توضيح مي‌دهيم.
بلوك Scope تقليدي از اسيلوسكوپ مي‌باشد. اين بلوك بخشي از سيگنال ورودي كه مي‌تواند برداري يا اسكالر باشد را نمايش مي‌دهد. گستره عمودي (محور y) و گستره افقي (زمان روي محور x) را مي‌توان با هر مقدار مورد نظر تنظيم نمود. محور افقي مقدار واقعي سيگنال ورودي را نمايش مي‌دهد. درجه‌بندي محور افقي همواره از صفر شروع مي‌شود و به مقدار مشخص شده با عنوان Time range خاتمه مي‌يابد. بنابراين، مثلاً اگر گستره افقي 10 و زمان فعلي 100 باشد، داده ورودي براي دوره 90 تا 100 نمايش داده مي‌شود؛ اگر چه عنوان محور افقي هنوز صفر تا 10 مي‌باشد. اهداف اوليه بلوك Scope براي استفاده حين شبيه‌سازي مي‌باشد، اما بلوك قابليت ايجاد كپي پرينت شده‌اي از تصوير را نيز داراست. به علاوه بلوك Scope مي‌تواند سيگنالي كه ترسيم مي‌كند را براي تحليل اضافي و ترميم، مثلاً با استفاده از دستور Plot يا دستور Simplot ، به كاري MATLAB ارسال نمايد.
بلوك Scope را مي‌توانيد بدون اتصال خط سيگنال به ورودي به آن و با پيكربندي آن به صورت بلوك Scope شناور در مدل قرار دهيد. بلوك Scope شناور از هر خط سيگنالي كه در حين اجراي شبيه‌سازي كليك مي‌كنيد، به عنوان ورودي استفاده خواهد كرد.
دكمه‌هاي بلوك Scope عبارتند از:
1- دكمه Zoom : دكمه Zoom امكان تمركز روي ناحيه‌اي از نمايشگر را فراهم مي‌كند.
2- دكمه Zoom x : امكان تمركز روي بخشي از نمايشگر را بدون تغيير مقياس عمودي، فراهم مي‌كند.
3- دكمه Zoom y : دكمه Zoom y امكان تمركز روي بخشي از نمايشگر را بدون تغيير مقياس افقي، فراهم مي‌كند.
4- Auto scale : مقياس عمودي را به نحوي تغيير مي‌دهد كه حد پايين آن برابر حداقل مقدار سيگنالي كه هم‌اكنون نمايش داده مي‌شود و حد بالايي آن برابر حداكثر مقدار سيگنالي كه اكنون نمايش داده مي‌شود، باشد. براي مقياس‌بندي مجدد نمايشگر، حين شبيه‌سازي نيز مي‌توانيد Auto scale را كليك كنيد.
5- Save axies : مقياس فعلي را مقياس پيش‌فرض بلوك Scope قرار مي‌دهد. اگر مقياس را تغيير داده و سپس شبيه‌سازي را بدون اينكه ابتدا Save axis را كليك كنيد، مجدداً اجرا نماييد؛ با شروع شبيه‌سازي مقياس به مقدار پيش‌فرض بر خواهد گشت.
6- دكمه Open Properties window كادر مكالمه ويژگيهاي بلوك Scope را باز مي‌كند. اين كادر مكالمه امكان تنظيم مقياس پيش فرض بلوك Scope و ارسال داده به فضاي كاري MATLAB را فراهم مي‌كند.
كادر مكالمه ويژگيهاي Scope داراي دو صفحه است:
1- صفحه General كه داراي فيلدهايي براي تنظيم تعداد محورها و گستره زماني و كنترل فاصله‌گذاري بين نقاط ترسيم مي‌باشد.
2- صفحه Data history داراي فيلدهايي براي كنترل اندازه بافر داده Scope و ارسال داده نمايش يافته به فضاي كاري MATLAB مي‌باشد.
صفحه General از دو بخش تشكيل شده است. بخش محورها كه تعداد و پيكربندي محورها را كنترل مي‌كند. فيلد Number of axes تعداد محورهاي نشان داده شده در پنجره Scope و تعداد وروديهاي بلوك Scope را كنترل مي‌كند. براي هر محور، يك ورودي را خواهيم داشت، انتخاب Floating Scope بلوك Scope را به بلوك Scope شناور تبديل مي‌كند، كه ورودي را ندارد و داده‌هاي خط سيگنالي را كه حين اجراي شبيه‌سازي انتخاب شده است، نمايش مي‌دهد. Time range مقياس محور زمان را كنترل مي‌كند. اگر Time range روي Auto تنظيم گردد، گستره مقياس از صفر تا زمان نهايي شبيه‌سازي خواهد بود. اگر Time range روي عدد بزرگتر از صفر تنظيم گردد، گستره مقياس از صفر تا مقدار تعيين شده خواهد بود. Tick lable منويي كركره‌اي است كه مي‌تواند all، براي قرار دادن درجه بندي زماني روي هر محور زماني، none، براي نداشتن درجه‌بندي زماني يا Bottone axies only براي درجه‌بندي فقط روي محور x انتخاب شود.
بخش نمونه‌برداري صفحه General شامل فهرستي كركره‌اي است كه در برگيرنده دو گزينه Decimation و Sample time مي‌باشد. اگر Decimation انتخاب شود، در فيلد داده متناظر، ضريب تقسيم كه بايد عددي صحيح باشد، قرار داده مي‌شود. اگر Decimation انتخاب گردد و برابر را تنظيم شود تمام نقاط ورودي بلوك رسم مي‌شوند. اگر Decimation برابر 2 تنظيم گردد، نقاط يك درميان رسم مي‌شوند و الي آخر. اگر Sample time انتخاب شود، در فيلد داده بايستي فاصله‌گذاري مطلق بين نقاط ترسيم وارد شود. بلوك Scope نقاط ورودي را در يك بافر ذخيره مي‌كند. اندازه اين بافر را مي‌توان با استفاده از Data history تنظيم نمود. Limit Points to Last را انتخاب كنيد و مقداري را براي تعيين اندازه بافر وارد نماييد مثلاً اگر Limit rows to Last برابر 1000 تنظيم شود و شبيه‌سازي كلاً 2000 نقطه توليد نمايد، پس از پايان شبيه‌سازي تنها 1000 نقطه پاياني در دسترس مي‌باشد.
تنظيم محور y :
براي تنظيم محور y ، نمايشگر Scope را كليك راست كنيد. در كادر مكالمه ظاهر شده، Axies Properties را انتخاب كنيد. كادر مكالمه ديگري ظاهر مي‌شود، اين كادر مكالمه داراي فيلدهايي براي ورود حدود محورها و مشخص كردن عنوان محور مي‌باشد.
xy Graph
بلوك xy Graph نموداري همانند نمودار ايجاد شده توسط دستور Plot در MATLAB ايجاد مي‌كند. Xy Graph دو ورودي اسكالر مي‌پذيرد. محور افقي و عمودي را بايستي با استفاده از كادر مكالمه بلوك پيكربندي نماييد.
براي ايجاد يك مدل در simUlink مراحل زير را طي مي‌كنيم:
سيمولينك يكي از متعلقات MATLAB است و بايستي از درون MATLAB با كليك آيكون سيمولينك در نوار ابزار MATLAB، يا با وارد كردن فرمان simUlink در اعلان MATLAB فراخواني شود. با اين كار مرورگر كتابخانه سيمولينك باز خواهد شد. كليك آيكون New window، يك پنجره مدل خالي باز مي‌كند. در اين پنجره مدل خالي كه Untitled نامگذاري شده استف مدل سيمولينك را ايجاد خواهيم كرد. آيكون كتابخانه سيمولينك را دوبار كليك مي‌كنيم تا كتابخانه سيمولينك باز شود. توجه مي‌كنيم كه قاب سمت راست شامل ليستي از كتابخانه‌ها مي‌باشد.
1- بعد از بازكردن پنجره مدل، از كتابخانه simUlink (كتابخانه‌هاي داخل simUlink مثل Source ، Sinks ؟، Math ، ...) بلوك‌هاي خود را انتخاب مي‌كنيم.
بعضي از بلوك‌ها (در كار ما) لازم است از كتابخانه هاي ديگر به مدل كپي شوند. مثل بلوك منبع ولتاژ، بلوك اندازه‌گيري ولتاژ، پالس ژنراتور يكسوساز كه از كتابخانه Simpower و يا بلوك NCD كه از كتابخانه simUlink Response Optimization به مدل كپي مي‌شوند.
2- بلوك‌هاي انتخابي را به داخل پنجره مدل مي‌كشيم.
3- بين بلوك‌ها سيگنال قرار مي‌دهيم.
4- اگر از وسط يك سيگنال (خط) بخواهيم يك خط ديگر خارج كنيم Control را گرفته و با موس خط را مي‌كشيم.
5- براي برگرداندن بلوك، بلوك را انتخاب مي‌كنيم وسپس Format: Flip Block را انتخاب مي‌كنيم.
6- براي برگرداندن بلوك، بلوك را انتخاب كرده سپس Format: Flip Block را انتخاب مي‌كنيم.
7- براي سايه‌زدن بلوك، بلوك را انتخاب كرده، سپس Format: Show Drop Shadow را انتخاب مي‌كنيم.
8- براي تغيير اندازه بلوك، بلوك را انتخاب كرده، سپس يكي از دستگيره‌ها را مي‌كشيم.
9- براي ويرايش نام بلوك، نام بلوك را كليك مي‌كنيم.
10- براي پنهان كردن نام بلوك، نام بلوك را انتخاب كرده سپس Format: Hide Name را انتخاب مي‌كنيم.
11- براي برگرداندن نام بلوك، نام بلوك را انتخاب كرده سپس Format: Hide Name را انتخاب مي‌كنيم
12- براي حذف شيء، شيء را انتخاب كرده و سپس Edit: Clear را انتخاب مي‌كنيم.
13- براي عنوان‌دهي خط سيگنال كنار خط دوبار كليك مي‌كنيم و سپس متن را تايپ مي‌كنيم.
14- براي اضافه كردن عبارات توضيحي به مدل جايي را كه مي‌خواهيم عبارات توضيحي را وارد نماييم، دوبار كليك مي‌كنيم، سپس متن را تايپ مي‌كنيم.
15- براي اجرا Simulation ، روي Scope دوبار كليك مي‌كنيم Simulation-Start را انتخاب مي‌كنيم.
16- براي Save كردن مدل، از File>Save as استفاده مي‌كنيم.
براي تنظيم زمان شبيه‌سازي از Simulation> Configuration استفاده مي‌كنيم. در پايان به ايجاد زير سيستم در simUlink اشاره مي‌كنيم:
دو روش براي ايجاد زيرسيستم وجود دارد:
1- استفاده از پوشينه‌دار كردن بخشي از مدل موجود:
قسمتي از مدل را كه مي‌خواهيم زير سيستم باشد با كادر محصور مي‌كنيم و از گزينه Edit: Create Subsystem استفاده مي‌كنيم. بلوك زير سيستم ايجاد مي‌شود. براي باز كردن زير سيستم روي آن دوبار كليك مي‌كنيم.
2- استفاده از بلوك زير سيستم از كتابخانه بلوك سيگنال‌ها و سيستم‌ها:
پنجره مدل را باز مي‌كنيم، از كتابخانه بلوكي سيگنال‌ها و سيستم‌ها، بلوك زيرسيستم را انتخاب كرده و به پنجره مدل مي‌كشيم. روي بلوك زيرسيستم كليك مي‌كنيم، پنجره ديگري باز مي‌شود و در اين پنجره زير سيستم را مدل مي‌كنيم سپس پنجره را مي‌بنديم. (بدون save كردن)
بلوك‌هاي نقابدار :
نقاب‌زني مفهوم خلاصه‌سازي را توسعه مي‌بخشد. اگر يك زير سيستم تبديل به زير سيستم نقابدار شود، لازم نيست براي تنظيم gainها و مقدار اوليه انتگرال زير سيستم، آن را باز كرده و تك‌تك مواد را تنظيم كنيم بلكه با دو بار كليك كردن روي بلوك نقابدار، كادر مكالمه آن باز مي‌شود و تمام پارامترها را همان جا تنظيم مي‌كنيم.
مراحل ايجاد بلوك نقابدار:
1- يك زيرسيستم (از طريق روش درم كه در بالا توضيح داده شد) ايجاد مي‌كنيم.
2- بلوك زير سيستم را انتخاب كرده و Edit: mask subsystem را انتخاب مي‌كنيم.
مقدمه‌اي بر Simulink Response Optimization :
............................................
|
پروژه و پایان نامه
