Wykład 2 (pdf 100kB) - Wydział Elektrotechniki i Automatyki

SYSTEMY
SYSTEMY ELEKTROMECHANICZNE
ELEKTROMECHANICZNE
kier.
kier. Elektrotechnika,
Elektrotechnika, studia
studia 22 stopnia
stopnia stacjonarne,
stacjonarne, sem.
sem. 1,
1,
2012/2013
2012/2013
SZKIC
SZKICDO
DOWYKŁADÓW
WYKŁADÓW
Cz.
Cz. 22
Dynamika
Dynamika układów
układów fizycznych
fizycznych
Mieczysław RONKOWSK
Politechnika Gdańska
Wydział Elektrotechniki i Automatyki
Katedra Energoelektroniki
i Maszyn Elektrycznych
Robert
Robert H.
H. Cannon,
Cannon, jr.
jr.
Stanford
Stanford University,
University, USA
USA
Dynamika
Dynamika układów
układów fizycznych
fizycznych
Dynamics
Dynamics of
of physical
physical systems
systems
WNT
WNT Warszawa
Warszawa 1973
1973
http://books.google.pl/books/about/Dynamics_of_Physical_Sy
stems.html?id=u3VyPpz7SJcC&redir_esc=y
With its emphasis on engineering concepts
rather than mechanistic analysis procedures,
this text offers a unique breadth.
The fundamental concepts developed here constitute the common
language of engineering, regardless of the area of application,
making it this text unusually applicable to a wide variety of
courses and students.
Undergraduate to graduate level.
R.
R. H.
H. Cannon:
Cannon: str.
str. 24:
24: Zakres
Zakres studium
studium dynamiki
dynamiki
DYNAMIKA jest nauką o tym, jak rzeczy
zmieniają się w czasie, i o siłach, które są
przyczyną tych zmian.
Jest to nauka intrygująca.
Co więcej, w obecnej erze wielkich osiągnięć
podróŜy kosmicznych, niezwykle szybkiego
przekazywania sygnałów i przenikającej wszystko
automatyzacji, jest ona osią, dokoła której
obracają się inne nauki:
analiza dynamiczna układów fizycznych stała się
kluczem nowoczesnej techniki.
R.
R. H.
H. Cannon:
Cannon: str.
str. 25:
25: Etapy
Etapy studium
studium dynamiki
dynamiki
układów
układów
I. Dokładne określenie układu, który ma być
przestudiowany, i obmyślenie prostego modelu
fizycznego, którego własności dynamiczne
będą w dostatecznym stopniu zgodne z
własnościami rzeczywistego układu.
II. Znalezienie modelu matematycznego, który
będzie opisywać model fizyczny, to znaczy
ułoŜenie równań róŜniczkowych ruchu modelu
fizycznego.
(„ruch”: zmiana jakiekolwiek wielkości fizycznej)
R.
R. H.
H. Cannon:
Cannon: str.
str. 25:
25: Etapy
Etapy studium
studium dynamiki
dynamiki
układów
układów
III. Przestudiowanie własności dynamicznych
modelu matematycznego na podstawie
rozwiązania równań róŜniczkowych ruchu.
IV. Podjęcie decyzji projektowych, to znaczy
przyjęcie fizycznych parametrów układu, ze
zmianą, jeśli zachodzi potrzeba, samego
układu, tak aby jego własności dynamiczne
były takie, jakich wymagamy.
W etapach I, II i III główne znaczenie ma analiza,
a w etapie IV — synteza.
R.
R. H.
H. Cannon:
Cannon: str.
str. 33:
33: Etap
Etap I.I. Modelowanie
Modelowanie
fizyczne:
od
układu
rzeczywistego
fizyczne: od układu rzeczywistego do
do modelu
modelu
fizycznego
fizycznego
Pod pojęciem „model fizyczny" rozumiemy
utworzony w myśli układ fizyczny, który
odpowiada rzeczywistemu układowi pod
względem jego cech istotnych dla badanego
zagadnienia, ale jest prostszy („idealniejszy") i
dlatego łatwiej poddający się studiom
analitycznym.
R.
R. H.
H. Cannon:
Cannon: str.
str. 33:
33: Etap
Etap I.I. Modelowanie
Modelowanie
fizyczne:
fizyczne: od
od układu
układu rzeczywistego
rzeczywistego do
do modelu
modelu
fizycznego
fizycznego
InŜynier o wysokich kwalifikacjach zawsze będzie
się wyróŜniał
umiejętnością obmyślenia uproszczonych modeli
fizycznych układów rzeczywistych,
które (modele) okaŜą się dobre i które pozwolą mu
przewidzieć szybko i dokładnie rzeczywiste
własności dynamiczne projektowanych układów
i dzięki temu powziąć słuszne decyzje.
R.
R. H.
H. Cannon:
Cannon: str.
str. 34:
34: Zakładanie
Zakładanie przybliŜeń
przybliŜeń
(a) pomijanie małych wpływów;
(b) załoŜenie, Ŝe układ badany nie powoduje zmian
w otaczającym go środowisku;
(c) zastępowanie parametrów rozłoŜonych przez
parametry skupione;
(d) zakładanie prostych liniowych zaleŜności
między zmiennymi fizycznymi opisującymi
przyczyny i skutki;
(e) załoŜenie, Ŝe parametry fizyczne nie zmieniają
się z czasem (nie są funkcjami czasu);
(f) unikanie nieokreśloności i pomijanie szumów
ZAŁOśENIA
ZAŁOśENIAFORMUŁOWANIA
FORMUŁOWANIA MODELU
MODELU SE
SE
Opisem formalnym SE, przy zadanych wymuszeniach,
jest układ równań róŜniczkowych zwyczajnych nieliniowych;
Forma reprezentacji modelu SE:
postać symboliczna - równania macierzowe,
postać graficzna - wielozaciskowy obwód dynamiczny (sieć
elektryczna) - wielowrotnik,
postać graficzna - schemat blokowy
Forma reprezentacji modelu SE zaleŜy od zastosowanego programu
symulacyjnego:
MATLAB
PSPICE
SIMULINK
DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ!
PYTANIA?