Моделирование электротехнических комплексов, содержащих дискретные элементы

• Автор: Мальгин, Геннадий Владимирович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 197 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ С ДИСКРЕТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ И МЕТОДЫ ИХ МОДЕЛИРОВАНИЯ
И ИССЛЕДОВАНИЯ
1 Л.Введение
1.2.Основные понятия и определения
1.3.Моделирование электротехнических комплексов
1.4.Цели и задачи работы
ГЛАВА 2. КАНОНИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ И ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ
РАСЧЕТА ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ С ДИСКРЕТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ
2.1.Введени е
2.2.Математическая модель динамики электротехнического комплекса
с дискретными элементами
2.3.Многошаговый численный канонический метод для
расчетов ЭТК с дискретными элементами
2.4.Построение трехшаговых численных канонических
методов для решения задач с дискретными элементами
2.5.Нулевая устойчивость многошаговых численных
методов интегрирования
2.6.А-устойчивость многошаговых методов
2.7.Области точности многошаговых методов
2.8.Численный метод, учитывающий дискретность
элементов математической модели ЭТК
2.9.Программная реализация канонических численных методов
2.10.Оценка эффективности расчета переходных
процессов каноническими методами
2.11. Выводы

ГЛАВА 3. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭТК С ДИСКРЕТНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, СОДЕРЖАЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИВОД
ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
3Л.Введение
3.2.Построение математических моделей асинхронного электропривода
3.3.Исследование динамических режимов работы ЭТК с
дискретными элементами «Крановый механизм»
ЗАВыводы
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭТК, СОДЕРЖАЩЕГО
ТИРИСТОРНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПОСТОЯННОГО ТОКА
4.1.Введени е
4.2.Построение математической модели ЭТК, содержащего
тиристорный электропривод постоянного тока
4.3.Расчет динамических характеристик ЭТК, содержащего
тиристорный электропривод постоянного тока
4.4.Вывод ы
ГЛАВА 5. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОГО
КОМПЛЕКСА, СОДЕРЖАЩЕГО ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ С ИОННО-КОНВЕКЦИОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ЭНЕРГИИ
5.1.Введени е
5.2.Построение схемы замещения ионно-конвекционного
нагнетателя и идентификация параметров ее элементов
5.3.Построение математической модели ЭТК, содержащего источник высоковольтного напряжения и ионно-конвекционный нагнетатель
5.4.Алгоритм расчета динамических характеристик ЭТК «ИВН-ИКН»
5.5.Вывод ы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение

Электротехнические комплексы (ЭТК) с дискретными элементами имеют ряд специфических особенностей, которые заставляют выделить их в отдельный класс систем. К указанным особенностям относятся:
• в области математического моделирования - необходимость использования кусочно-линейных характеристик дискретных элементов (вместо непрерывных в других случаях), а так же необходимость обязательного указания алгоритма переключения дискретных элементов, которые являются неотъемлемой частью математической модели (в других случаях такой алгоритм отсутствует);
• в области численных методов анализа и синтеза - необходимость введения в общий численный алгоритм специализированного алгоритма определения моментов времени переключения дискретных элементов (например, для неуправляемых вентелей - это моменты их отпирания и запирания); необходимость учета свойств жесткости, появляющихся за счет большой разницы прямых и обратных сопротивлений дискретных элементов (в других случаях подобные свойства отсутствуют).
Учет указанных особенностей нетривиален, составляет серьезную теоретическую (модель и метод) и практическую (программы и алгоритмы) проблемы, решению которых посвящена данная работа.
Данная работа основана на подходах и концепциях развиваемых в трудах
B.Я.Беспалова, П.А.Бутырина, А.О.Горнова, М.Ф.Ильинского, Ю.З.Ковалева,
Н.В.Коровкина, А.Ленка, С.И.Маслова, Ю.В.Ракитского, П.А.Тыричева,
C.М.Устинова, Н.Г.Черноруцкого. Указанная концепция заключается в решении следующих задач при анализе и синтезе ЭТК:
1. Математическое моделирование процессов ЭТК при одинаковой адекватности математических моделей подсистем (в качестве основы моде-

ных времени; построение алгоритма автоматического учета моментов переключение дискретных элементов в процессе расчета.
Целью данной диссертационной работы является разработка математических моделей в канонической форме и проблемно-ориентированных канонических численных методов для анализа динамики ЭТК с дискретными элементами.
Для реализации данной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Разработать математические модели ЭТК с дискретными элементами с одинаковым уровнем адекватности математических моделей отдельных подсистем.
2. Разработать математические модели ЭТК с дискретными элементами в канонической форме записи, не требующей приведения ее к нормальной форме Коши.
3. Ввести в математические модели ЭТК с дискретными элементами условия припасовывания для отрезков постоянства состояния дискретных элементов.
4. Разработать численные методы, со структурой и свойствами позволяющими отыскивать заранее неизвестные моменты глубокого изменения состояния дискретных элементов.
5. Разработать численные методы, ориентированные на решение системы уравнений в канонической форме и обладающих свойством жесткости.
Решению данных задач посвящены последующие главы работы и приложения к диссертации.