Система MATLAB специально создана для проведения именно инженерных расчетов

Электротехнические расчеты в MATLAB

Любая линейная электрическая цепь, рассматриваемая относительно двух выводов (активный двухполюсник), эквивалентна реальному источнику с ЭДС, равной напряжению между этими выводами при размыкании внешнего участка цепи, подключенного к этим выводам (режим холостого хода), и внутренним сопротивлением, равным входному сопротивлению пассивного двухполюсника, получающегося при равенстве нулю всех ЭДС для источников ЭДС и токов для источников тока рассматриваемого двухполюсника.

Трехмерные контурные графики

Трехмерный контурный график представляет собой расположенные в пространстве линии равного уровня, полученные при расслоении трехмерной фигуры рядом секущих плоскостей, расположенных параллельно опорной плоскости фигуры.

При этом в отличие от двумерного контурного графика линии равного уровня отображаются в аксонометрии. Для получения трехмерных контурных графиков используется команда contour3:

contour3(...) - имеет синтаксис, аналогичный команде contour(...), но

строит линии равного уровня в аксонометрии с использованием функциональной окраски (окраска меняется вдоль оси Z).

Полезные частные формы записи этой команды:

contour3(Z) - строит контурные линии для поверхности, заданной массивом Z, без учета диапазона изменения х и у;

contour3(Z,n) - строит то же, что предыдущая команда, но с использованием n секущих плоскостей (по умолчанию n=10);

contour3(X,Y,Z) - строит контурные линии для поверхности, заданной массивом Z, с учетом изменения х и у. Двумерные массивы X и Y создаются с помощью функции meshgrid;

contour3(X,Y,Z,n) - строит то же, что предыдущая команда, но с использованием n секущих плоскостей.

Пример применения команды contour3:

contour3(peaks,20) colormap(gray)

Соответствующий данному примеру график представлен на рисунке 1.18. В данном случае задано построение двадцати линий уровня.

Рисунок 1.18 - Трехмерный контурный график для функции peaks

Так, для установки над графиком титульной надписи используется следующая команда Пояснение в виде отрезков линий со справочными надписями, размещаемое внутри графика или около него, называется легендой. Графики в системе MATLAB строятся обманчиво просто. Связано это с тем, что многие свойства графиков установлены по умолчанию. К таким свойствам относятся вывод или скрытие координатных осей, положение их центра, цвет линии графика, ее толщина и т. д. и т. п. Конечно выше показано, как свойства и вид графиков можно менять в широких пределах с помощью параметров команд графики

Управления вычислительным процессом Работа в режиме калькулятора в средеMATLAB, несмотря на довольно значительные возможности, имеет существенные недостатки. Невозможно повторить все предыдущие вычисления и действия при новых значениях исходных данных без повторного набора всех предыдущих операторов Оператор условного перехода Обратите внимание на то, какими средствами в приведенном примере обеспечен вывод на экран нескольких переменных в одну строку. Некоторые важные универсальные процедуры в MATLAB используют в качестве переменного параметра имя функции, с которой они оперируют, и потому требуют при обращении к ним указания имени М- файла, в котором записан текст программы вычисления некоторой другой процедуры (функции) Тогда по умолчанию допустимая относительная погрешность интегрирования принимается равной 1.0е-3, а абсолютная (по каждой из переменных состояния) - 1.0е-6 Построение графиков функции одной переменной может быть осуществлено при помощи процедуры fplot.

Создание М-файлов MATLAB в командном режиме работы не сохраняет сессии в памяти компьютера. Хранятся только определения созданных в ходе их выполнения переменных и функций. Коды программ в системе MATLAB пишутся на языке высокого уровня, достаточно понятном для пользователей умеренной квалификации в области программирования. В файл-функциях все имена переменных внутри файла, а также имена переменных, указанные в заголовке (ПКВ и ПВВ), воспринимаются как локальные, т.е. все значения этих переменных после завершения работы процедуры исчезают, и область оперативной памяти ПК, которая была отведена под запись значений этих переменных, освобождается для записи в нее значений других переменных. Файлы-сценарии работают с данными из рабочей области. Особенности создания М-файлов в MATLAB Редактор-отладчик М-файлов выполняет синтаксическую проверку программного кода по мере ввода текста Создание Script-файлов в среде MATLAB Создание простейших файл-функций (процедур) Следует заметить, что аналогичным образом можно получить вектор сразу всех значений указанной функции при разных значениях аргумента, если последние собрать в некоторый вектор Script-файлы являются независимо (самостоятельно) исполняемыми блоками операторов и команд

Функция расчета параметров электрической линии по загруженным из файла данным позволяет выполнить следующие действия:

Определение мгновенных значений сигналов.

Определение действующих значений сигналов на выделенном временном интервале.

Определение фазовых соотношений между произвольно выбранными сигналами.

Определение гармонического состава сигналов с выделением действующих значений и фазовых соотношений между основными гармоническими составляющими сигналов.

Определение частоты в электрической линии.

Расчет симметричных составляющих сигналов трехфазной цепи.

Решение задачи определения места повреждения электрической линии реализовано в отдельном модуле программы. При определении места повреждения используются параметры электрической сети, полученные расчетным путем (см. выше), а также параметры электрической сети, хранимые в файле конфигурации. Задача ОМП реализуется в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах. В любом случае задаче ОМП предшествует определение особой фазы и вида короткого замыкания.

Функции настройки системы позволяют пользователю приспособить программу под свои предпочтения и требования. Настройки визуализации позволяют пользователю выбрать наилучшие параметры отображения и работать с максимальным удобством для себя. В программе предусмотрен специальный редактор для подбора и изменения цветовых схем отображения. Возможность программной настройки цветов актуальна, так как разные пользователи имеют разные мониторы и стандартные схемы отображения могут отображаться неудовлетворительно.

Другая группа настроек относится к работе с файлами конфигурации линий и изменению параметров некоторых алгоритмов программы. Файлы конфигурации рекомендуется хранить в одном каталоге, путь к которому определяется с помощью специального диалога. В случае хранения файлов конфигурации в различных каталогах, рекомендуется добавить эти пути в список поиска. В случае отсутствия файла конфигурации в указанных каталогах, программа предлагает пользователю самостоятельно найти его. Без файла конфигурации просмотр файла с данными невозможен.

Изменять параметры алгоритмов требуется для повышения точности расчетов, особенно если они ведутся в автоматическом режиме. Изменяемые параметры алгоритмов определяют количество точек для автоматического поиска места возникновения возмущения, количество точек для автоматического расчета параметров электрической линии, коэффициенты уставок и меры снятия апериодических составляющих при автоматических и полуавтоматических режимах работы программы.

Графическое изображение распределения потенциалов в электрической цепи относительно точки, потенциал кото-рой условно принят равным нулю в зависимости от сопротивлений участков цепи, называется потенциальной диаграммой. При построении диаграммы по оси абсцисс откладывают в масштабе сопротивления участков в том порядке, в котором участки следуют друг за другом в цепи, а по оси ординат - значения потенциала в выбранном масштабе.
Электротехника расчеты в MATLAB