Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ

Các khái niệm cơ bản về mô phỏng và các hệ điện cơ 1.1. Mô phỏng và các khái niệm cơ bản Mô hình mô phỏng là đối tượng mà cho phép chúng ta quan sát và nhận được những tính chất lặp lại hoàn toàn hoặc một phần so với tính chất của thiết bị thực tế hoặc mô hình nguyên mẫu. Do vậy một mô hình mô phỏng hoàn toàn triệt để giống với quá trình thực tế là không thể có, nó chỉ có thể tương ứng với những mục đích nhất định của quá trình mô phỏng thể hiện các tính chất nhất định của nguyên mẫu nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu. Mục đích của việc tạo ra các mô hình mô phỏng: 1. Mô hình mô phỏng là phương tiện tư duy giúp giải thích sự tương tác giữa các biến số, đặc trưng thay đổi theo thời gian, giúp tìm ra các quy luật hoạt động. Cấu trúc của đối tượng nghiên cứu và các mối liên hệ nguyên nhân – kết quả quan trọng nhất sẽ được gợi mở và làm rõ hơn trong quá trình xây dựng các mô hình mô phỏng. Khi mô phỏng, các đặc tính của nguyên mẫu sẽ lần lượt được thể hiện tùy theo yêu cầu đặt ra đối với hệ thống. 2. Mô hình mô phỏng là phương tiện cho phép dự báo trước trạng thái của đối tượng và điều khiển chúng trên cơ sở thử nghiệm các phương án điều khiển khác nhau. 3. Mô hình mô phỏng là phương tiện thực hiện quá trình thiết kế, bao gồm tất cả các giai đoạn từ phác thảo, thiết kế kỹ thuật đến thiết kế chi tiết. Điều này hoàn toàn trở thành hiện thực nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ các gói ứng dụng chuyên ngành. 4. Việc thử nghiệm trên các đối tượng thực thường không tiện lợi, đôi khi còn nguy hiểm và không thực tế bởi hàng loạt các lý do sau: + Quá trình thử nghiệm bị kéo dài; + Nguy cơ hỏng hóc hoặc bị phá hủy hoàn toàn của đối tượng thử nghiệm; + Nguy cơ gây ra các tác động xấu tới sức khỏe và tính mạng người thực hiện thử nghiệm; + Thiếu các đối tượng thực trong trường hợp đối tượng đó vẫn đang trong quá trình thiết kế. Tất cả các lý do trên đều có thể loại trừ khi ta sử dụng các mô hình mô

Chương 1 Các khái niệm cơ bản về mô phỏng

và các hệ điện cơ 1.1 Mô phỏng và các khái niệm cơ bản

Mô hình mô phỏng là đối tượng mà cho phép chúng ta quan sát và nhận được những tính chất lặp lại hoàn toàn hoặc một phần so với tính chất của thiết bị thực tế hoặc mô hình nguyên mẫu Do vậy một mô hình mô phỏng hoàn toàn triệt

để giống với quá trình thực tế là không thể có, nó chỉ có thể tương ứng với những mục đích nhất định của quá trình mô phỏng thể hiện các tính chất nhất định của nguyên mẫu nhằm phục vụ cho mục đích nghiên cứu

Mục đích của việc tạo ra các mô hình mô phỏng:

1 Mô hình mô phỏng là phương tiện tư duy giúp giải thích sự tương tác giữa các biến số, đặc trưng thay đổi theo thời gian, giúp tìm ra các quy luật hoạt động Cấu trúc của đối tượng nghiên cứu và các mối liên hệ nguyên nhân – kết quả quan trọng nhất sẽ được gợi mở và làm rõ hơn trong quá trình xây dựng các

mô hình mô phỏng Khi mô phỏng, các đặc tính của nguyên mẫu sẽ lần lượt được thể hiện tùy theo yêu cầu đặt ra đối với hệ thống

2 Mô hình mô phỏng là phương tiện cho phép dự báo trước trạng thái của đối tượng và điều khiển chúng trên cơ sở thử nghiệm các phương án điều khiển khác nhau

3 Mô hình mô phỏng là phương tiện thực hiện quá trình thiết kế, bao gồm tất cả các giai đoạn từ phác thảo, thiết kế kỹ thuật đến thiết kế chi tiết Điều này hoàn toàn trở thành hiện thực nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ các gói ứng dụng chuyên ngành

4 Việc thử nghiệm trên các đối tượng thực thường không tiện lợi, đôi khi còn nguy hiểm và không thực tế bởi hàng loạt các lý do sau:

+ Quá trình thử nghiệm bị kéo dài;

+ Nguy cơ hỏng hóc hoặc bị phá hủy hoàn toàn của đối tượng thử nghiệm; + Nguy cơ gây ra các tác động xấu tới sức khỏe và tính mạng người thực hiện thử nghiệm;

+ Thiếu các đối tượng thực trong trường hợp đối tượng đó vẫn đang trong quá trình thiết kế

Tất cả các lý do trên đều có thể loại trừ khi ta sử dụng các mô hình mô

phỏng

Đối với các mô hình để nghiên cứu bằng mô phỏng, có thể chia ra thành 3 nhóm chính là: mô hình vật lý, mô hình tương tự và mô hình toán học

Mô hình vật lý là mô hình mà có thể hoàn toàn thay thế các đối tượng thực

được thu nhỏ gọi là bản sao được tạo ra trên cơ sở lý thuyết đồng dạng, cho phép

mô hình giữ nguyên các tính chất cần đạt được Ví dụ khi nghiên cứu đặc tính khí động lực học của máy bay tương lai, người ta sẽ tiến hành thử nghiệm trong ống khí động lực học với mô hình máy bay được chế tạo bằng kích thước thực hoặc nhỏ hơn Quan trọng là mô hình máy bay đó sẽ thể hiện toàn bộ các kích thước hình học thực tế

Mô hình tương tự dựa trên sự thay thế nguyên mẫu bằng mô hình vật lý

khác trong tự nhiên mà có các trạng thái, tính chất tương tự Ví dụ sự dao động

và sự cộng hưởng trong các hệ thống thực tế có thể được nghiên cứu bằng hệ cơ hoặc bằng các mạch dao động điện và khi tiến hành mô phỏng mô hình tương tự phải chú ý đến những điểm cần thiết trên đối tượng thay thế và phải diễn giải nó thật đúng

Ví dụ 1.1 Hình1.1 là hệ cơ gồm vật cứng M, lò xo có độ cứng K và bộ

giảm chấn có hệ số chống rung B Tác dụng vào hệ có ngoại lực f(t) Phương trình vi phân miêu tả hệ cơ có dạng:

2

d x dx

Thông thường các mô hình tương tự thì có mô tả toán học giống như của đối tượng thực

Hình 1-1 Mô hình tương tự thay thế khi nghiên cứu sự dao động

Phương trình vi phân mô tả mạch điện như hình vẽ sẽ có dạng:

2 2

c

Mô hình toán học là mô tả toán học của đối tượng vật lý thực Sự mô tả này

dựa trên các định luật vật lý mô tả trạng thái, tính chất của đối tượng Ví dụ như

mô tả toán học của động cơ không đồng bộ 3 pha được tạo ra trên cơ sở định luật Niu-tơn và Kickhopff, nó có dạng như sau:



















ab

ab s ab s ab

bc

bc s bc s bc

ca

ca s ca s ca

di

dt di

dt di

dt

(1.3)

Các tham số của phương trình 1.3 chính là các thông số kỹ thuật của động

cơ không đồng bộ ba pha

Mô tả toán học này giúp người thiết kế dễ dàng hơn trong nghiên cứu các đặc tính của đối tượng

Các phương pháp giải tích trong nghiên cứu các mô hình toán học mà từ vài trăm năm nay đã đem lại nhiều thành tựu trong lý thuyết và thực tiễn Tuy nhiên, các phương pháp này đều tồn tại những giới hạn nhất định Chúng chỉ cho phép nghiên cứu toàn diện các hệ được mô tả bằng các phương trình vi phân bậc nhất

và bậc hai Còn các hệ được mô tả bằng các phương trình bậc cao thì người ta thường áp dụng phương pháp số Phương pháp số dựa trên việc sử dụng mô phỏng bằng máy tính

Mô hình trên máy tính – là việc hiện thực hóa theo chương trình các mô hình toán học được thực hiện thông qua các chương trình hỗ trợ khác nhau

1.2 Các phần mềm mô phỏng

Trong lịch sử các giai đoạn đầu của mô phỏng trên máy, các chương trình được tạo ra trên nền các ngôn ngữ máy (1100101….), sau đó trở thành ngôn ngữ Assemble Giai đoạn tiếp theo xuất hiện các ngôn ngữ bậc cao như Algol, Basic, Fortran, Pascal v v Công nghệ lập trình được ứng dụng tại thời điểm đó đòi hỏi một thời gian rất lớn cho việc tạo ra một mô hình mô phỏng Công để tạo ra một

mô hình đơn giản, theo cách nhìn nhận hiện nay thì mô hình máy tính đó được đánh giá tương đương với 5 người làm trong 6 tháng

Ngày nay mọi chuyện đã thay đổi căn bản, từ những năm 70 của thế kỷ XX, rất nhiều các gói ứng dụng cho việc mô phỏng được tạo ra, tự động hóa biểu diễn các mô hình toán học cho máy tính Đối với lĩnh vực điện tử và điều khiển tự động, có thể kể ra một số phần mềm như Electronics Workbench (EWB), DesignLab 8.0, OrCAD 9.2-10, Micro-Cap, …vv

Để nghiên cứu các quá trình vật lý xảy ra trong các hệ thống điện cơ và các

hệ thống động học phức tạp thì cần thiết phải sử dụng môi trường mô phỏng trực quan có đầy đủ các tính năng Hiện nay có rât nhiều các phần mềm mô phỏng mà

có thể mô tả trực quan hệ thống hoặc trong dạng sơ đồ khối hoặc theo dạng các trạng thái Ngoài ra thì thêm vào đó các khả năng đồ họa có thể xem xét các kết quả mô phỏng hiện tại và toàn bộ kết quả của quá trình mô phỏng Phương pháp ứng dụng mô phỏng như vậy cho phép chúng ta hoàn toàn chuyển sang phân tích các quá trình diễn ra trong hệ thống và không phải quan tâm đến việc thực hiện bên trong của mô hình mô phỏng Tùy theo ngôn ngữ sử dụng mô phỏng, người

ta chia ra làm ba nhóm: Nhóm các mô hình mô phỏng theo khối, nhóm các mô hình mô phỏng vật lý và nhóm các phần mềm được định hướng sử dụng otomat hữu hạn

Đại diện cho các phần mềm mô phỏng thuộc nhóm thứ nhất là EASY5

(1976, the Boing company), Simulink (1991, the mathworks Inconporated) và Visim (1990, Visual solution Incorporated) Ngôn ngữ được sử dụng trong các

phần mềm mô phỏng là dạng ngôn ngữ graphic có thứ bậc dạng sơ đồ khối Các khối ở mức cao sẽ là tổ hợp của các khối thông thường và các khối đặc biệt do người sử dụng tự định nghĩa ở mức thấp hơn Ưu điểm khi mô phỏng bằng các phần mềm thuộc nhóm một là đơn giản trong việc tạo ra mô hình và dễ dàng sửa đổi chúng về mặt cấu trúc cũng như các tham số

Nhóm thứ hai là các phần mềm 20-sim (1995, controllab product B.V), Dymola (1993, Dynasim A.B), các phần mềm này sử dụng ngôn ngữ hướng đối

tượng để mô phỏng các hệ thống vật lý Các phần tử liên tục được miêu tả bằng các phương trình đại số và phương trình vi phân Các phần tử rời rạc được miêu

tả bằng các sự kiện rời rạc mà khi các sự kiện này xuất hiện thì các biến của chúng có thể nhận các giá trị mới Đây là phương pháp thông thường khi mô tả các khối điển hình của hệ thống vật lý Nhược điểm của phương pháp mô phỏng theo nhóm hai này là phải giải một số lượng lớn các phương trình đại số

Nhóm thứ ba là phần mềm mô phỏng Model Vision Studium (1999) Phần

mềm mô phỏng này sử dụng bảng trạng thái khi mô tả quá trình chuyển giữa các trạng thái với nhau và mô tả hệ thống liên tục bằng các phương trình đại số và phương trình vi phân

Trong các phần mềm kể trên đứng đầu trong việc nghiên cứu các hệ động học là các gói Matlab và Simulink của hãng Math Work

Phiên bản đầu tiên của Matlab được đưa ra cách đây hơn 20 năm, sự phát triển và hoàn thiện của gói ứng dụng này gắn liền với sự phát triển của thiết bị kỹ thuật tính Tên gọi Matlab xuất phát từ cụm từ Matrix Laboratory, với hướng ưu tiên dành cho xử lý dữ liệu dạng mảng (của các ma trận và véc-tơ) Chính vì lý

do đó nên mặc cho sự thay đổi chóng mặt các thế hệ kỹ thuật tính, Matlab luôn kịp thời nắm bắt tất cả các giá trị của từng thế hệ kỹ nghệ

Kết quả là đến thời điểm hiện nay Matlab đã trở thành một thư viện giàu có các hàm số Lúc này vấn đề duy nhất đặt ra khi làm việc với các hàm số này chính là có được kỹ năng phát hiện hàm số nào trong số các hàm đó có ích trong việc giải các bài toán đưa ra

Để giảm nhẹ khối lượng công việc cho các kỹ sư của nhiều chuyên ngành khoa học, kỹ thuật khác nhau, tất cả các hàm số trong thư viện của chương trình được chia ra thành nhiều mục nhỏ Những hàm số mang đặc tính chung sẽ nằm trong thành phần lõi của Matlab, còn những hàm số nào mang tính chuyên môn của một ngành cụ thể sẽ được đặt trong các gói mở rộng (Toolboxes, Blocksets) Hiện nay xuất hiện phiên bản mới và mở rộng căn bản, đang phổ biến phiên bản Matlab2010 và Simulink 7 Tuy nhiên cần chú ý rằng thư viện của các phiên bản

cũ hơn vần được lưu trữ với các giao diện của nó

Gói Simulink là một ứng dụng trong gói Matlab Khi tiến hành mô phỏng, Simulink sẽ hiện thực hóa nguyên lý lập trình dạng trực quan, để từ đó giúp người sử dụng tạo các mô hình trên màn hình từ các khối thư viện chuẩn và thực hiện tính toán Khác với các phương pháp mô phỏng cổ điển, người dùng không cần phải có kiến thức sâu rộng về ngôn ngữ lập trình hay môn phương pháp tính Thay vào đó chỉ là kiên thức cơ bản nhất về sử dụng máy tính và tất nhiên là kiến thức chuyên ngành của lĩnh vực mà người đó đang nghiên cứu

Simulink là công cụ độc lập của Matlab, ta không cần phải hiểu về Matlab cũng như tất cả các ứng dụng của nó khi làm việc với Simulink Mặt khác, ta lại hoàn toàn có thể sử dụng các chức năng, hoặc các công cụ của Matlab ngay trên nền của Simulink như LTI-Viewer – gói ứng dụng Control System Toolbox dùng

để tạo lập hệ điều khiển Ngoài ra còn có các khối thư viện bổ sung cho từng ngành ứng dụng khác nhau, chẳng hạn Sim Power System – dùng thiết kế các thiết bị kỹ thuật điện, hay Digital Signal Processing Blockset – tập hợp các khối thư viện xử lý tín hiệu số v v

Làm việc trên Simulink, người sử dụng có quyền sửa đổi các khối thư viện, tạo ra thư viện riêng và cả tạo lập một khối thư viện mới

Khi mô phỏng người kỹ sư có thể chọn phương pháp giải phương trình vi phân hoặc phương pháp thay đổi thời gian (với các bước nhảy cố định hoặc thay đổi) Đối với các quá trình diễn ra khi mô phỏng ta hoàn toàn có khả năng theo dõi từng quá trình một nhờ vào các thiết bị quan sát đặc thù trong gói thư viện của Simulink Kết quả của quá trình mô phỏng được biểu diễn dưới dạng đồ thị hoặc bảng biểu

Vì vậy đối với giáo trình này, sẽ sử dụng phần mềm mô phỏng Matlab-Simulink để nghiên cứu, khảo sát và mô phỏng các hệ thống đã cho

1.3 Các hệ cơ điện tử và các khái niệm cơ bản

Những công trình khoa học đầu tiên về cơ điện tử xuất hiện vào những năm

70 của thế kỷ XX tại Nhật Bản gắn liền với việc xây dựng các hệ tự động chính xác được máy tính điều khiển Vào năm 1983 tạp chí khoa học “Cơ điện tử” ra đời và cho đến năm 1984 có 7 cuốn sách trong sê-ri “Cơ điện tử” được xuất bản Vào năm 1985 tại trường đại học tổng hợp California, Hoa Kỳ đã thành lập trung tâm khoa học về cơ điện tử bao gồm khoảng 20 hãng chế tạo công nghệ cao

Động lực cơ bản thúc đẩy sự áp dụng rộng rãi cơ điện tử chính từ sự phát triển của kỹ thuật tính, kỹ thuật vi mạch, vi xử lý và vi điều khiển đã dẫn đến những khái niệm mới về quá trình truyền và biến đổi thông tin trong các hệ cơ điện, từ đây mở ra hàng loạt ứng dụng mới trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác nhau

Bản thân từ “Cơ điện tử” xuất phát từ “Cơ học” và “Kỹ thuật điện tử” Khi

ra đời, nó giải thích cho việc sử dụng máy tính để điều khiển các hệ cơ học Ngày nay, thuật ngữ “Cơ điện tử” được dùng để chỉ một hướng khoa học kỹ thuật liên kết các phương pháp mới trong nghiên cứu Hướng khoa học này mở ra trên nền tảng công nghệ máy tính và công nghệ mới trong thiết kế các thiết bị phi truyền thống Các hệ thống cơ điện tử bao gồm các bộ biến đổi cơ điện với bộ

phận chuyển mạch điện tử, các loại cảm biến khác nhau, các bộ biến đổi bán dẫn, các bộ vi điều khiển và máy tính cá nhân

Trong thời đại ngày nay các thiết bị cơ điện tử được ứng dụng rộng rãi trong y học (các cơ quan nhân tạo), trong kỹ thuật máy tính (máy in, máy scan, ổ đĩa ), trong công nghiệp ô tô (hệ thống phanh, hệ thống điều khiển động cơ v v ), trên rô-bốt và các tay công tác, trong kỹ thuật âm thanh và hình ảnh, trong các thiết bị chuyên dụng của công nghiệp quốc phòng và hàng không vũ trụ v v Như vậy khái niệm cơ điện tử mang tính khái quát đầy đủ áp dụng cho nhiễu nghành và lĩnh vực khác nhau với các thành phần của nó Còn khái niệm

“Các hệ điện cơ” là một lĩnh vực nằm trong khái niệm cơ điện tử, mà trong thành

phần của nó sử dụng các máy điện, các bộ biến đổi công suất, các bộ điều khiển cho các mạch năng lượng Không làm mất đi tính tổng quát của khái niệm hệ cơ điện tử, ở phạm vi môn học của giáo trình này ta cũng có thể đồng nhất khái niệm hệ cơ điện tử và các hệ điện cơ, và điển hình là các hệ tự động điều khiển truyền động điện một chiều, xoay chiều và các hệ truyền động điện trên cơ sở một số loại động cơ đặc biệt

1.3.1 Thành phần hệ cơ điện tử

Sơ đồ chức năng của hệ cơ điện tử được trình bày trên hình 1.2 Nó gồm 3 phân hệ là: phân hệ thông tin, phân hệ điện năng và phân hệ điện cơ

Phân hệ điện cơ chứa các đối tượng điều khiển (ĐTĐK) và bộ biến đổi điện

cơ (BBĐĐC)

Phân hệ điện năng gồm bộ biến đổi bán dẫn công suất (BBĐBDCS) và nguồn thứ cấp (NTC)

Phân hệ thông tin chứa hệ thống điều khiển và chuẩn đoán (HTĐKCĐ) và khối các thiết bị cảm biến (TBCB)

Khi tìm hiểu hệ cơ điện tử cần phải nghiên cứu các đặc tính động, đặc tính tĩnh, đặc tính năng lượng, đặc tính phổ và hàng loạt các đặc tính khác

Một số điểm cơ bản của hệ cơ điện tử như sau:

1 Đối tượng điều khiển không liên hệ trực tiếp với con người Thông thường, chúng sẽ thay thế cho con người trong những điều kiện mà con người không thể thực hiện hoặc nếu thực hiện sẽ có nguy cơ tổn hại sức khỏe và tính mạng

2 Các đối tượng điều khiển (ĐTĐK) thông thường có các tham số thay đổi nên không thể tạo ra mô hình toán học của đối tượng điều khiển trên nền tảng các

định luật vật lý mà nú hoạt động Trong trường hợp này để mụ tả bằng toỏn học, người ta sử dụng cỏc phương phỏp khỏc cho cỏc hệ phi tuyến

3 Cỏc bộ biến đổi cơ điện thường là một khõu trong hệ thống của đối tượng điều khiển Trong trường hợp này cấu trỳc của cỏc bộ biến đổi cơ điện là phi truyền thống

4 Quỏ trỡnh điều khiển dũng năng lượng từ nguồn thứ cấp đến bộ biến đổi

cơ điện được thực hiện bởi bộ biến đổi bỏn dẫn cụng suất Kết hợp nguồn điện,

bộ biến đổi bỏn dẫn và bộ biến đổi cơ điện ta cú phõn hệ năng lượng cơ điện tử Trong phõn hệ này sẽ xuất hiện cỏc tớnh chất mới khụng cú trờn cỏc khối riờng rẽ Phõn hệ năng lượng cơ điện tử là hệ xung và phi tuyến với sự biến đổi rời rạc của cỏc tham số Chớnh vỡ thế việc phõn tớch và tổng hợp cỏc hệ điều khiển đũi hỏi ứng dụng cỏc phương phỏp dựa trờn cụng nghệ mỏy tớnh hiện đại

Khối các cảm biến

Hệ thống điều

khiển và chuẩn đoán

Nguồn thứ cấp

Bộ biến đổi bán dẫn công suất

Bộ biến đổi

điện cơ

Đối tuợng

điều khiển

Hỡnh 1-2 Sơ đồ khối chức năng của hệ điện cơ

Việc tớnh toỏn và thiết kế hệ cơ điện tử bao gồm cỏc cụng đoạn sau:

+ Xõy dựng cỏc mụ hỡnh chung với cỏc phần liờn tục, xung và số húa; + Nghiờn cứu cỏc đặc tớnh động của cỏc phần liờn tục và xung;

+ Tổng hợp bộ điều chỉnh;

+ Nghiờn cứu cỏc đặc tớnh động của cả hệ thống;

+ Nghiờn cứu cỏc đặc tớnh tĩnh của cả hệ thống

1.3.2 Cỏc vấn đề khi xõy dựng mụ hỡnh cơ điện tử

Sử dụng máy tính cho phép phân phối lại thời gian dành cho nghiên cứu lý thuyết và thực hành theo một cách mới Lúc này thời gian dành cho các công việc thực nghiệm là trong các phòng thí nghiệm ảo

Các chương trình đào tạo có ứng dụng công nghệ máy tính hiện đại trong giáo trình này được tạo ra hoàn toàn trên nền Matlab – Simulink Các gói ứng dụng được chia ra thành một số cấp sau:

1 Cấp sử dụng môi trường làm việc của Matlab và các phần mở rộng của

nó (Toolboxes);

2 Cấp sử dụng các khối cấu trúc của gói Simulink và các phần mở rộng của

nó (Blocksets);

3 Cấp sử dụng các khối ảo của gói Sim Power System với giao diện đồ họa của người dùng;

4 Cấp sử dụng bệ thí nghiệm mô phỏng được tạo ra nhờ sử dụng giao diện

đồ họa người dùng (GUI)

Dưới đây từ các ví dụ cụ thể, ta sẽ xem xét việc sử dụng các cấp trên trong việc tiến hành thực nghiệm ảo trên môi trường Matlab, Simulink

Các mô hình cấu trúc được xây dựng trên cơ sở mô tả toán học các hệ động

học Sự mô tả này có thể là các phương trình vi phân, hàm truyền, các điểm không và điểm cực của hàm truyền hoặc các phương trình không gian trạng thái Trong gói Simulink có đầy đủ bộ các khối cho phép thực hiện bất kỳ mô hình cấu trúc nào

Kết quả mô phỏng các mô hình cấu trúc được đưa ra bằng gói mở rộng Control System mà trong đó có công cụ LTI-Viewer

Mô tả toán học của khối Robot dưới dạng toán tử như sau:

2 K Т C K ; u R K Е

Trên hình 1.3 là mô hình cấu trúc của khối Robot được xây dựng theo phương trình 1.5 và các đặc trung động của nó

Hình 1-3 Mô hình cấu trúc của khâu robot và đặc tính động học của nó

Các mô hình chức năng gồm các phần tử phi tuyến về cơ bản dựa trên logic

hoạt động của thiết bị Chúng được sử dụng để mô phỏng các phần tử điện tử công suất khi nghiên cứu tính động học của hệ thống được biểu diễn bằng mô hình cấu trúc Trong trường hợp này không cần thiết phải thay thế bộ biến đổi công suất bằng khâu trễ hoặc khâu không tuần hoàn tương đương

Trên hình 1.4 là ví dụ về mô hình chức năng bộ biến đổi độ rộng xung có đảo chiều với thuật toán điều khiển tuần tự cùng với đó là các quá trình điện từ trong mạch

Hình 1- 4 Mô hình chức năng bộ biến đổi độ rộng xung và quá trình điện từ

Mô hình ảo – là các khối tạo giả các thiết bị điện tử công suất và điện cơ

được sắp xếp trong thư viện của gói mở rộng Sim Power System

ứng dụng các mô hình ảo cho phép nghiên cứu không chỉ các đặc tính động của hệ cơ điện tử mà còn cả các đặc tính tĩnh của nó như: