1 SAT1050 PANAYYS / MAAT VSAPUSTO: APA, MATAB JA SMUNK -HAJOTUSTYÖ / SYKSY 2015 Harjoitustyön tarkoituksena on ensisijaisesti tutustua Aplac-, Matab ja Simulink simulointiohjelmistojen ominaisuuksiin ja käyttöön. isäksi simulaatioiden valmistelussa ja harjoitustyön raportointivaiheessa on tavoitteena syventää sähköisten piirien käyttäytymisen ymmärtämistä (syy-seuraus suhteet). Harjoitustyöt tehdään ryhmissä (1-3 henkilöä). yhmäkohtaiset tehtävien alkuarvot jaetaan erillisessä liitteessä. nsimmäinen versio on oltava palautettu tarkastettavaksi 18.12.2015 mennessä. Kolmen hylätyn tarkastuskerran jälkeen koko simulointiharjoitustyö on suoritettava alusta loppuun asti uusilla arvoilla ja tehtävillä. 1. D-PN TUTKMNN APA- JA MATAB -OHJMSTOA atkaise kuvassa 1 esitetyssä piirissä resistanssien yli olevat jännitteet, niiden läpi kulkevat virrat ja ko. resistansseissa kuluvat tehot (Piiri on jatkuvuustilassa) 1. käyttämällä Aplac-simulointiohjelmistoa ja 2. käyttämällä laskutoimituksissa apuna Matab ohjelmistoa. J 3 1 2 3 1 2 4 5 Kuva 1. Tutkittava D-piiri.
2 2. A-PN TUTKMNN APA- JA MATAB-OHJMSTOA atkaise kuvassa 2 esitetyssä piirissä impedanssien yli olevat jännitteet, niiden läpi kulkevat virrat ja ko. impedansseissa esiintyvät pätö- ja loistehot. (Piiri on jatkuvuustilassa). 1. käyttämällä Aplac-simulointiohjelmistoa ja 2. käyttämällä laskutoimituksissa apuna Matab ohjelmistoa. J 3 1 2 3 1 2 4 5 Kuva 2. Tutkittava A-piiri 3. TANSNTTN TUTKMNN APA- JA SMUNK- OHJMSTOA 3.1. Transienttien tutkiminen sekä Aplac- että Simulink-ohjelmistolla Seuraavalla sivulla olevan kuvan 3 kytkennässä kytkin k suljetaan hetkellä t = 0. 1. atkaise komponenttien läpi kulkevat virrat ja niiden yli olevat jännitteet käyttäen Aplac-ohjelmistoa. 2. aadi differentiaaliyhtälö induktanssin läpi kulkevalle virralle. aadi ko. differentiaaliyhtälöstä Simulink-ohjelmalla kaavio, jolla voidaan ratkaista induktanssin läpi kulkeva virta muutosilmiön aikana. Suorita ajot aikatasossa.
3 k 1 2 3 1 3 Kuva 3. Sekä Aplac- että Simulink-ohjelmistolla tutkittava piiri. 3.2. Transienttien tutkiminen Aplac-ohjelmistolla Alla olevien kuvien 4-6 kytkennöissä jännitelähde kytketään päälle hetkellä t = 0 ( g = 0) ja kytketään pois päältä hetkellä t = 85 ms ( g = max ). 1. atkaise komponenttien läpi kulkevat virrat ja niiden yli olevat jännitteet käyttäen Aplac-ohjelmistoa 2. Miten voit optimoida kuormaan menevän pätötehon ja pienentää transienttien suuruutta (voit lisätä yhden komponentin ja / tai muuttaa joko kelan tai kondensaattorin suuruutta)? Suorita ajot esittämilläsi parannusehdotuksia käyttäen. Huom! ähteen syöttämä kokonaisteho ei saa kasvaa muutetussa tilanteessa. Kuva 4. Tutkittava piiri ryhmille 1, 4, 7, 10 ja 13.
4 Kuva 5. Tutkittava piiri ryhmille 2, 5, 8 ja 11. Kuva 6. Tutkittava piiri ryhmille 3, 6, 9 ja 12. 4. APOTONT oppuraportti kirjoitetaan voimassa olevia VY:n teknillisen tiedekunnan opinnäytetöiden ja matemaattisten merkintöjen kirjoitusohjeita noudattaen. oppuraportista on löydyttävä tehtäväkohtaisesti mm. seuraavat asiat: 4.1. D-piirin tutkiminen Aplac- ja Matab ohjelmistoilla Aplac-ajot (Text-tiedosto) Matab-ajotiedosto Aplac- ja Matab-tulosten on vastattava toisiaan, muuten harjoitustyö palautuu
5 4.2. A-piirin tutkiminen Aplac- ja Matab-ohjelmistoilla Aplac-ajot (Text-tiedosto) Matab-ajotiedosto Aplac- ja Matab-tulosten on vastattava toisiaan, muuten harjoitustyö palautuu 4.3. Transienttien tutkiminen Aplac- ja Simulink-ohjelmistoilla 4.3.1. Transienttien tutkiminen sekä Aplac- että Simulink-ohjelmistoilla Kopio Aplac-simulointitiedosta Aplac-ajot (Graafinen esitys) nduktanssin läpi kulkevaa virtaa kuvaava differentiaaliyhtälö Kopio Simulink-kaaviosta Simulink-ajotiedosto (Graafinen esitys) Aplac- ja Simulink-tulosten on vastattava toisiaan, muuten harjoitustyö palautuu 4.3.2. Transienttien tutkiminen Aplac-ohjelmistoilla Aplac-ajot (Graafiset esitykset) Perustelut, miten optimoitte kuormaan menevää pätötehoa ja/tai pienensitte transienttien suuruutta.