43
др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017. Računarska analiza električnih kola Milka Potrebić 1 u 2 u 1 i 2 i 3 u 3 i

Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

  • Upload
    vantu

  • View
    243

  • Download
    2

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Računarska analiza električnih kola

Milka Potrebić

1u

2u

1i

2i

3u

3i

Page 2: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Računarski (softverski) alati

• Mathematica, MuPAD, Maxima, SymPy

• MATLAB, Scilab, Octave, FreeMat

• LTspice, ngspice, QucsStudio, XCircuit

• Python, MathCAD, MAPLE, SpeQ Mathematics…

Free/Libre Open Source Software (FLOSS)

Page 3: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MATLAB

Toolboxes…

Page 4: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simulink

Page 5: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simscape

Page 6: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MuPAD

Symbolic Math Toolbox

Page 7: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

SimPowerSystems

Page 8: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 9: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 10: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 11: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 12: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 13: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simulacija električnih kola

powerlib

Page 14: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simulacija električnih kola

powerlib

Page 15: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 16: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Primer simulacije 0u u trenutk obrazovano je kolo 0 t

V10)(

V10),()(

F1

k1

00

g

Utu

UthUtu

C

R

C

R

+

Uo

+ug

iC

uC = ?

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 17: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Primer simulacije 0u u trenutk obrazovano je kolo 0 t

V10)(

V10),()(

F1

k1

00

g

Utu

UthUtu

C

R

C

R

+

Uo

+ug

iC

uC = ?

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 18: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Kako merimo napon??? MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 19: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 20: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Početni uslov, ref. smer...

Ploče kondezatora se razlikuju!!!

+ označava ref. smer

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 21: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 22: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 23: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Pokretanje simulacije...

u(t0) = −10V

+

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 24: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Nalaženje odziva... Osciloskop

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 25: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MATLAB: Simscape

Power Systems

Page 26: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

ms1 RC

ms1.010

Page 27: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

simscape

Simscape – Foundation Library, Utilities

Page 28: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MATLAB: Simscape

Foundation Library, Utilities

Page 29: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MATLAB: Simscape

Foundation Library

Page 30: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simulacija električnih kola

MATLAB: Simulink

Simscape

Foundation Library, Utilities

Page 31: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MATLAB: Simulink

Simscape

Foundation Library, Utilities

Page 32: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Početni uslov...

MATLAB: Simulink

Simscape

Foundation Library, Utilities

Page 33: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Nalaženje odziva...

Page 34: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simulink

(ulaz) pobuda)( tu

stanja apromenljiv)( tx

u trenutku stanja apromenljiv 00 tx

Page 35: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

0u u trenutk obrazovano je kolo 0 t

C

R

+

Uo

+ug

iC

uC = ?

V10)(

V10),()(

F1

k1

00

g

Utu

UthUtu

C

R

C

V10)(

)()(

00

Utu

dt

duCi

tuRitu

C

CC

CCg

(ulaz) pobuda)(g tuu

izlaz) - odziv i stanja va(promenlji akondezatornapon )( tux C

u trenutku rakondenzatonapon )( 000 tUtx

V10)(

)()()()()(

00

gg

Utu

RC

tu

RC

tu

RC

tutu

C

i

dt

tdu

C

CCCC

V10)(

0,1)()(

1000,10001

)()()(

00

g

Utu

DCtCutu

BRC

AtButAudt

tdu

C

CC

CC

Simulink

Page 36: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simulink

Page 37: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Simulink

Page 38: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Rešimo “ručno”

Page 39: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

MuPAD

ode – domain of ordinary differential equations

mupad

Page 40: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

syms vc(t)

Vc=dsolve(diff(vc)==-1000*vc+10000, vc(0)==-10)

ezplot(Vc, [0, 0.01])

Symbolic Math Toolbox

0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

t

10 - 20 exp(-1000 t)

Page 41: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 42: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

Page 43: Računarska analiza električnih kola - tek.etf.bg.ac.rstek.etf.bg.ac.rs/RacunarskaAnalizaKola01_Uvod_2017.pdf · Simulacija električnih kola powerlib др Милка Потребић,

др Милка Потребић, ванредни професор, Практикум из рачунарске анализе кола, Универзитет у Београду – Електротехнички факултет, 2017.

CircuitLab, Maxima-online,…

...