Моделирование импульсной выдержки времени с помощью простейших элементов

В одной из предыдущих статей уже было приведено моделирование и тестирование выдержек времени, применяемых в релейной защите. В данной заметке приведён пример реализации импульсной выдержки времени с помощью простейших логических и математических элементов.

Для реализации выдержки времени на возврат дадим математическое описание её работы.

Единственным параметром выдержки времени является её время срабатывания T. Импульсная выдержка времени представляет собой некоторый сумматор, который после появления входного сигнала (после появления «переднего фронта») сохраняет на выходе сработанное состояние в течение заданного времени T независимо от того, какие изменения входного сигнала будут наблюдаться в течение данного времени.

При этом обязательно учитывается периодичность прихода на вход выдержки времени входного сигнала. Периодичность прихода для современных микропроцессорных устройств релейной защиты определяется частотой дискретизации fd, с которой наблюдается входной сигнал (эта величина определяет, сколько замеров входного сигнала будет сделано за определённый интервал времени). Величина, обратная частоте дискретизации, называется интервалом дискретизации и обозначается t.

Условия работы импульсной выдержки времени можно описать следующими выражениями:

где S – накопленная сумматором сумма, определяемая по следующим условиям:

где x[k] – значение входного сигнала выдержки времени в дискретный момент времени k; T – уставка выдержки времени на возврат.

С другой стороны, импульсную выдержку времени можно реализовать с помощью другой логической схемы и использованием выдержки времени на возврат simple_elm_reset_delay, которая была уже реализована ранее. На рис. 1 приведена схема в Simulink, реализующая импульсную выдержку времени. Данная схема приведена в приложенном файле: simple_elm_pulse_delay.mdl. Следует обратить внимание, что нижеприведённая схема разработана для частоты дискретизации fd = 1000 Гц.

Реализация импульсной выдержки времени с помощью простейших элементов в Simulink
Рис. 1. Реализация выдержки времени на возврат с помощью простейших элементов

Протестируем полученную выдержку времени. Сравним её выходное значение с выходным значением элемента «Monostable» из библиотеки Simulink (рис. 2).

Тестирование импульсной выдержки времени с помощью простейших элементов в Simulink
Рис. 2. Модель для тестирования выдержки времени на возврат из библиотеки Simulink и созданной вручную

На рис. 3 приведены входной сигнал, а также выходные сигналы выдержек времени из библиотеки Simulink (сигнал «predefined») и созданной нами выдержки времени (сигнал «handmade»). Из результатов видно, что выдержки времени работают одинаково.

Результаты тестирования импульсной выдержки времени с помощью простейших элементов в Simulink
Рис. 3. Результаты моделирования выдержки времени на возврат из библиотеки Simulink и созданной вручную

Итак, была смоделирована выдержка времени на возврат с помощью простейших элементов. Результаты работы полностью совпадают с выдержкой времени, имеющейся в стандартной библиотеке Simulink.

Также вы можете прочитать, как смоделировать выдержку времени на срабатывание и выдержку времени на возврат с помощью простейших элементов.

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.