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simulink中的 仿真时间 与 实际时间 的关系

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问题描述

在用Matlab/simulink等软件仿真时,需要设置仿真步长、仿真时间和实际时间。就这几个时间我有一些疑惑,请大家帮我解答一下,谢谢!

  1. 仿真步长和采样时间有关系吗?

  2. 如果我的模型的仿真时间设置为10s,在仿真模型实际运行时可能并不需要10s。那么这个仿真时间有什么含义,他是不是指搭的模型对应的实际物理系统运行10s得情况?或者是有什么其他的含义?

  3. 顺便问一下什么是电磁暂态仿真、机电暂态仿真、中长期仿真,它们的区别是不是主要在于仿真时步的大小不同,有没有什么明确的分界线?我感觉之前说的“机电暂态只要针对发电机转子运动方程求解”这句话有问题,应为我现在的机电暂态仿真除了电机计算还有潮流计算,控制等等。                                                                                                  好乱啊,,希望大家帮我解答一下,谢谢!

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ihciew·450.00

2017-06-22提问

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  少年郎的足迹、、、·0.00

2017-07-01回答

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根据你的提问,可以猜到你所做的仿真均为离线仿真,非实时仿真。为了有个全面的认识,所以先说一下实时仿真,matlab有一个RTW可以建立实时仿真,实时仿真1s就对应1s。而非实时仿真仿真取决于你的硬件性能,可能性能好,或者模型简单,求解的量较少。比如一个经典的系统仿真步长50us,你的计算机40us就算好了,所以总的时间就提前了。但是一般来讲是仿真时间大于实际时间的,因为我们的硬件性能较差,每一次计算耗时都比较长,仿真1s,最后耗时可能达到1min。

所以仿真时间就是你的模型或者系统模拟实际系统运行多长时间,比如设置仿真时间为0.5s,就是模拟系统0.5s这个过程。而实际耗时可能是50s,这是模型在计算仿真所用的时间,取决于模型复杂度,计算量,硬件性能等。

电磁暂态仿真就是模拟电磁过程,暂态变化过程。比如空载变压器合闸的励磁涌流过程。一般过程在ms级,要求步长一般是50us.整个仿真过程大概持续数秒结束。 电磁暂态过程数字仿真是用数值计算方法对电力系统中从数微秒至数秒之间的电磁暂态过程进行仿真模拟。电磁暂态过程仿真必须考虑输电线路分布参数特性和参数的频率特性、发电机的电磁和机电暂态过程以及一系列元件(避雷器、变压器、电抗器等)的非线性特性。因此,电磁暂态仿真的数学模型必须建立这些元件和系统的代数或微分、偏微分方程。一般采用的数值积分方法为隐式积分法。由于电磁暂态仿真不仅要求对电力系统的动态元件采用详细的非线性模型,还要计及网络的暂态过程,也需采用微分方程描述,使得电磁暂态仿真程序的仿真规模受到了限制。一般进行电磁暂态仿真时,都要对电力系统进行等值化简。

机电暂态过程就是研究机电变化的过程,比如振荡,过程可能在10几s, 甚至更长。主要研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰动后的静态稳定性能。其中暂态稳定分析是研究电力系统受到诸如短路故障,切除线路、发电机、负荷,发电机失去励磁或者冲击性负荷等大扰动作用下,电力系统的动态行为和保持同步稳定运行的能力。电力系统机电暂态仿真的算法是联立求解电力系统微分方程组和代数方程组,以获得物理量的时域解。微分方程组的求解方法主要有隐式梯形积分法、改进尤拉法、龙格-库塔法等,其中隐式梯形积分法由于数值稳定性好而得到越来越多的应用。代数方程组的求解方法主要采用适于求解非线性代数方程组的牛顿法。按照微分方程和代数方程的求解顺序可分为交替解法和联立解法。


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  避寒的暖悟·1060.00

2017-06-22回答

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一、仿真步长
积分与微分是互逆的,对进行积分,就可求解,但那是解析法,有时候无法运用。对一个曲线(包括直线)方程求积分,其实就是求曲线与横轴围成的面积。该面积可以用一系列间隔很小的面积块相加得到。面积块采用矩形去近似,就得到了欧拉法,采用梯形去近似,就得到了梯形法。这些小间隔的宽度就是计算步长。显然,纯粹从精度的角度考虑,步长越小越精确,因为近似面积更接近实际图形面积。
采用泰勒公式展开,也可以求出这些数值解法公式,数值解法是把连续问题采用离散方法去近似求解。
二、采样周期
采样周期是对一个实际信号测量时,相邻两次测量之间的时间间隔。有时候,采样周期和计算步长相似,但采样周期要考虑实际限制,且是时间单位,而计算步长不一定是时间单位,且相对自由些。两者在数值上没必然联系。对于同一问题,且都是时间量纲的话,采样周期大于等于计算步长,前者是后者的整数倍。

    三、

    仿真时间比实际时间短,那是因为电脑处理速度快,有点电脑处理器不好的,或许还需要跑个二三十分钟呢,有点0.1秒的仿真模型,电脑可能还要跑十来分钟。

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  Earljing·140.00

2017-06-22回答

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仿真时间设置跟运行时间没有关系,仿真时间的设置只要能体现出你的仿真模型的瞬态过程和稳态过程即可。运行时间可能很快,由你的电脑和你搭建的模型决定,仿真的步长设置的越小,那么波形就越精确。

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  zhangting·120.00

2017-06-22回答

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