КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

  • Лілія Трасковецька Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького https://orcid.org/0000-0002-0577-5054
Ключові слова: електричний фільтр, диференціальні рівняння, пакет Simulink, імітаційне моделювання, система MATLAB, структурна модель, програмний код

Анотація

Робота присвячена комп’ютерному моделюванню систем, що змінюються з часом. У процесі пізнання та практичної діяльності людство широко використовує різноманітні моделі. Моделювання – це універсальний метод наукового пізнання, який базується на побудові, дослідженні та використанні моделей об’єктів і явищ. Найбільш важливим різновидом моделей є математичні моделі. До їхньої основи покладено припущення про те, що всі параметри досліджуваного об’єкта можна подати у кількісному вигляді й описати математичними співвідношеннями. Унаслідок широкого впровадження обчислювальної техніки і відповідного програмного забезпечення методи математичного моделювання поширилися в повсякденній практиці. Комп’ютерна реалізація дослідження складних математичних моделей ґрунтується на основі чисельних методів. Тому сучасне математичне моделювання завжди передбачає застосування чисельних методів аналізу та комп’ютерних обчислювальних експериментів. Водночас значення аналітичних методів з розвитком ЕОМ і обчислювальної математики ніяк не зменшується. Великі можливості проведення математичного моделювання відкриває, наприклад, матрична система комп’ютерної математики MATLAB у дослідженні складних технічних процесів, які характеризуються нелінійністю та багатогранністю зв’язків між елементами. Система пристосована до будь-якої галузі науки й техніки,міст ить засоби, які особливо зручні для електро- і радіотехнічних обчислень (операції з комплексними числами, матрицями, векторами й поліномами, опрацювання даних, аналіз сигналів, моделювання динамічних процесів і цифрова фільтрація). У роботі обґрунтовано динаміку процесів у лінійному колі (електричному фільтрі), побудовано математичну модель, що відображає процес протікання електричного струму в колі, у вигляді системи диференціальних рівнянь другого порядку. Отриману систему диференціальних рівнянь розв’язано аналітичним методом. Крім того, на основі вбудованих в MATLAB чисельних алгоритмів розв’язування звичайних диференціальних рівнянь побудовано наближений розв’язок математичної моделі, що відображає зміну струму в колі залежно від часу. Поряд з цим, використовуючи пакет імітаційного моделювання Simulink, складено структурну модель, яка повністю імітує роботу електричного фільтру. Розв’язок диференціального рівняння можна побачити на віртуальному осцилографі, який дозволяє представити результати моделювання у вигляді часових графіків або у вигляді чисел, графіків, таблиць.

Біографія автора

Лілія Трасковецька, Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького

кандидатка фізико-математичних наук, доцентка кафедри загальновійськових та інженерних дисциплін

Посилання

Маценко В. Г. Математичне моделювання : навч. посіб. Чернівці : Чернівецький державний університет, 2014. 519 с.

Маликов Р. Ф. Практикум по компьютерному моделированию физических явлений и объектов : учеб. пособ. Уфа : Изд-во БашГПУ, 2005. 291 с.

Болюх В. Ф. Основи електротехніки, електроніки та мікропроцесорної техніки : навч. посіб. / В. Ф. Болюх, В. Г. Данько, Є. В. Гончаров; за ред. В. Г. Данька ; НТУ “ХПІ”. Харків : Планета-Прінт, 2019. 248 с.


REFERENCES (TRANSLATED AND TRANSLITERATED)

Matsenko V. H. (2014) Matematychne modeliuvannia [Mathematical modeling]. Chernivtsi : Chernivetskyi derzhavnyi universytet. [in Ukrainian]

Malikov R. F. (2005). Praktikum po kompyuternomu modelirovaniyu fizicheskikh yavlenij i obektov [Workshop on computer modeling of physical phenomena and objects]. Ufa : Izd-vo BashGPU. [in Russian]

Boliukh V. F. (2019). Osnovy elektrotekhniky, elektroniky ta mikroprotsesornoi tekhniky [Fundamentals of electrical engineering, electronics and microprocessor technology]. Kharkiv : Planeta-Print. [in Ukrainian]

Опубліковано
2022-04-16
Як цитувати
ТрасковецькаЛ. (2022). КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ЕЛЕКТРОДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ. Збірник наукових праць Національної академії Державної прикордонної служби України. Серія: військові та технічні науки, 86(4), 204-219. https://doi.org/10.32453/3.v86i4.945
Розділ
Технічні науки