Специфика метода моделирования электропривода ротора буровой установки с точки зрения философии

Математическая модель является математическимотражением представление реальности. И позволяет проводить возможные исследования на самой модели, без причинения повреждений объекту, что является существенным плюсом данного метода. Все естественные и общественные науки, использующие математический аппарат, фактически занимаются математическим моделированием: они заменяют объект исследования его математической моделью, а затем изучают последнюю. Связь математической модели с реальностью осуществляется с помощью цепочки гипотез, идеализаций и упрощений. Математические методы используются для описания, как правило, идеального объекта, построенного на этапе содержательного моделирования.Основным свойством моделей является свойство универсальности, то есть это позволяет описывать принципиально разные реальные явления с помощью одной и той же математической модели. Например, гармонический осциллятор описывает не только поведение нагрузки на пружину, но и другие колебательные процессы, часто совершенно другой природы: небольшие колебания маятника, колебания уровня жидкости в П-образном сосуде. , или изменение силы тока в колебательном контуре. В результате в процессе изучения одной математической модели получаются знания о ряде описываемых ею явлений. Недостатком математических моделей является невозможность отразить в них все свойства объекта. Так или иначе, приходится прибегать к предположениям, которые хоть и в минимальной степени, но все же не позволяют отразить все свойства объекта.Прогнозирование - это специальное научное исследование конкретных перспектив развития процесса.Необходимость прогнозирования обусловлена ​​желанием знать события будущего на основе статистических, вероятностных, эмпирических, философских принципов. Очевидный минус - невозможность определить надежность объекта со 100% вероятностью. Точность любого прогноза обусловлена: - количество достоверных исходных данных и время, за которое они были собраны; - объем непроверенных исходных данных, период их сбора; - методы и подходы к прогнозированию.С увеличением набора факторов, влияющих на точность прогноза, он практически заменяется рутинными расчетами с определенной установившейся ошибкой.Проведение этапа моделирования электропривода ротора буровой установки было выполненно в программном обеспечении MatlabSimulink, котороеразработал КливМоулер в конце 1970-х годов, будучи деканом факультета компьютерных наук в Университете Нью-Мексико. Основную задачу, которую ставил перед собой разработчик, заключалась в получение программного обеспечения, которое не призывало бы к необходимости изучения языка программирования Фортан. Увидев высокую коммерческую составляющую полученной программы, Стив Бангертпредложил перевести Matlab на язык С. Так в 1984-м году появилась компания TheMathWorks. Первоначально MATLAB предназначался для проектирования систем управления (основная специальность Джона Литтла), но быстро завоевал популярность во многих других научных и инженерных областях.Язык MATLAB является высокоуровневым интерпретируемым языком программирования, включающим основанные на матрицах структуры данных, широкий спектр функций, интегрированную среду разработки, объектно-ориентированные возможности и интерфейсы к программам, написанным на других языках программирования [11].На рисунке 2.2 представлены основные составные части программы Matlab. Рисунок 2.2 – Основные составные части программы MatlabMATLAB предоставляет пользователю большое количество (несколько сотен) функций для анализа данных, покрывающие практически все области. Среди инструментов можно выделить те, что представлены на рисунке 2.3 [11]. Рисунок 2.3 – Набор инструментов программы Matlab.Центральное окно программы Matlab представлено на рисунке 2.4. Рисунок 2.4 – Центральное окно программы MatlabИспользование матричной математики позволяет получать скорость выполнения математических действий, превышающих скорость вычисления того же MathCadв 10 раз [16]. Язык программирования высокого уровня позволяет увеличить потенциальное количество клиентов. Аналогичное достигается и таким преимуществом, как поддержка двухмерной и трёхмерной графики. Среди недостатков программы выделяют выполнение программных операций не на языке математики и сложности при работе узконаправленными специальностями, например с радиотехникой. На рисунке 2.5 представлена структура компонентов библиотеки источников электрической энергии ElectricalSources.Рисунок 2.5 – компоненты электротехнической библиотеки Matlabприложения SimulinkНа рисунке 2.6 представлены компоненты вкладки «ElectricalSources». Рисунок2.6 – компонентывкладки «ElectricalSources» MatlabприложенияSimulinkИз восьми представленных элементов пять отвечают за модель источника переменного тока и напряжения, три за постоянный ток. Каждый элемент имеет настройку по амплитуде, частоте, входному фильтру. Возможна настройка трёхфазной системы, введение значения каждой из фаз. Имеютсяэлементы«ControlledVoltageSource» и «ControlledCurrentSource», которыемогутбытьнастроеныпод постоянный или переменный ток (напряжение). У данных элементов задаются первоначальные значения, которые в процессе могут быть изменены. Аналогичный раздел может быть использован для построения модели. Выполнение этапа моделирования ротора буровой установки проводится на базе уже установленных методов исследования: наблюдение и сравнения. В результате наблюдений получена функциональная схема электропривода буровой установки (рисунок 2.7). Рисунок 2.7 - Функциональная схема электропривода ротора буровой установкиНа основании наблюдения и моделирования строится аналогичная рисунку 2.7 схема в программном обеспечении MatlabSimulink (рисунок 2.8). Рисунок 2.8 - Структурная схема регулируемого электропривода в программном обеспечении MatlabSimulinkВ результате процесса моделирования могут быть получены графики момента и частоты вращения ротора двигателя. Анализ полученных графиков позволяет судить об адекватности разработанной модели. ЗаключениеВ результате выполнения работы рассмотрены понятия, относящиеся к развитию методологического изложения в области электротехники. Связь технических и естественных наук неоспорима. Последние, к которым относится электротехника и её часть, изучающая электропривод, включает в себя математический аппарат, методы научного познания, в частности, моделирования.В первой части реферата рассмотрены и представлены этапы развития технических наук. Приведено описание способов научного познания и классификация методологии. Во втором вопросе рассмотрены основы моделирования в программном обеспечении MatlabSimulink. Приведены основные методологические изложения, характеризующие возможность построения модели электропривода буровой установки. Список использованных источниковВ. В. Морозов, В. И. Николаенко История инженерной деятельности. Харков: НТУ “ХПІ”, 2007. – 336 с. Иванов Б. И., Чешев В. В. Становление и развитие технических наук. Л., 1977. – 264 с. Козлов Б.И. Возникновение и развитие технических наук: опыт историко-теоретического анализа. Л., 1988. – 248 с. Симоненко О.Д. История техники и технических наук: философско-методологический анализ эволюции дисциплины. Монография. М.: ИИЕТ РАН, 2005. - 218 с.Давыдова Л. Г. Использование электрической энергии в промышленности России. М.: Наука, 1966, с. 28.Чеканов А„ А., Родонсницкий Б. Я. Михаил Андреевич Шателен. М.: Наука, 1972, с. 56.Дягилев Ф.М. Концепции современного естествознания. - М.: Изд.ИЭМПЭ, 1998.Недельский Н.Ф., Олейников Б.И., Тулинов В.Ф. Концепции современного естествознания. – М: Изд. Мысль, 1996.Грушевицкая Т.Г., Садохин А.П. Концепции современного естествознания.-М.: Изд. ЮНИТИ,2005.Карпенков С.Х. Основные концепции естествознания. – М.: Изд. ЮНИТИ, 2004.Официальный сайт ПО Matlab. [Электронный ресурс]: https://www.mathworks.com/products/matlab.htmlАнучин А.С. Системы управления электроприводов. – М.: МЭИ, 2015. 373 с. Электропривод типовых производственных механизмов : учеб. пособие для академического бакалавриата / Ю. Н. Дементьев, В. М. Завьялов, Н. В. Кояин, Л. С. Удут. – М.: Юрайт, 2018. 403 с. Драчев Г.И. Теория электропривода: Учебник пособие к курсовому проектированию. – Челябинск: ЮурГУ, 1998. 160 с. Мальцева О.П., Удут Л.С., Кояин Н.В. Системы управления электроприводов. – Томск: ТПУ, 2007. 82 с. Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.