MATLAB 2023b 配电柜温度报警系统仿真

MATLAB 2023b 配电柜温度报警系统仿真

下面是一个配电柜温度报警系统的MATLAB仿真代码，包含温度监测、断路器控制和声光报警功能。

classdef ElectricalPanelTemperatureAlertSystem < handleproperties% 系统参数TemperatureThreshold = 94; % 温度阈值(摄氏度)SimulationTime = 60;       % 仿真总时间(秒)SampleTime = 0.1;          % 采样时间(秒)% 组件状态CircuitBreakerStatus = true; % 断路器状态(true=闭合, false=断开)AlarmStatus = false;        % 报警状态Temperature = 25;           % 当前温度% 图形界面句柄FigureAxesTemperaturePlotStatusTextAlarmLightendmethodsfunction obj = ElectricalPanelTemperatureAlertSystem()% 初始化仿真系统obj.initializeGUI();obj.runSimulation();endfunction initializeGUI(obj)% 创建图形用户界面obj.Figure = figure('Name', '配电柜温度报警系统仿真', ...'NumberTitle', 'off', ...'Position', [100, 100, 800, 600], ...'Color', [0.9 0.9 0.9]);% 创建温度显示区域obj.Axes = subplot(2,2,[1,3]);title('配电柜温度监测');xlabel('时间 (秒)');ylabel('温度 (°C)');grid on;hold on;% 初始化温度曲线obj.TemperaturePlot = plot(0, obj.Temperature, 'b-', 'LineWidth', 2);line([0, obj.SimulationTime], [obj.TemperatureThreshold, obj.TemperatureThreshold], ...'Color', 'r', 'LineStyle', '--', 'LineWidth', 1.5);legend('温度', '报警阈值', 'Location', 'northwest');xlim([0, obj.SimulationTime]);ylim([0, 120]);% 创建状态显示区域uicontrol('Style', 'text', 'String', '系统状态:', ...'Position', [50, 100, 150, 30], ...'FontSize', 12, 'FontWeight', 'bold', ...'BackgroundColor', [0.9 0.9 0.9]);obj.StatusText = uicontrol('Style', 'text', ...'String', '状态: 正常', ...'Position', [200, 100, 200, 30], ...'FontSize', 12, ...'BackgroundColor', [0.7 1 0.7]);% 创建断路器状态指示uicontrol('Style', 'text', 'String', '断路器状态:', ...'Position', [50, 60, 150, 30], ...'FontSize', 12, 'FontWeight', 'bold', ...'BackgroundColor', [0.9 0.9 0.9]);uicontrol('Style', 'text', 'String', '闭合', ...'Position', [200, 60, 200, 30], ...'FontSize', 12, 'ForegroundColor', 'green', ...'BackgroundColor', [0.7 1 0.7], ...'Tag', 'BreakerStatusText');% 创建报警灯obj.AlarmLight = annotation('ellipse', [0.7 0.8 0.05 0.05], ...'FaceColor', [0.5 0.5 0.5], ...'LineWidth', 2);uicontrol('Style', 'text', 'String', '报警指示灯', ...'Position', [500, 400, 100, 30], ...'FontSize', 10, ...'BackgroundColor', [0.9 0.9 0.9]);% 添加重置按钮uicontrol('Style', 'pushbutton', 'String', '重置系统', ...'Position', [500, 100, 100, 40], ...'FontSize', 12, ...'Callback', @(src,event)obj.resetSystem());endfunction runSimulation(obj)% 运行仿真time = 0:obj.SampleTime:obj.SimulationTime;temperatureData = zeros(size(time));% 模拟温度变化(加入随机波动和可能的过热)for i = 1:length(time)% 模拟温度变化 - 正常情况下在25-90°C之间波动% 但有可能发生过热情况if i < 100obj.Temperature = 25 + 60 * sin(time(i)/10) + 5*randn();else% 模拟过热情况obj.Temperature = 25 + 70 * sin(time(i)/10) + 5*randn();end% 更新温度数据temperatureData(i) = obj.Temperature;% 检查温度并控制系统状态obj.checkTemperature();% 更新图形界面obj.updateGUI(time(1:i), temperatureData(1:i));% 暂停以模拟实时系统pause(obj.SampleTime);endendfunction checkTemperature(obj)% 检查温度并控制系统状态if obj.Temperature > obj.TemperatureThreshold% 温度超过阈值，断开断路器obj.CircuitBreakerStatus = false;% 触发报警obj.AlarmStatus = true;% 更新状态显示set(findobj('Tag', 'BreakerStatusText'), ...'String', '断开', 'ForegroundColor', 'red', ...'BackgroundColor', [1 0.7 0.7]);set(obj.StatusText, 'String', '状态: 过热报警!', ...'BackgroundColor', [1 0.7 0.7]);% 激活声光报警obj.activateAlarm();else% 温度正常obj.AlarmStatus = false;% 如果温度低于阈值-5°C，可以重新闭合断路器if obj.Temperature < (obj.TemperatureThreshold - 5)obj.CircuitBreakerStatus = true;set(findobj('Tag', 'BreakerStatusText'), ...'String', '闭合', 'ForegroundColor', 'green', ...'BackgroundColor', [0.7 1 0.7]);set(obj.StatusText, 'String', '状态: 正常', ...'BackgroundColor', [0.7 1 0.7]);end% 关闭报警set(obj.AlarmLight, 'FaceColor', [0.5 0.5 0.5]);endendfunction activateAlarm(obj)% 激活声光报警if obj.AlarmStatus% 闪烁报警灯if mod(round(now*86400),2) == 0set(obj.AlarmLight, 'FaceColor', 'red');elseset(obj.AlarmLight, 'FaceColor', [0.5 0.5 0.5]);end% 播放报警声fs = 8000; % 采样频率t = 0:1/fs:0.1;alarmSound = sin(2*pi*1000*t) .* (1 - t/0.1);sound(alarmSound, fs);endendfunction updateGUI(obj, time, temperature)% 更新图形界面set(obj.TemperaturePlot, 'XData', time, 'YData', temperature);drawnow;endfunction resetSystem(obj)% 重置系统obj.CircuitBreakerStatus = true;obj.AlarmStatus = false;obj.Temperature = 25;% 重置图形界面cla(obj.Axes);obj.TemperaturePlot = plot(obj.Axes, 0, obj.Temperature, 'b-', 'LineWidth', 2);line(obj.Axes, [0, obj.SimulationTime], [obj.TemperatureThreshold, obj.TemperatureThreshold], ...'Color', 'r', 'LineStyle', '--', 'LineWidth', 1.5);legend(obj.Axes, '温度', '报警阈值', 'Location', 'northwest');xlim(obj.Axes, [0, obj.SimulationTime]);ylim(obj.Axes, [0, 120]);set(findobj('Tag', 'BreakerStatusText'), ...'String', '闭合', 'ForegroundColor', 'green', ...'BackgroundColor', [0.7 1 0.7]);set(obj.StatusText, 'String', '状态: 正常', ...'BackgroundColor', [0.7 1 0.7]);set(obj.AlarmLight, 'FaceColor', [0.5 0.5 0.5]);% 重新运行仿真obj.runSimulation();endend
end

使用说明

1. 将上述代码保存为 ElectricalPanelTemperatureAlertSystem.m 文件
2. 在MATLAB命令窗口中运行 ElectricalPanelTemperatureAlertSystem 启动仿真

系统功能说明

1. 温度监测：

   • 实时显示配电柜温度曲线
   • 红色虚线标记94°C的报警阈值

2. 断路器控制：

   • 当温度超过94°C时，断路器自动断开
   • 当温度降至89°C以下时，断路器自动重新闭合

3. 报警系统：

   • 温度超标时触发声光报警
   • 报警灯会闪烁红色
   • 同时发出报警声音

4. 状态显示：

   • 显示当前系统状态（正常/报警）
   • 显示断路器状态（闭合/断开）

5. 重置功能：

   • 可通过"重置系统"按钮重新开始仿真

这个仿真系统模拟了配电柜在正常工作情况和过热情况下的行为，展示了温度超过阈值时断路器断开和报警系统激活的完整过程。