MATLAB与交直流调速系统仿真资料.pptxVIP

MATLAB与交直流调速系统仿真;1 MATLAB基本知识;4.1.2控制系统的技术指标与要求;2、动态指标;3、抗扰动指标;直流电动机模型与MATLAB的实现 直流电动机介绍 直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的装置。由于其带有机械换向器，较比交流电动机结构复杂，生产运行成本较高，并有逐步被交流电动机所取缔。但是由于直流电动机具有启动转矩大，调速范围宽等优势，在轧钢机、电力机车的等方面有一定的应用。同时由于直流电动机原理简单，理论基础厚重，对电机学习者具有很强的吸引力。;4.2.2 直流电动机数学模型 以他激式直流电动机为例分析直流电动机数学模型 电枢回路的微分方程式：;直流电动机对象引入两个状态变量：;4.2.3直流电动机模型在MATLAB中的实现;计算得到此直流电动机的相关参数： 电势常数： 转矩常数： 电磁时间常数：机电时间常数：;2、直流电动机数学模型的传递函数形式实现 直流电动机数学模型的传递函数表达形式:;3、直流电动机数学模型的状态空间表达式实现;直流电动机1的状态空间表达式为：;4、基于电气原理图的直流电动机数学模型实现;直流电动机的参数设置 Armature resistance and inductanceRa (ohms) 和La(H): 电枢电阻和电感； Field resistance and inductanceRf (ohms) 和Lf(H): 励磁回路电阻和电感 Field-armature mutual inductanceLaf (H)： 电枢与励磁回路互感； Total inertia J (kg.m^2) ：电机转动惯量(kg.m^2) ； Viscous friction coefficient Bm (N.m.s)：粘滞摩擦系数(N Coulomb friction torque Tf (N.m)： 静摩擦转矩(N.m)； Initial speed (rad/s)：初始速度。;查看此模型方法是通过选择电机模型，在右键弹出式菜单中，点击Look under mask，即可实现。;4.3 直流调速系统与MATLAB 仿真实现;例：改变电枢回路电阻调速来说明在MATLAB的实现;1.使用模块;（3）断路器（Breaker） 断路器取自SimPowerSystems工具箱中的Elements库里的Breaker模块;（4）调速电阻（R）;断路器控制信号（Step） 断路器通断控制采用阶跃信号与模块的控制端连接实现，直流电动机的加速点分别设置在5秒和10秒时刻，因此将阶跃信号的跳变点时间分别为5秒和10秒。 其他模块 其他模块还包括比例模块、输入型接地点、输出型接???点，两只T型连接器、信号分离器以及相关的示波器。;2、仿真参数设置;3、仿真结果;电磁转矩波形图;4.3.2开环直流调速控制系统与仿真 （一）开环直流调速控制系统组成;（二）开环直流调速控制系统仿真 1、基于数学模型的开环直流调速系统仿真 （1）开环直流调速控制系统数学模型;得到系统1开环控制的动态结构图;（2）开环直流调速系统仿真实现;2、基于电气原理图的系统仿真;（1）三相对称交流电源模型 从SimPowerSystems工具箱中Electrical Sources（电源）库中选择AC Voltage source模块;（2）晶闸管整流器模型 从SimPowerSystems工具箱中Power Electronics(电力电子)库选取Universal Bridge(通用桥)模块;（3）直流电动机模型 直流电动机模型选取在先前已经介绍过;（7）其他模块 构造开环直流电机控制系统，还需要用的模块有：L connector（L型连接器）；三个Constant（常数模块）；以及用来观测电机变量的四个To Workspace（输出到工作空间模块），并设置输出变量名分别为为w 、Ia 、 If 、Te，w参数设置如图 。;仿真参数设置;系统仿真结果;4.3.3直流调速双闭环控制系统仿真 1、闭环直流调速控制系统介绍;2、电流、转速双闭环直流调速控制系统;（二）双闭环直流调速系统工程设计举例;预置参数;系统I动态结构图;2系统设计 （1）电流调节器设计 电流调节器采用PI调节器;（2）转速调节器设计 转速的超调与动态速降均可由抗扰指标衡量，而抗扰指标以典型II系统为佳，因此转速调节器采用PI调节器，按典型II系统设计，取h＝5。 设，转速调节器为：;（三）双闭环直流调速控制系统仿真 1、基于数学模型的双闭环直流调速控制系统仿真;电枢电流和电机转速输出曲线;2、基于电气原理图的双闭环直流调速控制系统仿真;主要的仿真参数设定包括，转速调节器比例系数常数为60，积分系数11.5;电流调节器比例系数1.24，积分系数为40 。仿真