matlab仿真实验指导书

1、计 算 机 仿 真 及 应 用 实 验 指 导 书 电气与电子信息工程学院实验一 S函数实现单摆运动 一、实验目的 掌握S函数的定义、功能模块调用方法、工作原理及应用场合。 二、预习及思考 1、S函数应用于哪些场合？ 2、S函数的子程序是如何调用的？ 三、实验步骤 在建立实际的S-函数时，可在该 模板必要的子程序中编写程序并输入参数便可。S-函数的模板程序位于toolbox/simulink/blocks目录下，文件名为sfuntmpl.m，可以自己查看。 在运用S-函数进行仿真前，应当自行编制S-函数程序，因此必须知道系统在不同时刻所需要的信息： （1）在系统开始进行仿真时，应先知道系统有多

2、少状态变量，其中哪些是连续变量，哪些是离散变量，以及这些变量的初始条件等信息。这些信息可通过S-函数中设置flag=0获取。 （2）若系统是严格连续的，则在每一步仿真时所需要的信息为：通过flag=1获得系统状态导数；通过flag=3获得系统输出。 （3）若系统是严格离散的，则通过flag=2获得系统下一个离散状态；通过flag=3获得系统离散状态的输出。 单摆示意图： ?F dF m 单摆的状态方程?uKsin?x?Kx? gd1 xx?12 ，并把它改名为sfintempl.mtoolboxsimulinkblocksMATLAB的子目录下，复制从 ，再根据状态方程对文件进行修改，最后形成

3、文件。simpendzzy.m S-函数模块simpendzzy构成名为的框架模块到空白模S-FunctionFunction -simulink从的“userdefined ”子库中复制 型窗，如图所示。 S-Function框架模块，弹出下图所示对话窗；双击 Function parameters”simpendzzy；在“S-在“S-Function name ”栏中填写函数名；再)6、个输入宗量名dampzzy,gngzzy(次序要对5simpendzzy.m栏中填写函数的第4、 ，就得到单摆S-函数模块，如图所示。点击【OK】 exm1.mdl 构成观察单摆事实运动的仿真模型 用信号

4、发生器产生作用力：用示波器观察摆角；构成如图所示的仿真模型。 。0.1rad/sec；频率为1波形；幅值为square信号发生器的参数设置：信号取示波器参数设置：Stop time 设置200。 应该保证simpendzzy.m在MATLAB搜索路径上。 在该exm_1.mdl运行前，应先对该模型运行所需的3个参数dampzzy,gravzzy,angzzy进行设置。可键入下列命令： clear dampzzy=0.8;gravzzy=2.45;angzzy=0;0; 在参数设定后，启动仿真，就可得到单摆事实角运动曲线。 引进单摆摆动模块，生成exm-2.mdl。 把exm-1.mdl。另存为

5、exm-2.mdl。 打开toolboxsimulinksimdemossimdemossimgeneral子目录下的simppend.mdl模型；把其中“Animation Function”、“Pivot point for pendulum ”以及“x&theta”模块复制到exm-2.mdl模型窗，进行适当的连接，并对模块进行中文名称标识。启动模型，就可见到单摆摆动画面了。 四、仿真结果 实验二 晶闸管三相桥式整流器的仿真 一、实验目的 、掌握晶闸管三相桥式整流器构成 、掌握晶闸管三相桥式整流器的仿真模型 二、预习与思考 1、三相电源如何设置？ 2、6脉冲触发器模块在哪个库中？ 3、整

6、流桥模块在哪个库中？ 三、仿真步骤 通用桥臂模块参数设置相桥臂，构成不同形式的32、Number of bridge arms：桥臂数量，可以选择1、缓：端口形式设置。Snubber resistance Rs(ohms):整流器。Port configuration）：（ohmsCs。Resistance RonRs冲电阻。Snubber capacitance Cs(F):缓冲电容，LonH）：晶闸管的内电感（晶闸管的内电阻Ron，单位为。Inductance Lon晶闸管元件的正向管压）:。Forward voltage Vf（v0单位为H，电感不能设置为），装置中形式，即无（5None

7、。降Vf，单位为VMeasurements：测量可以选择），三相线电压与输出平Device currentsDevice voltages电压（），装置电流（ ）或所有电压电流（均电压（UAB UBC UCA UDCAll voltages and currents （2）同步脉冲触发器 同步脉冲触发器用于触发三相全控整流桥的6个晶闸管，同步6脉冲触发器可以给出双脉冲,双脉冲间隔为60,触发器输出的16号脉冲依次送给三相全控整流桥对应编号的6个晶闸管.同步脉冲触发器包括同步电源和六脉冲触发器两个部分alpha_deg：此端子为脉冲触发角控制信号输入；AB, BC, CA：三相电源的三相线电压输

8、入即Vab, Vbc, and VBlock：触发器控制端，输入为“0”时开放触发器，输入大于零时封锁触发器； Pulses：6脉冲输出信号。 alpha_deg为30度时双6脉冲同步触发器的输入输出信号 6脉冲同步触发器参数设置 Frequency of synchronization voltages(Hz)：同步电压频率（赫兹）； Pulse width(degrees) ：触发脉冲宽度（角度）； Double pulsing：双脉冲触发选择。 三相线电压具体实现是通过Voltage Measurement（电压测量）模块，电压测量模块可以将电路中两个节点的电压值，并提供其他电路或者用于

9、输出 仿真算法选择ode23tb算法,仿真时间为00.05 秒，其他参数为默认值。 四、仿真原理图 五、仿真结果 oooo1、电阻负载仿真结果（R=45，=0, =30, =60, =90）； oooo2、电阻电感负载仿真结果（R=45，L=1H，=0, =30, =60, =90）； 实验三 晶闸管单相交流调压器的仿真 一、实验目的 1、加深理解单相交流调压电路的工作原理。 2、加深理解单相交流调压电路带电感性负载对脉冲及移相范围的要求。 3、掌握单相交流调压电路matlab的仿真方法，会设置各模块的参数。 二、预习与思考 1、移相控制角如何设置？ 2、电阻负载和电感负载的输出电压波形为什么

10、不同？ 三、实验步骤 1.电阻性负载的交流调压器 电阻电感性负载的交流调压器2. 主要模块参数设置：；50HZ；晶闸管参数进行设置：Ron=0.001、交流峰值电压为100V、初相位为0频率为分支，电阻性负载Lon=0.01H；负载RLC，；Rs=20；Cs=4e-6FRC缓冲电路Lon=0H；Vf=0脉冲宽0.02s,和；脉冲发生器：Pulse Pulse1模块中的脉冲周期为，R=2时，L=0HC =inf 对话框进行设置。 ”12度设置为脉宽的确10%，脉冲高度为，脉冲移相角通过“相位角延迟，开始仿真。给出移相控制角等0-0.03s仿真算法选择为ode23tb算法，仿真时间设置为 1206

11、0于和时带电阻负载和电感负载时，负载上的电流、电压波形以及触发脉冲波形。 四、仿真结果 实验四 直流单闭环调速系统仿真 一、实验目的 1、了解单闭环直流调速系统的原理、组成及各主要单元部件的原理。 2、掌握晶闸管直流调速系统的一般调试过程。 二、预习及思考 1、预习电力电子相控整流 2、图中采用了途径调节方式？ 三、实验步骤 1、单闭环直流调速系统的原理框图 2、系统的建模和模型参数的设置 限幅器的上、下限值为130，0，平波电搞器的电感值为5e-3H.电机参数为：Ra=0.6, 2, initial speed=1rad/s. 励磁电压220V, Lf=120H, Laf=1.8H, J=1

12、kg.m。 La=0.012H, Rf=240四、仿真结果及分析 实验五 直流双闭环调速系统仿真 一、实验目的 、掌握直流双闭环控制系统原理 、掌握直流双闭环控制系统工程设计 、掌握直流双闭环控制系统仿真 二、预习与思考 1、电流调节器、速度调节器可以使用什么模块实现？ 2、给定信号使用什么模块实现？ 三、实验原理 控制系统启动时，加入给定电压，“速度调节器器”和“电流调节器”以饱和限幅值输出，使电动机以限定的最大启动电流加速启动，直到电动机转速达到给定转速，并在出现超调后，“速度调节器器”和“电流调节器”退出饱和，最后稳定在略低于给定值下运行。 四、仿真原理图 五、仿真结果 1、给出转速、电

13、流、转矩的仿真波形 2、给出三相电源和脉冲的波形 实验六 基于转速负反馈控制异步电机调速系统的仿真 一、实验目的 、掌握直流双闭环控制系统原理 、掌握直流双闭环控制系统工程设计 、掌握直流双闭环控制系统仿真 二、预习与思考 1、原理图中PID调节器用哪些模块实现的？给出PID调节器的仿真图。 2、给出原理图中产生脉冲的模块内部结构。 三、仿真步骤 系统主要包括速度闭环，脉冲触发器、三相调压器，被控交流异步电动机等组成。 三相调压器由三对并联的晶闸管元件组成，采用相位控制方式，利用三相交流电源自然环流实现关断。 触发脉冲的顺序为V1V2V3V4V5V6，其中V1V3V5之间和V4V6V2之间互差

14、120度，V1V4之间、V3V6之间、V5V2之间互差180度。 异步电机调压调速系统仿真模型 其中主要参数设置：转速调节器Kp为40，Ki为200；反馈参数K选择为：20；限幅器限幅值：150-30；仿真参数设置：仿真算法选择为ode23tb，仿真时间05秒，其他为默认值。 四、实验原理 五、仿真结果 1、给出转速、电流、转矩的仿真波形 2、给出三相电源和脉冲的波形 实验七 矢量控制变频调速仿真 一、实验目的 、掌握交流异步矢量控制变频调速系统原理 、掌握交流异步矢量控制变频调速系统仿真 二、预习与思考 1、原理图中封装模块的外观是如何实现的？ 2、数据类型转换模块在哪个库中？ 三、仿真步骤

15、 *子模块Calculation、 Iqs ABC子模块DQ、 子模块Teat Calculation、 -子模块、 *子模块 Calculation、Ids 子模块、Current Regulator 子模块、ASR ；转定子漏感0.80.0875异步电机参数：线电压380；额定频率；;定子内阻;。为逆变器直流电源；转子漏感0.8；定、转子漏感434.7；极对数为子内阻0.228 ode23tb780VVdc设为。仿真方法选择为。仿真时间设为30秒 四、仿真原理 五、仿真结果 1、给出转速、电流、转矩的仿真波形 2、给出三相电源和脉冲的波形 实验八 电力系统仿真 一、实验目的 、掌握电力系统的数学模型 、掌握电力系统库元件的使用 、掌握电力系统时域分析法 二、预习与思考 、原理图中发电机模块在哪个库中？ 、重合闸是如何实现的？ 三、仿真步骤 、启动和退出电力系统元件库 启动电力系统元件库的方法，利用指令窗口（Command Windows）启动：在指令窗口中键入powerlib单击回车，则MATLAB软件中弹出电力系统元件对话框（powerlib）。 、电