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，应先知道系统有多少状态变量，其中哪些是连续变量，哪些是离

2、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：单摆的状态方程从MATLAB的toolboxsimulinkblocks子目录下，复制sfintempl.m，并把它改名为simpendzzy.m，再根据状态方程对文件进行修改，最后形成文件。构成名为simpendzzy的S-函数模块从simulink的“user-defi

3、ned Function ”子库中复制S-Function框架模块到空白模型窗，如图所示。双击S-Function框架模块，弹出下图所示对话窗； 在“S-Function name ”栏中填写函数名simpendzzy；在“S-Function parameters”栏中填写函数simpendzzy.m的第4、5、6、个输入宗量名dampzzy,gngzzy(次序要对)；再点击【OK】，就得到单摆S-函数模块，如图所示。构成观察单摆事实运动的仿真模型exm1.mdl用信号发生器产生作用力：用示波器观察摆角；构成如图所示的仿真模型。 信号发生器的参数设置：信号取square波形；幅值为1；频率为

4、0.1rad/sec。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：cleardampzzy=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exm-2.mdl。打开toolboxsimulinksimdemossimdemossimgeneral子目录下的simppend.md

5、l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、整流桥模块在哪个库中？三、仿真步骤通用桥臂模块参数设置Number of bridge arms：桥臂数量，可以选择1、2、3相桥臂，构成不同形式的整

6、流器。Port configuration：端口形式设置。Snubber resistance Rs(ohms):缓冲电阻Rs。Snubber capacitance Cs(F):缓冲电容Cs。Resistance Ron（ohms）：晶闸管的内电阻Ron，单位为。Inductance Lon（H）：晶闸管的内电感Lon，单位为H，电感不能设置为0。Forward voltage Vf（v）:晶闸管元件的正向管压降Vf，单位为V。Measurements：测量可以选择5中形式，即无（None），装置电压（Device voltages），装置电流（Device currents），三相线电压与

7、输出平均电压（UAB UBC UCA UDC）或所有电压电流（All 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。al

8、pha_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1、电阻负载仿真结果（R=45，=0o, =30o,

9、 =60o, =90o）；2、电阻电感负载仿真结果（R=45，L=1H，=0o, =30o, =60o, =90o）；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不同？三、实验步骤1.电阻性负载的交流调压器2.电阻电感性负载的交流调压器主要模块参数设置：交流峰值电压为100V、初相位为0、频率为50HZ；晶闸管参数进行设置：Ron=0.001；

10、Lon=0H；Vf=0；Rs=20；Cs=4e-6F，RC缓冲电路Lon=0.01H；负载RLC分支，电阻性负载时，R=2，L=0H，C =inf；脉冲发生器：Pulse 和Pulse1模块中的脉冲周期为0.02s,脉冲宽度设置为脉宽的确10%，脉冲高度为12，脉冲移相角通过“相位角延迟”对话框进行设置。 仿真算法选择为ode23tb算法，仿真时间设置为0-0.03s，开始仿真。给出移相控制角等于60°和120°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

11、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, La=0.012H, Rf=240, Lf=120H, Laf=1.8H, J=1kg.m2, initial speed=1rad/s. 励磁电压220V。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

12、、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

13、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，

14、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、Calculation子模块、DQABC子模块、Teat Calculation子模块、-子模块、Calculation子模块、Current Regulator 子模块、ASR子模块异步电机参数：线电压380；额定频率5；;定子内阻0.087;定子漏感0.8；转子内阻

15、0.228；转子漏感0.8；定、转子漏感34.7；极对数为4。为逆变器直流电源Vdc设为780V。仿真方法选择为ode23tb。仿真时间设为03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）。、电力系