电机的仿真程序及实例4

1、电机的计算机仿真上机实践对永磁直流伺服电机的动态起动过程进行数字仿真研究，电机系统的参数为： TOC o 1-5 h z R = 0.365欧姆、L =0.125亨、电机惯量/ =0.11牛顿.米2、负载惯量J =0.42牛顿.米2以及 aaoI= 0.00202牛.米.秒/弧度。外施电压为 =220伏，负载转矩T = 6.24牛顿米。UaI算例中，不考虑磁路饱和作用可认为磁通（|）是不变的，系数上为一常数* = 0.145 omm一、起动时电枢绕组串联变电阻器的动态特性研究永磁直流伺服电机的工作原理示意 图，如图3. 7所示。图3. 7永磁直流伺服电机的工作原理示意图状态方程为:/La/J(

2、3. 10)设该电动机原来处于静止状态，在 f = 0瞬间合闸，则初始条件有，（0）=0, Q（o）=o 和 0（O）=Oo在整个起动过程中，电枢绕组中串联的 电阻不是恒定不变的，而是随时间按着一定 规律切换的，以限制起动电流和改善动态特 性；变阻器电阻的切换规律如图3. 9所示， 最初串入电阻最大值 R =0.24。，每隔 sZOAt = 2s 切除 1/4,即 M =0.06。，至 t = 85 St全部切除。电枢绕组串联变电阻器时，永磁直流伺服电动机动态起动特性数字仿真结果曲线如图3. 10所示。FORTRAN语言编制的主程序：program PMDC Motor 1real La,Km

3、dimension Y(4),DY(4),B(4),C(4)common /grupe1/Ra,La,Rj1,Ro,Rj2,Km,Ua,Tl,Tmcommon /grupe2/Rc,Trc,Ttopen (unit=9,file=dat1.txt)Ra=0.365;La=0.125;Rj1=0.11;Ro=0.001202;Tl=6.24Rj2=0.30;Km=0.145;Ua=220.0;Tm=0.0Rc=0.24;Trc=0.06;Tt=2.0Y(1)=0.0;Y(2)=0.0;Y(3)=0.0;Y(4)=0.0H=0.05;Te=29.0write(*,6)format(7x,t，12x

4、,ia，12x,Q，12x,6，12x,Tm)write(*,3) Y,Tmwrite(9,3) Y,Tmformat(5(E12.4,2x)call rk4(4,H,0,Y,DY,B,C)call rk4(4,H,1,Y,DY,B,C)write(*,3) Y,Tmwrite(9,3) Y,TmIF(Y(1).LE.Te) go to 1 stop end标准四阶龙格库塔法子程序：Subroutine rk4(N,H,L,Y,DY,B,C)dimension A(4),Y(N),DY(N),B(N),C(N)A(1)=H/2.0;A(2)=A(1);A(3)=H;A(4)二HIF(L) 2,

5、2,4do 3 I=1,NB二Ycall dery(N,Y,DY)returndo 5 K=1,3do 6 I=1,NC(I)=B(I)+A(K)*DY(I)6Y(I)=Y(I)+A(K+1)*DY(I)/3.0call DERY(N,C,DY)do 7 I=1,NY(I)=Y(I)+A(1)*DY(I)/3.0 go to 2end计算状态方程右端项子程序：Subroutine dery(N,Y,DY) real La,Km dimension Y(N),DY(N)common /grupe1/Ra,La,Rj1,Ro,Rj2,Km,Ua,Tl,Tm common /grupe2/Rc,Tr

6、c,Ttif (Y(1)-4.0*Tt) 2,2,4Rst=Ra go to 3Rst=Ra+Rc-Trc*real(int(Y(1)/Tt)DY(1)=1.0DY(2) = (Ua-Rst*Y(2)-Km*Y(3)/La DY(4)=Y(3)Tm二Km*Y(2)if (Tm-Ro*Y(3)-Tl) 5,5,8DY(3)=0.0 returnDY(3) = (Km*Y(2)-Ro*Y(3)-Tl)/(Rj1+Rj2) returnend数字仿真结果(部分，除屏幕显示外保存在dat1.txt文件中)：.0000E+00.0000E+00.0000E+00.0000E+00.0000E+00.50

7、00E-01.7816E+02.1106E+00.1423E-03.1133E+02.1000E+00.1395E+03.1296E+01.3076E-01.2023E+02.1500E+00.1875E+03.3443E+01.1457E+00.2719E+02.2000E+00.2251E+03.6344E+01.3876E+00.3265E+02.2880E+02.6601E+02.1353E+04.2772E+05.9571E+01.2885E+02.6592E+02.1353E+04.2779E+05.9559E+01.2890E+02.6584E+02.1353E+04.2785E

8、+05.9546E+01.2895E+02.6575E+02.1353E+04.2792E+05.9534E+01.2900E+02.6567E+02.1353E+04.2799E+05.9522E+01.2905E+02.6558E+02.1354E+04.2806E+05.9509E+01永磁直流电动机起动特性数字仿真曲线Matlab绘图程序%永磁直流电动机-串联可变电阻起动特性/ a=load(dat1.txt);subplot(2,2,1);plot(a(:,1),a(:,2),k-)xlabel(t(s),ylabel(Ia(A)subplot(2,2,2);plot(a(:,1),a(:,3),m-)xlabel(t(s),ylabel( Q (r/min),)subplot(2,2,3);plot(a(:,1),a(:,4),k-)xlabel(t(s),ylabel(。(rad) subplot(2,2,4);plot(a(:,1),a(:,5),m-) xlabel(t(s),ylabel(Tm(Nm)%载入Fortran90数字仿真计算