电力电子课程设计2013课件

功率电子学课程设计

1转速反馈控制直流调速系统的仿真MATLAB下的SIMULINK软件进行系统仿真是十分简单和直观的，用户可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型，并通过SIMULINK环境中的菜单直接启动系统的仿真过程，同时将结果在示波器上显示出来，1.1转速负反馈闭环调速系统

仿真框图及参数直流电动机：额定电压，额定电流,额定转速，电动机电势系数晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数，滞后时间常数，电枢回路总电阻，电枢回路电磁时间常数，电力拖动系统机电时间常数，转速反馈系数， 对应额定转速时的给定电压。1.2仿真模型的建立图2-46SIMULINK模块浏览器窗口进入MATLAB，单击MATLAB命令窗口工具栏中的SIMULINK图标，或直接键入SIMULINK命令，打开SIMULINK模块浏览器窗口，(1)打开模型编辑窗口：通过单击SIMULINK工具栏中新模型的图标或选择→Model菜单项实现。(2)复制相关模块：双击所需子模块库图标，则可打开它，以鼠标左键选中所需的子模块，拖入模型编辑窗口。在本例中拖入模型编辑窗口的为：Source组中的Step模块；MathOperations组中的Sum模块和Gain模块；Continuous组中的TransferFcn模块和Integrator模块；Sinks组中的Scope模块；图2-47模型编辑窗口图2-48 加法器模块对话框描述加法器三路输入的符号，|表示该路没有信号，用|+-取代原来的符号。得到减法器。图2-49 传递函数模块对话框例如，0.002s+1是用向量[0.0021]来表示的。分子多项式系数

分母多项式系数

图2-50 阶跃输入模块对话框阶跃时刻，可改到0。阶跃值，可改到10。图2-52 Integrator模块对话框积分饱和值,可改为10。积分饱和值,可改为-10。(4)模块连接以鼠标左键点击起点模块输出端，拖动鼠标至终点模块输入端处，则在两模块间产生“→”线。单击某模块，选取Format→RotateBlock菜单项可使模块旋转90°；选取Format→FlipBlock菜单项可使模块翻转。把鼠标移到期望的分支线的起点处，按下鼠标的右键，看到光标变为十字后，拖动鼠标直至分支线的终点处，释放鼠标按钮，就完成了分支线的绘制。图2-53 比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型仿真启动按钮图2-54SIMULINK仿真控制参数对话框仿真的起始时间结束时间修改为0.6秒图2-55 修改控制参数后的仿真结果启动Scope工具条中的“自动刻度”按钮。把当前窗中信号的最大最小值为纵坐标的上下限，得到清晰的图形。自动刻度1.4调节器参数的调整图2-56无超调的仿真结果系统转速的响应是无超调、但调节时间很长；2转速、电流反馈控制

直流调速系统的仿真采用了转速、电流反馈控制直流调速系统，设计者要选择ASR和ACR两个调节器的PI参数，有效的方法是使用调节器的工程设计方法。工程设计是在一定的近似条件下得到的，再用MATLAB仿真软件进行仿真，可以根据仿真结果对设计参数进行必要的修正和调整。2.1．电流环的仿真图3-27 电流环的仿真模型考虑到反电动势变化的动态影响图3-28Saturation模块对话框饱和非线性模块(Saturation)，来自于Discontinuities组饱和上界

,改为10。饱和下界

,改为-10。图3-30 无超调的仿真结果PI调节器的传递函数为图3-31 超调量较大的仿真结果PI调节器的传递函数为2.2转速环的系统仿真图3-32 转速环的仿真模型图3-34 转速环空载高速起动波形图ASR调节器传递函数为双击阶跃输入模块把阶跃值设置为10图3-35 转速环满载高速起动波形图把负载电流设置为136，满载起动，图3-36 转速环的抗扰波形图利用转速环仿真模型同样可以对转速环抗扰过程进行仿真，它是在负载电流IdL(s)的输入端加上负载电流，图3-36是在空载运行过程中受到了额定电流扰动时的转速与电流响应曲线。在工程设计时，首先根据典型I型系统或典型Ⅱ型系统的方法计算调节器参数，然后利用MATLAB下的SIMULINK软件进行仿真，灵活修正调节器参数，直至得到满意的结果。SIMULINK软件的仿真方法为系统设计提供了仿真平台，可以选择合适的PI参数，满足系统的跟随性能指标。在《自动控制理论》课程中讨论了多种PI调节器的设计方法，MATLAB也为它们的实现提供了模块。关于直流电动机调速系统的PI设计，将在第3章中作详细的论述。教学安排

1，2班●第15周。学习MATLAB电力电子系统工具箱,学习教材第一章MATLAB基础，第二章电力电子器件实验.●第15周。第三章电力电子可