电力拖动自动控制系统实验报告

word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑信息工程学院电力拖动与控制系统课程设计报告书题目:电力拖动与自动控制实验设计信息工程学院课程设计任务书学生姓名学生姓名学号设计题目电力拖动与自动控制实验设计设计内容转速反馈控制直流调速系统的仿真，转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真，基于MATLAB的SIMULINK下的2/3变换以及双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验。各个仿真模型的搭建，分析各个图形的具体含义。熟悉MATLAB下的SIMULINK下的使用方法。设计要求通过对课程的设计，培养一定的基本论文设计能力，简单WPS下的正确操作。使其有一定的规范性。时间安排论文设计时间：2014.4.22-2014.4.25参考资料《电力拖动基础》、《供电技术》、《电机及拖动基础》等。目录转速反馈控制直流调速系统的仿真..............................................................31.1实验目的...................................................................................31.2转速反馈控制直流调速系统仿真..............................................................3实验小结...........................................................................5转速、电流反馈控制直流调速系统仿真........................................................61.1实验目的及内容.............................................................................71.2双闭环直流调速系统两个调节器的作用........................................................71.3电流环仿真模型设计.........................................................................71.4转速环仿真模型设计.........................................................................71.5转速环的系统仿真...........................................................................8实验小结.....................................................................................9基于MATLAB的SIMULINK下的3/2变换........................................................1.1根据步骤可得仿真图........................................................................实验小结.....................................................................................134双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验.........................................................141.1实验目的...................................................................................141.2实验原理...................................................................................141.3实验内容...................................................................................141.4实验仿真...................................................................................151.5系统的仿真、仿真结果和输出及结果分析......................................................16实验小结.....................................................................................185参考文献......................................................................................1911转速反馈控制直流调速系统的仿真1.1实验目的（1）了解MATLAB下SIMULINK软件的操作环境和使用方法。（2）对转速反馈控制直流调速系统进行仿真和参数的调整。1.2转速反馈控制直流调速系统仿真根据课本的操作步骤可得到如下的仿真框图：图1仿真框图（1）运行仿真模型结果如下：图2电枢电流随时间变化的规律图3电机转速随时间变化的规律（2）调节参数Kp=0.251/τ=3系统转速的响应无超调但调节时间长（3）调节参数Kp=0.81/τ=15系统转速的响应的超调较大，但快速性较好word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑实验小结word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑通过本次实验初步了解了MATLAB下SIMULINK的基本功能，对仿真图的建立了解了相关模块的作用和参数设置。并可将其方法推广到其他类型控制系统的仿真中。2转速、电流反馈控制直流调速系统仿真1.11.1实验目的及内容了解使用调节器的工程设计方法，是设计方法规范化，大大减少工作计算量，但工程设计是在一定近似条件下得到的，用MATLAB仿真可根据仿真结果对设计参数进行必要的修正和调整。转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广泛的直流调速系统，对于需要快速正、反转运行的调速系统，缩短起动、制动过程的时间成为提高生产效率的关键。为了使转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统里设置两个调节器，组成串级控制。1.2双闭环直流调速系统两个调节器的作用1)转速调节器的作用（1）使转速n跟随给定电压*mU变化，当偏差电压为零时，实现稳态无静差。（2）对负载变化起抗扰作用。（3）其输出限幅值决定允许的最大电流。2)电流调节器的作用（1）在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压*iU变化。（2）对电网电压波动起及时抗扰作用。（3）起动时保证获得允许的最大电流，使系统获得最大加速度起动。（4）当电机过载甚至于堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起大快速的安全保护作用。当故障消失时，系统能够自动恢复正常。1.3电流环仿真模型设计图2.1电流环仿真模型1.4转速环仿真模型设计图2.2转速环仿真模型1.5转速环的系统仿真1）PI调节器按照计算出来的结果：sWASR48.1347.11。空载起动时波形为：图2.3转速环空载起动输出波形2）满载运行时起动的波形：图2.4转速环满载高速起动输出波形3）抗干扰性的测试：图2.5转速环的抗干扰输出波形实验小结通过本次实验了解到了在工程设计下近似计算的优点和缺点，并了解了如何根据仿真结果对设计参数的修正和调整，同时，对SIMULINK的模块也更加熟悉了。word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑33基于MATLAB的SIMULINK下的3/2变换1.1根据步骤可得仿真图图3.13/2变换仿真图（1）仿真结果实验小结通过本次次试验对于3/2变换有了基本的了解，通过x、y和z坐标到d、q坐标的变换可节省大量的计算，并是结构图简化，简明易读。1.5系统的仿真、仿真结果和输出及结果分析当建模和参数设置完成后，即可开始进行仿真。图5。19所示是转速、电流双闭环直流调速系统的电流曲线和转速曲线。从仿真的结果可以看出，它非常接近于理论分析的波形。图５．１９（ａ）转速／电流双闭环调速系统的电流曲线和转速曲线５．１９（ｂ）电动机角频率与电枢电流aI关系曲线下面分析一下仿真的结果。启动过程的第一阶段是电流上升阶段，由于突加给定电压，ASR的输入很大，其输出很快达到限幅值，电流也很快上升，接近其最大值。第二阶段，ASR饱和，转速控制环相当于开环状态，系统表现为恒定电流给定作用下的电流调速系统，电流调节器的给定电压于反馈电压平衡，输入偏差为零，但是由于积分的作用，其输出还很大，所以出现超调。转速超调之后，ASR输入端出现负偏差电压，使它退出饱和状态，进入线性调解阶段，使速度保持恒定，实际结果也基本反映了这一点。实验小结通过本实验的仿真，对双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验有了更好的了解，参数及波形的进一步认识，也对模型的进一步熟悉。波