控制系统仿真实验报告-(2).doc

控制系统仿真实验报告 (2)

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15

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昆明理工大学电力工程学院学生实验报告

实验课程名称：
控 制 系 统 仿 真 实 验

开课实验室: 年 月 日

年级、专业、班

学号

姓名

成绩

实验项目 名 称

指 导 教 师

教 师 评 语

教师签名:

年 月 日

一、实验目的
二、实验原理
三、使用仪器、材料
四、实验步骤
五、实验过程原始记录（数据、图表、计算等）
六、实验结果及分析

实验一 电路的建模与仿真
一、实验目的
1、了解KCL、KVL原理；
2、掌握建立矩阵并编写M文件；
3、调试M文件，验证KCL、KVL；
4、掌握用simulink模块搭建电路并且进行仿真。
二、实验内容
电路如图1所示，该电路是一个分压电路,已知，，。试求恒压源的电流和电压、。

图1
三、列写电路方程
（1）用欧姆定律求出电流和电压

（2)通过KCL和KVL求解电流和电压

四、编写M文件进行电路求解
（1）M文件源程序

（2)M文件求解结果

五、用simulink进行仿真建模
（1）给出simulink下的电路建模图

（2）给出simulink仿真的波形和数值
电流的波形

R2的电压波形

R1的波形

六、结果比较与分析

实验二 数值算法编程实现
一、实验目的
掌握各种计算方法的基本原理，在计算机上利用MATLAB完成算法程序的编写拉格朗日插值算法程序，利用编写的算法程序进行实例的运算.
二、实验说明
1．给出拉格朗日插值法计算数据表;
2．利用拉格朗日插值公式，编写编程算法流程，画出程序框图，作为下述编程的依据；
3．根据MATLAB软件特点和算法流程框图，利用MATLAB软件进行上机编程；
4．调试和完善MATLAB程序;
5．由编写的程序根据实验要求得到实验计算的结果。
三、实验原始数据
上机编写拉格朗日插值算法的程序，并以下面给出的函数表为数据基础，在整个插值区间上采用拉格朗日插值法计算，写出程序源代码，输出计算结果：

—2.15
-1.00
0。01
1。02
2。03
3。25

17。03
7。24
1.05
2。03
17.06
23。05

四、拉格朗日插值算法公式及流程框图

五、程序代码

六、计算结果
=

实验三 动态电路的建模及仿真
一、实验目的
1．了解动态电路的理论，掌握动态电路建模的基本原理；
2．熟悉MATLAB的Simulink模块，并掌握使用模块搭建过程.
二、实验说明
电力系统是一个大规模、时变的复杂系统，主要由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成,在国民经济中占有非常重要的作用。动态过程是电力系统中的存在的常态结构形式，为了更好的理解动态过程的理论，掌握动态过程的物理本质，本实验利用MATLAB搭建一个包含RLC元件的简单动态系统，采用编程和数值模型仿真的方法分别进行分析计算，得出计算结果.
三、实验内容
电路如图2所示，该电路是一个RLC电路，已知，，，。试求电感的电流和电容的电压.

图2
四、编写M文件进行电路求解
（1）M文件源程序

（2）M文件求解结果

五、用simulink进行仿真建模
（1）给出simulink下的电路建模图
（2）给出simulink仿真的波形和数值

六、结果比较与分析

实验四 电力系统暂态稳定性的设计及仿真
一、实验目的
1、掌握简单电力系统暂态稳定性的方法;
2、并掌握使用模块搭建过程。
二、实验说明
电力系统遭受大干扰后，由于发电机转子上机械转矩与电磁转矩不平衡，使同步电机转子间相对位置发生变化，即发电机电势间相对角度发生变化，从而引起系统中电流、电压和电磁功率的变化。电力系统暂态稳定就是研究电力系统在某一运行方式，遭受大干扰后，并联运行的同步发电机之间是否能保持同步运行、负荷是否仍能正常运行的问题.
三、实验内容
选取教材图6-6所示的单机无穷大系统，参数如例所示，分析在图示f点发生两相接地短路，通过线路两侧开关同时断开切除故障线路后，系统的暂态稳定性。
四、搭建电力系统仿真模型图
（1)给出仿真模型图

故障在0.2s后切除线路，发电机的转速变化曲线图:

故障在0。55s后切除线路，发电机的转速变化曲线图：

（2）给出发电机功角与时间的特性曲线,分析极限切除故障的时间。