电力拖动Matlab仿真试验参考指导书.doc
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1、实验一 转速反馈控制(单闭环)直流调速系统仿真一实验目1研究直流电动机调速系统在转速反馈控制下工作。2研究直流调速系统中速度调节器ASR工作及其对系统响应特性影响。3. 观测转速反馈直流调速系统在给定阶跃输入下转速响应。二、实验设备1计算机;2模仿实验装置系统;3A/D & D/A接口卡、扁平电缆(如下图所示)。三、实验原理l 直流电动机:额定电压 , 额定电流 ,额定转速 ,电动机电势系数 l 晶闸管整流装置输出电流可逆,装置放大系数 Ks=44,滞后时间常数 Ts=0.00167s 。l 电枢回路总电阻 R=1.0 ,电枢回路电磁时间常数T1=0.00167s,电力拖动系统机电时间常数Tm
2、 =0.075s 。l 转速反馈系数=0.01 Vmin/r 。l 相应额定转速时给定电压 图1 比例积分控制直流调速系统仿真框图四、实验内容1. 仿真模型建立n 进入MATLAB,单击MATLAB命令窗口工具栏中SIMULINK图标,图2 SIMULINK模块浏览器窗口(1)打开模型编辑窗口:通过单击SIMULINK工具栏中新模型图标或选取FileNewModel菜单项实现。(2)复制有关模块:双击所需子模块库图标,则可打开它,以鼠标左键选中所需子模块,拖入模型编辑窗口。在本例中拖入模型编辑窗口为:Source组中Step模块;Math Operations组中Sum模块和Gain模块;Co
3、ntinuous组中Transfer Fcn模块和Integrator模块;Sinks组中Scope模块; 图3 模型编辑窗口(3)修改模块参数: 双击模块图案,则浮现关于该图案对话框,通过修改对话框内容来设定模块参数。双击sum模块,Transfer Fen模块,Step模块,Gain模块,Integrator模块 描述加法器三路输入符号,|表达该路没有信号,用|+-取代本来符号。得到减法器。 图4加法器sum模块对话框分母多项式系数 分子多项式系数 例如,0.002s+1是用向量0.002 1来表达。 图5传递函数Transfer Fen模块对话框阶跃值,可改到10 。阶跃时刻,可改到0
4、。图6 阶跃输入step模块对话框填写所需要放大系数 图7增益模块对话框积分饱和值,可改为10。积分饱和值,可改为-10。图8 Integrator模块对话框(4)模块连接 n 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。n 单击某模块,选用Format Rotate Block菜单项可使模块旋转90;选用FormatFlip Block菜单项可使模块翻转。n 把鼠标移到盼望分支线起点处,按下鼠标右键,看到光标变为十字后,拖动鼠标直至分支线终点处,释放鼠标按钮,就完毕了分支线绘制。2. 仿真模型运营 图9 比例积分控制无静差直流调速系统仿真模型在控制系统中
5、设立调节器是为了改进系统静、动态性能。在采用PI调节器后,构成是无静差调速系统,如图9所示仿真模型。(1)仿真过程启动:单击启动仿真工具条按钮,或选取SimulationStart菜单项,则可启动仿真过程,再双击示波器模块就可以显示仿真成果。(2)仿真参数设立:为了清晰地观测仿真成果,需要对示波器显示格式作一种修改,对示波器默认值逐个改动。改动办法有各种,其中一种办法是选中SIMULINK模型窗口SimulationConfiguration Parameters菜单项,打开仿真控制参数对话框,对仿真控制参数进行设立。结束时间修改为0.6秒 仿真起始时间 图10 SIMULINK仿真控制参数对
6、话框(3)启动Scope工具条中“自动刻度”按钮。把当前窗中信号最大最小值为纵坐标上下限,得到清晰图形。自动刻度图11 修改控制参数后仿真成果3. 调节器参数调节在图9所示PI控制无静差直流调速系统仿真模型中,变化比例系数和积分系数,可以轻而易举地得到振荡、有静差、无静差、超调大或启动快等不同转速曲线。仿真曲线反映了对给定信号跟随性能。选取适当PI参数:(1) , (2) , (3) ,观测系统转速响应成果。五、实验报告1依照给定系统各项参数(见“实验原理”某些),每个环节传递函数。2画出仿真系统三组PI参数下阶跃响应波形,并给出 ts 和 % 。实验二 转速、电流反馈控制(双闭环)直流调速系
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