电力拖动Matlab仿真实验指导书样本.doc
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1、资料内容仅供您学习参考,如有不当之处,请联系改正或者删除。实验一 转速反馈控制( 单闭环) 直流调速系统仿真一实验目的1研究直流电动机调速系统在转速反馈控制下的工作。2研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统响应特性的影响。3. 观察转速反馈直流调速系统在给定阶跃输入下的转速响应。二、 实验设备1计算机; 2模拟实验装置系统; 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, 装置的放大系数 Ks=44, 滞后时间常数 Ts=0.00167s 。l 电枢回
2、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 =0.075s 。l 转速反馈系数=0.01 Vmin/r 。l 对应额定转速时的给定电压 图1 比例积分控制的直流调速系统的仿真框图四、 实验内容1. 仿真模型的建立n 进入MATLAB, 单击MATLAB命令窗口工具栏中的SIMULINK图标, 图2 SIMULINK模块浏览器窗口(1)打开模型编辑窗口: 经过单击SIMULINK工具栏中新模型的图标或选择FileNewModel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
3、辑窗口。在本例中拖入模型编辑窗口的为: Source组中的Step模块; Math Operations组中的Sum模块和Gain模块; Continuous组中的Transfer Fcn模块和Integrator模块; Sinks组中的Scope模块; 图3 模型编辑窗口(3)修改模块参数: 双击模块图案, 则出现关于该图案的对话框, 经过修改对话框内容来设定模块的参数。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4加法器sum模块对话框分
4、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来表示的。 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 。图6 阶跃输入step模块对话框填写所需要的放大系数 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, 选取Format Rotate Block菜单项可使模块旋转90; 选取FormatFlip Block菜单项可使模块翻转。n 把鼠标移到
5、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。2. 仿真模型的运行 图9 比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型在控制系统中设置调节器是为了改进系统的静、 动态性能。在采用PI调节器后, 构成的是无静差调速系统, 如图9所示的仿真模型。(1)仿真过程的启动: 单击启动仿真工具条的按钮, 或选择SimulationStart菜单项, 则可启动仿真过程, 再双击示波器模块就能够显示仿真结果。(2)仿真参数的设置: 为了清晰地观测仿真结果, 需要对示波器显示格式作一个修改, 对示波器的默认值逐一改动。改动的方法
6、有多种, 其中一种方法是选中SIMULINK模型窗口的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置。结束时间修改为0.6秒 仿真的起始时间 图10 SIMULINK仿真控制参数对话框(3)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。自动刻度图11 修改控制参数后的仿真结果3. 调节器参数的调整在图9所示的PI控制无静差直流调速系统的仿真模型中, 改变比例系数和积分系数, 能够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的转速曲线。仿真曲
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