電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)simulink仿真.doc
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電氣傳動(dòng)課程設(shè)計(jì) 題目:轉(zhuǎn)速反饋控制調(diào)速系統(tǒng)的仿真 姓 名 韓雪晴 學(xué) 院 信息與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí) 2009級(jí) 學(xué) 號(hào) 20093615531 指導(dǎo)教師 趙枚 一、 概述 調(diào)節(jié)原理 帶轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的閉環(huán)直流調(diào)節(jié)系統(tǒng),中有一臺(tái)與電動(dòng)機(jī)通州安裝的測(cè)速發(fā)電機(jī)TG,引出與被調(diào)量轉(zhuǎn)速成正比的負(fù)反饋電壓Ub,與給定電壓UB相比較后,得到轉(zhuǎn)速偏差電壓ΔUb,經(jīng)放大器A,產(chǎn)生電力電子轉(zhuǎn)換器UPE的控制電壓Uc,用以控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n 實(shí)驗(yàn)原理圖如下圖 利用MATLAB下的SIMULINK軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真是十分簡單和直觀的,SIMULINK提供了使用系統(tǒng)模型框圖組態(tài)的仿真平臺(tái),使用SIMULINK進(jìn)行仿真和分析可以像在紙上繪圖一樣簡單。用戶可以用圖形化的方法直接建立起仿真系統(tǒng)的模型,并通過SIMULINK環(huán)境中的菜單直接啟動(dòng)系統(tǒng)的仿真過程,同時(shí)將結(jié)果在示波器上顯示出來,SIMULINK也實(shí)線與MATLAB,C或者FORTRAN之間的數(shù)據(jù)傳遞。所以,掌握強(qiáng)大的SIMULINK工具會(huì)大大地增強(qiáng)用戶系統(tǒng)的仿真能力。 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、 進(jìn)一步學(xué)習(xí)利用MATLAB下的SIMULINK來對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。 2、 掌握轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)的原理。 3、 學(xué)會(huì)利用工程的方法設(shè)計(jì)ACR、ASR調(diào)節(jié)器的方法 三、實(shí)驗(yàn)原理 SIMULINK的簡介: Simulink是MATLAB最重要的組件之一,它提供一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中,無需大量書寫程序,而只需要通過簡單直觀的鼠標(biāo)操作,就可構(gòu)造出復(fù)雜的系統(tǒng)。Simulink具有適應(yīng)面廣、結(jié)構(gòu)和流程清晰及仿真精細(xì)、貼近實(shí)際、效率高、靈活等優(yōu)點(diǎn),并基于以上優(yōu)點(diǎn)Simulink已被廣泛應(yīng)用于控制理論和數(shù)字信號(hào)處理的復(fù)雜仿真和設(shè)計(jì)。同時(shí)有大量的第三方軟件和硬件可應(yīng)用于或被要求應(yīng)用于Simulink。 功能: Simulink是MATLAB中的一種可視化仿真工具, 是一種基于MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境,是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包,被廣泛應(yīng)用于線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模和仿真中。Simulink可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模,它也支持多速率系統(tǒng),也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型,Simulink提供了一個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口(GUI) ,這個(gè)創(chuàng)建過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成,它提供了一種更快捷、直接明了的方式,而且用戶可以立即看到系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 Simulink®是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng)域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng),包括通訊、控制、信號(hào)處理、視頻處理和圖像處理系統(tǒng),Simulink提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫來對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。. 構(gòu)架在Simulink基礎(chǔ)之上的其他產(chǎn)品擴(kuò)展了Simulink多領(lǐng)域建模功能,也提供了用于設(shè)計(jì)、執(zhí)行、驗(yàn)證和確認(rèn)任務(wù)的相應(yīng)工具。Simulink與MATLAB® 緊密集成,可以直接訪問MATLAB大量的工具來進(jìn)行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。 4、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)各環(huán)節(jié)參數(shù)如下: 直流電動(dòng)機(jī):額定電壓UN=220V,額定電流IdN=55A,額定轉(zhuǎn)速nN=1000r/min; 電動(dòng)機(jī)電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ce=0.129V.min/r; 放大系數(shù)Ks=40,滯后時(shí)間常數(shù)Ts=0.00178s,電樞總電阻R=1.0Ω; 電樞回路電磁時(shí)間常數(shù)Tl=0.00178s,電力拖動(dòng)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0.075s。 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)α=0.01V.min/r。 對(duì)應(yīng)額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓U*n=10V. 2、轉(zhuǎn)速環(huán)的MATLAB計(jì)算、建立及仿真 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì) 確定時(shí)間常數(shù) 電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù) 利用LATLAB仿真內(nèi)容 4、 系統(tǒng)模型編輯窗口 打開simulink主界面,新建一個(gè)文件,拉出各個(gè)模塊,組成如圖所示 5、 修改模塊參數(shù),完成模塊連接,比例積分控制的無靜差直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真模型 6、 仿真模塊的運(yùn)行 選取Kp=0.28,1/τ=3.1。此時(shí)系統(tǒng)響應(yīng)無超調(diào)圖像如下 6、 調(diào)節(jié)其參數(shù)的調(diào)整 在控制系統(tǒng)中設(shè)置調(diào)節(jié)器是為了改善系統(tǒng)的靜、動(dòng)性能。在采用PI調(diào)節(jié)器以后,構(gòu)成的是無靜差調(diào)速系統(tǒng)。利用仿真模型改變比例系數(shù)和積分系數(shù),可以輕而易舉的得到震蕩、有靜差、無靜差、超大或啟動(dòng)快等不同的轉(zhuǎn)速曲線。上圖的仿真曲線中反應(yīng)了對(duì)給定輸入信號(hào)的跟隨性能指標(biāo)。如果改變PI調(diào)節(jié)器的參數(shù),可以得到轉(zhuǎn)速的超調(diào)量不一樣、調(diào)節(jié)時(shí)間也不一樣的響應(yīng)曲線。經(jīng)過比較可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性是一對(duì)矛盾,必須根據(jù)工程的要求,選擇一個(gè)合適的PI參數(shù)。 現(xiàn)調(diào)整參數(shù) 此時(shí)Kp=0.85,1/t=15.5,系統(tǒng)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)的超調(diào)較大,但快速性好。仿真圖形如下: 五、小結(jié)與體會(huì) 這次課程設(shè)計(jì)中,我們學(xué)到了許多課堂上學(xué)不到的東西,尤其是在Matlab仿真上面有很多自己不懂的地方,我在此用了很多時(shí)間和精力。 本次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》的核心內(nèi)容---轉(zhuǎn)速、電流反饋控制直流調(diào)速系統(tǒng)有了更深的理解,對(duì)典型I系統(tǒng)設(shè)計(jì)加深了認(rèn)識(shí)。通過matlab的仿真,使我對(duì)雙閉環(huán)反饋控制的直流調(diào)速系統(tǒng)有了直觀的印象。 六、參考文獻(xiàn) [1]阮毅.《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社2009; [2]洪乃剛.《電力電子和電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的MATLAB仿真》.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005. [3]黃忠霖《電力電子技術(shù)的MATLAB實(shí)踐》國防工業(yè)出版社 2009- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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