同步发电机励磁系统的建模及仿真

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同步发电机励磁系统的仿真

从式中可以看出，要减小系统的稳态误差，必须增大系统
（一）同步发电机的传递函数要仔细分析同步发电机的传递函数是相当复杂的．但如
果只研究发电机空载时励磁控制系统的有关性能，则可对发
调节器放大倍数ＫＡ．而ＫＡ有着临界放大系数的限制，若超出临
定性。本文对同步发电机励磁系统的组成及其原理进行了分析，并建立了其相应的数学模型。由于比例型励磁调节器控制性能不
是很好，故设计了含有励磁系统稳定器的比例型励磁调节器和比例积分型励磁调节器。设计的结果符合预期的要求。
已知同步发电机和励磁系统的参数如下：
控制系统，它是一个典型的反馈控制系统，其控制原理如图１
所示：
％暑毛ｆ ‘ Ｉ９ｓ，蓦１，ｒＩ篇ｏ．６钿，罩１．０，ｆＩ．＝Ｏ．０４ｓ，
＝１．０，ｒ＾＝ｏ．ｏ２ｓ
调节器的励磁系统的稳定性不好，需要进行改进。
骢（懦雠二）直流励磁机的数学模型
厂＿、、（二
＜
发电机
、
绪论
随着电力工业的迅速发展．现代电力系统的规模越来越
大，保证电力系统运行的稳定性和可靠性，提供优质的电能对国民经济和人民的生活水平的提高有着极为重要的作用和意

2023年度电力系统同步发电机励磁系统的建模与仿真

2023年度电力系统同步发电机励磁系统的建模与仿真随着电力系统的快速发展和电力负荷的不断增加，同步发电机在电力系统中的作用日益重要。

在发电过程中，同步发电机的励磁系统起着至关重要的作用，它不仅决定了发电机的输出功率和电压稳定度，还直接影响到电力系统的稳定性和安全性。

因此，对同步发电机励磁系统进行建模和仿真，分析其特性及优化其性能具有十分重要的实用价值和工程应用前景。

本文将针对电力系统同步发电机励磁系统的建模和仿真，从理论分析、实验研究和实际应用等角度进行探讨，并提出相应的解决方案和建议。

一、同步发电机励磁系统的基本原理同步发电机是电力系统中常用的发电设备之一，其工作原理是通过励磁系统对转子产生恒定电磁势，使得电动机的旋转速度与电网同步。

励磁系统由调节回路和发电机励磁机组成，前者用于调节励磁电流大小，后者用于产生励磁电流。

励磁机由交流电源供电，将电能转换为磁能，形成恒定的磁场，以激励转子产生电势，并与电网同步。

二、同步发电机励磁系统的建模方法同步发电机励磁系统建模方法通常采用开环和闭环两种方法。

开环方法着重考虑发电机励磁机的特性和参数，而忽略负载和电力系统的影响；闭环方法则将发电机励磁系统与负载和电力系统耦合起来，考虑更加全面的影响因素。

基于此，可以利用MATLAB等软件对同步发电机励磁系统建立模型并进行仿真。

三、同步发电机励磁系统的特性分析同步发电机励磁系统特性分析是建模和仿真的重要内容，其目的是分析系统的性能和稳定性。

特性分析主要包括励磁电路特性分析、励磁系统数学模型建立、励磁机暂态过程仿真等方面。

四、同步发电机励磁系统的优化同步发电机励磁系统的优化可以通过改变发电机励磁电路参数、控制环节参数等方式进行。

其中，提高励磁机的内部反馈控制效果，降低负载波动对励磁系统的影响，并采用先进的励磁控制算法等方法，可以显著提升系统的质量和性能。

五、同步发电机励磁系统仿真结果分析通过对同步发电机励磁系统的仿真分析，可以建立电网和发电机系统的各种工况和稳态性能参数，并提出相应的改进措施和建议。

基于MATLAB的同步发电机励磁系统的建模与仿真研究剖析

硕士研究生学位论文X X大学论文题目(中文)：基于MATLAB的同步发电机励磁系统的建模仿真论文题目(外文)：Modeling and Simulation of excitation system of synchronous generator based on MATLAB/simulink 研究生姓名：XXXX学科、专业：电气工程研究方向：导师姓名职称：论文答辩日期年月日学位授予日期年月日摘要近些年来,电力系统发展迅速,基本形成了高电压、大机组、超远距离输送的模式。

因此,保证电力系统的安全、稳定、高效运行成为了研究的热点与难点。

同步发电机励磁控制系统是同步发电机控制系统的核心。

经过长年的研究证明, 实现对同步发电机励磁的合理有效控制,是实现电力系统稳定运行要求的最快捷、最有效、最廉价的方法。

传统PID控制需要线性的精确模型,无法实现对非线性对象的有效控制,不能及时应对系统运行中被控对象发生的改变,对于目前以至未来电力系统的发展特点,难以实现有效控制。

模糊控制是一种智能控制方法,它不需要精确的数学模型,鲁棒性强,同时设计简单方便,易于实现。

本文从同步发电机励磁控制系统原理入手,在深入学习PID控制与模糊控制理论之后,将两者结合起来,提出了基于模糊PID同步发电机励磁控制策略。

详细阐述了该模糊PID励磁控制器的设计过程,实现了针对同步发电机励磁控制这一非线性系统的实时在线控制。

选取了多组参数对所设计的励磁控制器进行仿真,与常规PID控制效果进行比较分析。

实验结果表明本文提出的基于模糊PID的同步发电机励磁控制效果良好,系统的动态特性和静态特性相对于传统PID励磁控制都得到改善,能够对系统运行状态的改变做出及时合理的调整,响应速度快,超调量小,调整时间短,使系统具有较强的适应和抗干扰能力,控制效果明显提高；对于传统PID控制无法解决的非线性问题,模糊PID控制依然有良好的控制效果,体现出解决非线性控制问题的优势。

发电机励磁控制系统MATLAB仿真

上海电力学院《自动控制原理》MATLAB仿真实验报告课程：自动控制原理题目：发电机励磁控制系统院系：电气工程学院班级：2010021姓名：学号：20102168发电机励磁控制系统（PID 、超前、滞后控制）仿真一、仿真模型图1发电机励磁控制系统模型如图所示为发电机励磁控制系统模型。

功率励磁装置的传递函数为11f T S+，发电机的等效传递函数为11d T S'+，10.05T s =，0.5f T s =，5d T s '=，20K =，分别用不同的控制器（PID ，超前，滞后）使系统相位域量50γ≥，误差系数大于40。

，在实验过程中比较不同控制器的特点。

二、系统控制器（1） PID 控制器PID 控制器有三个可以调整的参数，即p K 、i T 和d T ，11c p d i G K T s T s⎛⎫=++ ⎪⎝⎭这种控制器既有比例作用的及时迅速，又有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制功能。

当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用慢慢把余差克服掉。

只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。

PID 控制器特别适用于过程的动态特性是线性的而且控制性能要求不太高的场合。

（2）超前校正控制器超前校正装置的主要作用是通过其相位超前效应来改变频率响应曲线的形状，产生足够大的相位超前角，以补偿原来系统中元件造成的过大的相位滞后。

利用其相位超前特性，可以增大系统的稳定裕度，提高动态响应的平稳性和快速性；对提高系统稳态精度作用不大，系统抗干扰能力有所下降（一般用于稳态精度已基本满足要求，但动态性能差的系统）；利用校正函数()11c p TSG s K TSα+=+，()1α>求得参数进行校正。

发电机励磁系统建模及仿真

１２倍额定电压下的饱和系数／。．｜ｓ
２・
・
第２期
刘金森，：电机励磁系统建模及仿真等发
型的ＰＳＳ。根据原始资料提供的ＰＳＳ传递函数及试验中确定的参数，ＢＡ暂态稳定程序中，在Ｐ可以确定采用ｓ型ＰＳＩＳ模型，其框图如图５所示，参数设
ｔｍｄｌｓｒｃｕｅａｄｐｒｍｅｅｓＩｈｓｐａｅ，ｈｎｍｉｈａａｔｒｓｉｓａｄｒｌｖｎａａｔｒｆｔｅｅｃｔ－ｅｍｏｅｔｕｔｒａａｔｒ．ｎｔｉｐｒｔｅｄｙａｃｃｒｃｅｔｎｅｅａｔｐｒｍｅｅｏｈｘｉｎｉｃｓａ
２１０１年２月第ｌ４卷第２期
２１，Ｖｌ４，Ｎｏ２０１ｏ，１．
贵州电力技术
ＧＵＩＺＨＯＵＥＬＥＣＴＲＩＰＯＷＥＲＣＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
电网科技
ＰｏｒＧｒｄＴｅｈｎｌｇｗｅｉｃｏｏｙ
发电机励磁系统建模及仿真
关键词：励磁系统；电机；发系统建模；参数；ＰＢＡ文章编号：０８— ８Ｘ２１）００ — ３中图分类号：Ｍ４文献标识码：１００３（０１２－０１０Ｔ７Ｂ
电力系统已进入大电网、电压、机组的时高大代。随着电网规模的扩大，机组容量的提高，机组运行稳定性的要求也随之提高。发电机励磁系统参数是电网运行的重要参数之一，电力系统的暂态稳对定控制具有重要作用。因此，有必要对发电机组的励磁系统进行研究分析，仿真软件中建立励磁系在

同步发电机励磁系统实时数字仿真模型及参数研究的开题报告

同步发电机励磁系统实时数字仿真模型及参数研究的开题报告一、研究背景随着电力系统规模不断扩大和电力质量要求的不断提高，同步发电机励磁系统的稳定性和动态响应特性越来越受到关注。

数字仿真技术作为一种有效的分析工具，已广泛应用于电力系统的研究和分析中。

因此，对于同步发电机励磁系统实时数字仿真模型及参数的研究具有重要的现实意义和理论价值。

二、研究内容和目标本文的研究内容主要为同步发电机励磁系统的实时数字仿真模型及参数的研究。

通过分析同步发电机励磁系统的结构特点和工作原理，建立相应的数字仿真模型，并针对不同的方案和参数进行研究和分析，以提高同步发电机励磁系统的动态响应和稳定性。

本文的研究目标主要有以下几个方面：1.建立同步发电机励磁系统的实时数字仿真模型，考虑其结构特点和工作原理，并对相应的参数进行调整和优化。

2.通过对比实验和仿真结果，验证数字仿真模型的准确性和可靠性。

3.研究同步发电机励磁系统的动态响应特性和稳定性，并提出改进措施，以优化其性能。

三、研究方法和技术路线本文的研究方法可分为以下几步：1.收集同步发电机励磁系统相关文献，了解其结构特点和工作原理。

2.建立同步发电机励磁系统的实时数字仿真模型，考虑其结构和参数等因素。

3.编写仿真程序，进行数字仿真，获得模拟结果。

4.与实验数据进行对比，验证数字仿真模型的准确性和可靠性。

5.对数字仿真模型进行优化，改进同步发电机励磁系统的动态响应特性和稳定性。

四、研究意义和预期结果本文的研究意义在于提高同步发电机励磁系统的动态响应特性和稳定性，以保证电力系统的稳定供电。

同时，通过建立实时数字仿真模型，可以更好地了解同步发电机励磁系统的运行机理和工作性能，为其改进和优化提供理论依据。

预期结果主要包括以下几个方面：1.建立同步发电机励磁系统的实时数字仿真模型，考虑其结构特点和工作原理，并调整优化其相关参数。

2.验证数字仿真模型的准确性和可靠性，并分析其适用范围和局限性。

同步发电机励磁原理及仿真分析

2.1 AER 的概述
电力系统中运行的同步发电机，其运行特性与空载电动势 Eq 密切相关，而空载电动势 Eq 是发电机励磁电流 Ifd 的函数（发电机的空载特性），所以改变励磁电流就可改变同步发电机在系统中的运行特性。因此，对同步发电机励磁电流进行调节是同步发电机运行中的一个重要内容。实际上，同步发电机在正常运行、系统发生故障情况下，励磁电流都要进行调节，可维持机端电压或系统中某点电压水平，并使机组间无功功率达到合理分配；系统发生故障情况下的励磁电流调节，可提高系统运行稳定性。因此，同步发电机励磁电流进行自动调节，不仅可提高电能质量，合理分配机组间无功功率，而且还可提高系统运行稳定性在同步电机运行时，必须在其转子励磁绕组中通入直流电流，以便建立磁场，此过程称为励磁。下面我们先对 AER 的作用和调节方式作简单的说明。 2.1.1 AER 的作用
1.2
同步发电机励磁系统的构成
同步发电机是电力系统的主要设备，它将旋转的机械功率转换成为电磁功率。为完成这一转化，必须在发电机内建立一个旋转的磁场，具体是在发电机的转子绕组（励磁绕组）中通直流电流，产生相对转子静止的磁场。转子在原动机的拖动旋转，形成旋转的磁场。励磁电流的大小决定了发电机空载电势的大小，直接影响发电机运行的性能。励磁系统是由励磁功率单元和自动励磁调节器组成的。具体结构如下图所示。励磁电流的自动调节是由同步发电机的自动励磁调节装置实现的，调节装置简称为 AER(AVR).
(1)由徐正亚主编的电力系统安全自动装置（第四章：同步发电机自动励磁调节）可知：可维持机端或系统中某点电压水平； (2)合理分配机组间的无功功率；
-3-
(3)提高发电机的静态稳定性； (4)提高发电机的暂态稳定性； (5)加快系统电压恢复； (6)AER 的限制功能；大型同步发电机运行的安全性极为重要，继电保护装置是保证发电机安全的不可缺少的措施， AER 的限制功能与继电保护两者的配合保证了发电机运行的安全。大型同步发电机上的限制功能可分为：强励反时限限制，过励延时限制，欠励瞬时限制和压频限制（U/f 限制） 2.1.2 AER 的调节方式

基于MATLAB的同步发电机PSS与励磁系统仿真

ｓｔｍ．ｙｓｅ
ＫｙＷｏｄＭＡＴＬｅｒｓＡＢ，ｓｎｈｏｏｓｇｎｒｔｒ，ｅｃｔｔｎｃｎｒｌｓｓｅ，ＰＳｙｃｒｎｕｅｅａｏｓｘｉｉｏｔｏｙｔｍａｏＳ
ＡｂｔａｔＴｈａｅｔｄｈｏｒｓｓｅｓａｉｚｒＰＳ）ｆｒｔｅａｘｌｒｏｔｏｆｔｅｓｎｈｏｏｓｇｎｒｔｒｅｓｒｃｅｐｐｒｓｕｙｔｅｐｗｅｙｔｍｔｂｌｅ（Ｓｉｏｈｕｉａｙｃｎｒｌｈｙｃｒｎｕｅｅａｏｘｉｏｃｔｔｏｏｔｏｎｔｅｂｓｆｈｎｌｓｓｏｙｃｒｎｕｅｅａｏｘｉｔｎｃｎｒｌｙｔｍｄ１ｉｉｎｃｎｒｌｈａｅｏｅａａｙｉｆｓｎｈｏｏｓｇｎｒｔｒｅｃｔｉｏｔｏｓｅｍｏｅ．Ａｎｈｘｉｔｎｃｎａｏｔａｏｓｄｔｅｅｃｔｉｏ — ａｏ
总第２２期６２１年第８０１期
计算机与数字工程
Ｃｏｕｅｍｐｔｒ＆．ｇｔｌＥｎｉｅｒｎＤｉｉｇｎｅｉｇａ
Ｖｏ．９ＮＬＴＡＢ的同步电机ＰＳ与励磁系统仿真发Ｓ
张伟” 余莉” 刘玉娟 ” 周浩南 ”
ＳｙｈｒｎｏｎｅａｏｃｔｔｏｙｔｍｎｃｏｕｓＧｅｒｔｒＥｘｉａｉｎＳｓｅ
ｗｉｈＰＳＳＳｉｕｌｉｎＢａｅｎＭＡＴＬＡＢｔｍａｔｏｓｄｏ

同步发电机励磁系统建模技术分析

不同程度的简化处理。中国国家能源局已经发布
了更多的关注，对电力系统仿真计算的准确性也提出了更高的要求ｌ２ｌ。励磁系统模型的准确程
了｛ＤＬ／Ｔｌ１６７ — ２０１２同步发电机励磁系统建模导则》（以下简称《导则》），综合实际中各种类型
对励磁系统建模技术的研究是很有意义的。励磁系统建模方法有两种主要的技术：通用模型建模技术和面向对象的个性化建模技术，面向对象的个性化建模技术作为一种新型建模技术，将其应用在实际生产中仍有一定的挑战。在介绍两种建模技术的基础上，对
输人信号和给定的调节准则控制励磁功率单元的
输出，实现控制和保护功能：控制功能通过维持
１同步发电机励磁系统建模技术概况
１．１通用模型建模技术
机端电压和分配无功潮流来提高发电机运行的稳
系统模型及参数进行机组整体模型的搭建。励磁系统制造厂家在离线试验的条件下，分别对每个元件进行测试得到该元件的参数［９１，然后将其综合在一起得到集成的系统模型参数并写入产品技术手册，其提供的模型及数据与励磁系统实际模型及数据完全一致。电网调度机构要求机组能够在电力系统分析程序中进行联网计算，因此，在小范围指导现场作业时可以使用面向对象的模

发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案

发电机励磁系统建模及参数测试现场试验方案一、背景介绍发电机励磁系统是发电机的重要组成部分，控制和调节发电机输出电压和电流的稳定性。

励磁系统的合理运行对于保证发电机的安全运行和电力系统的稳定性至关重要。

因此，对发电机励磁系统建模和参数测试进行现场试验是必要的。

二、试验目的1.建立发电机励磁系统的数学模型，准确描述其工作原理，对励磁系统进行仿真分析。

2.测试励磁系统参数，评估其性能和稳定性，发现存在的问题并提出优化建议。

三、试验方案1.建模与仿真1.1收集和分析发电机的电气参数，包括发电机的电感、电阻、励磁电枢电阻、励磁电枢电感等。

1.2根据收集的参数，建立发电机励磁系统的数学模型。

模型可以采用经典的励磁系统模型，如PI控制、PID控制等。

1.3 利用仿真软件，如MATLAB/Simulink，进行励磁系统的仿真分析，观察发电机输出电压和电流的波形，评估励磁系统的性能和稳定性。

2.参数测试2.1制定测试计划，明确测试的参数和步骤。

2.2测试发电机励磁系统的基本参数，包括励磁电流、励磁电流反馈回路增益、励磁电枢电流反馈系数等。

2.3测试励磁系统的稳定性参数，如动态响应时间、控制精度、超调量等。

2.4根据测试结果，分析励磁系统的工作状态和性能，对比模拟结果，确定是否存在问题。

3.问题发现与优化建议3.1根据测试结果和模拟分析，发现存在的问题，如励磁系统的响应速度过慢、控制精度不高等。

3.2针对存在的问题，提出优化建议，如调整控制器参数、增加反馈环节等。

3.3制定优化方案，对励磁系统进行优化，并再次进行现场试验，验证优化效果。

四、试验计划1.准备工作1.1收集发电机的电气参数，包括电感、电阻等。

1.2确定试验设备和工具，如发电机功率测试仪、多用表等。

1.3建立仿真模型，准备仿真软件。

2.建模与仿真2.1建立发电机励磁系统的数学模型。

2.2利用仿真软件进行仿真分析。

3.参数测试3.1制定测试计划，明确测试的参数和步骤。

同步发电机励磁控制系统的仿真研究的开题报告

同步发电机励磁控制系统的仿真研究的开题报告
一、选题背景
随着电力系统的发展和智能化的推进，同步发电机励磁控制系统在电力系统稳定运行中的作用日益重要。

因此，对同步发电机励磁控制系统进行深入研究，对于提高电力系统稳定性、保证电力质量具有重要意义。

二、研究目的
本次研究旨在建立同步发电机励磁控制系统的仿真模型，并通过仿真实验对该系统的性能、稳定性进行分析和评估。

三、研究内容和方法
研究内容：
1. 同步发电机励磁系统原理和控制方法的研究
2. 同步发电机励磁控制系统建模
3. 控制系统的仿真实验
4. 性能和稳定性分析及评估
研究方法：
1. 查阅文献资料
2. 建立同步发电机励磁控制系统的数学模型
3. 利用Simulink软件对该系统进行仿真
4. 分析仿真实验结果
四、预期成果
1. 建立同步发电机励磁控制系统的仿真模型
2. 通过仿真实验对该系统的性能、稳定性进行评估
3. 提出改进建议，以提高系统的性能和稳定性
五、研究进度和计划
1. 查阅文献资料和学习掌握同步发电机励磁控制系统的原理和控制方法。

2. 建立同步发电机励磁控制系统的数学模型，并进行仿真实验。

3. 分析仿真实验结果，撰写论文。

4. 论文初稿编写并进行修订。

5. 论文终稿的撰写和提交。

六、研究意义
1. 为同步发电机励磁控制系统的优化和改进提供理论支持。

2. 为电力系统的稳定运行提供重要参考。

3. 为相关领域的研究提供借鉴和参考。

同步发电机励磁调节系统建模与仿真

图4
不难推得该电路的传递函数 : b1D ( S ) Kse (τ 2 S + 1) = Δ U abD ( S ) τ 1S + 1
式中 : Kse = r be1 / ( R 3 + r be1 ) ,τ 1 = ( r be1 / / R 3 ) C2 ,
同步发电机励磁调节系统建模与仿真 19
图5
图7
其传递函数 : Δ U b1D ( S ) bS Wp ( S) = = 2 Δ U c1D ( S ) a2 S + a1 S + 1 其中 : b = r1 C4 , a2 = R 9 ( R 10 + r1 ) C3 C4 ,
a1 = R 9 ( C3 + C4 ) + ( R 10 + r1 ) C4
件 ,包括电阻、电感、电容和各种开关管 , 都可以直接调用
Simulink 的 Power System 工具箱提供的模块。主电路模
型按系统主电路拓扑图构造 , 其中电机模块可参照图 2 等效电路模型。电机模块中的反电势在 Simulink 中为受控电压源 ,按式 ( 1 ) 输出电机对应相的反电势值。
s , a2 = 4 . 82 ×10 - 3 , b1 = 1 . 63 ×10 - 3 , a1
, Kma = - 30. 7692 。仿真算法为 Simulink
默认设置 ode45 ,步长都为 Auto 。为对比分析 , 试验在两种情况下进行 : 一是不接励磁调节系统 , 而在励磁输入端接一常数模块 C = 15 ( 代替额定状态下的励磁电压) 。二
( 2 ) 开关管触发逻辑模块开关管触发模块输入为
各种电压、电流、电机转向和运行状态信息 , 经过逻辑判断 ,输出开关管触发信号。Simulink 提供了进行逻辑设计所必须的逻辑比较、与或非门和存储元件。

同步发电机励磁控制系统的仿真研究

同步发电机励磁控制系统的仿真研究同步发电机励磁控制系统是电力系统中的重要组成部分，对于维持电力系统的稳定运行和确保电能质量具有重要意义。

随着科学技术的不断发展，对于同步发电机励磁控制系统的研究也在不断深入。

本文将介绍同步发电机励磁控制系统的研究现状，并提出一种仿真研究方案，通过实验验证该方案的有效性，最后总结文章的主要观点和成果，并指出不足之处和未来研究方向。

在现有的研究中，同步发电机励磁控制系统主要分为有功功率控制和无功功率控制两部分。

有功功率控制主要是通过调节励磁电流来控制发电机的转速，从而维持电力系统的稳定运行。

而无功功率控制则主要是通过调节励磁电流来控制发电机的端电压，从而确保电力系统的电压稳定。

然而，现有的研究主要集中在有功功率控制上，对于无功功率控制的研究相对较少。

针对现有研究的不足之处，本文提出了一种仿真研究方案。

在仿真环境中搭建了同步发电机励磁控制系统，并选取了相应的仿真参数。

在仿真过程中，通过调节励磁电流来控制发电机的转速和端电压，并记录仿真结果。

通过对比不同励磁电流下的仿真结果，可以得出励磁电流对发电机性能的影响。

在实验部分，本文选取了一台实际运行的同步发电机进行实验，通过调节励磁电流来控制发电机的转速和端电压，并记录实验结果。

实验结果表明，随着励磁电流的增加，发电机的转速和端电压均有所增加。

同时，本文还将仿真结果与实验结果进行了对比，发现两者具有较好的一致性。

通过本文的研究，可以得出以下同步发电机励磁控制系统对于电力系统的稳定运行和电能质量具有重要意义；现有的研究主要集中在有功功率控制上，对于无功功率控制的研究相对较少；通过仿真研究可以更加深入地了解励磁电流对发电机性能的影响；实验结果与仿真结果具有较好的一致性。

然而，本文的研究还存在一些不足之处。

仿真研究是一种理想化的研究方法，与实际运行情况可能存在一定的差异。

实验样本仅仅是一台实际运行的同步发电机，样本数量较少，可能无法全面反映实际情况。

发电机励磁系统的数学模型及PID仿真

目录 (1)摘要 (2)一、设计意义、任务与要求 (3)1.1设计意义 (3)1.2设计要求 (3)二、设计与论证 (3)2.1同步发电机传递函数 (3)2.2电压测量单元 (3)2.3功率放大单元 (4)2.4同步发电机励磁控制系统框图 (4)2.5 同步发电机励磁控制系统传递函数 (4)三、同步发电机励磁控制系统的Matlab电路设计与仿真 (5)3.1 电路设计 (5)3.2 simulink仿真图 (5)3.3 第二种电路设计 (6)3.4 simulink仿真图 (6)四、同步发电机励磁系统的PID控制仿真 (7)4.1 PID控制器 (7)4.2 含有PID控制器的同步发电机励磁控制系统电路设计 (8)4.3含有PID控制器的同步电机励磁系统simulink仿真 (8)五、结果分析与总结 (9)参考文献 (10)我们这次举例的发电机励磁控制系统是通过功率放大单元、电压测量单元、同步发电机等环节构成，是一个很简单的发电机励磁控制系统，但是简单的系统更容易说明问题。

PID控制器是由比例（P）、微分（D）、积分（I）三个小的环节组成，我们这次通过MATLAB的SIMULANK仿真来展示一个发电机励磁控制系统，并且展示PID控制系统在发电机励磁系统中神奇的作用。

关键词：发电机励磁控制系统 PID控制器 SIMULANK一、设计意义、任务与要求1.1设计意义电机励磁系统在结构上属于一个自动控制系统，而自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。

一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。

控制器的输出经过输出接口、执行机构，加到被控机构上；控制系统的被控量，经过传感器，变送器，通过输入接口送到控制器。

不同的控制系统，其传感器、变送器、执行机构是不一样。

1.2设计要求我国国标《大、中型同步发电机励磁系统基本技术条件》（GB7409-1987）对同步发电机动态响应的技术指标作如下规定：（1）同步发电机在空载额定电压情况下，当电压给定阶跃响应为±10％时，发电机电压超调量应不大于阶跃响应的50％，摆动次数不超过3次，调节时间不超过10s 。