matlab机电系统仿真大作业
matlab仿真作业
MATLAB仿真院（系）专业班级姓名学号时间Matlab作业1、一个50Hz的简单电力系统如下图所示，试在Simulink中建立仿真模型研究该系统性能。
k1系统建模要求如下：（1）发电机G采用“Synchronous Machine pu Fundamental”模型，变压器T采用“Three-Phase Transformer (Two Windings)”模型，输电线路L采用“Three-Phase Series RLC Branch”模型，负荷LD1、LD2采用“Three-Phase Parelell RLC Load”模型。
（2）发电机模型参数：采用预设模型，其中学号末位数字为1的同学使用编号为01的模型参数，学号末位数字为2的同学使用编号为02的模型参数，……，学号末位数字为0的同学使用编号为10的模型参数。
（3）变压器模型采用默认参数，副边电压10kV，但需要注意与发电机模型相匹配参数的设置（原边电压、频率等），变压器容量设置为发电机额定功率的1.2倍；（4）线路参数的设置原则：忽略电容，X/R=3，线路通过发电机额定功率时首末端压降约为0.05p.u.；（5）负荷模型采用默认参数，但需要注意与整个系统模型相匹配参数的设置（电压、频率等），负荷LD1容量设置为发电机额定功率的5％，LD2容量为发电机额定功率的30%，功率因数0.95。
（6）其他模块（如短路模拟、测量、示波、powergui等）的使用根据研究要求自行确定。
性能研究要求：（1）利用powergui计算该系统的稳态潮流情况；（2）利用powergui将系统设置为零初始状态，仿真系统达到稳态的过程；（3）利用powergui将系统设置为稳态，仿真k点发生三相短路、持续0.15秒后切除的系统过渡过程，要求输出短路电流的波形。
作业形式要求：（1）根据题目要求进行理论分析，计算出发电机稳态时转速，短路电流周期分量以及冲击电流的大小。
matlab大作业
直流调速系统仿真——Matlab 仿真技术大作业姓名：谷苗 学号：12291247 班级：1211班一、电机开环特性1. 实验电路：永磁直流电动机使用直流电源供电，不加闭环反馈。
2. 仿真波形：电机开环下，输出转速波形，在1.5s 后加入负载静差率： s =n 0−n n 0=1000− 933.33331000=6.667% ，加入负载后转速降低，故需要加入闭环控制。
二、电机闭环特性1. 实验电路：实际输出转速与理想转速的差值经过PI 控制器做负反馈，再输入到电压源受控端。
2. 仿真波形：经调试，选用P=0.09, I=10的比例积分控制器输出转速n电枢电流I输出转速n ： 超调量 M p =0.129% ，调节时间 t p =0.126s 。
加入PI 控制器后，系统动态、静态响应明显改善。
启动时转速超调量很小，可以快速达到目标转速。
加入负载后，转速也不会下降，保证了电机的稳定运行。
但是，启动时电枢电流有较大冲击，峰值为102A 。
为减小冲击电流，保护电机正常运行，故加入改善电机起动特性装置。
三、改善电机起动特性1. 实验电路：转速指令值用斜坡函数给定的方法，限制电机的起动电流。
2. 仿真波形：令slope=5000，在0.2s 时，转速指令值上升至理想转速。
输出转速n 电枢电流I调整转速指令在启动时斜坡上升后，电枢冲击电流明显减小，避免了电机和线路因过电流而引起的发热、机械应力等问题。
但是，加入该调整后，电机输出转速的快速性稍稍变差。
四、采用H 桥直流可逆PWM 变换电路A. 研究H 桥直流可逆PWM 变换电路脉宽调制方式1. 实验电路：采用三角波与 const 比较的方式，搭建双极性PWM 调制电路。
如果三角波值大于 const ，输出正信号，占空比为D ，送到全桥电路1、4管触发；如果三角波值小于 const ，输出负信号，经过非门，得到的正信号与前一个正信号互补，占空比为 (1−D)，送到全桥电路2、3管触发。
机电控制系统大作业—直流电机双闭环调速系统matlab仿真
机电控制系统大作业—直流电机双闭环调速系统matlab仿真Harbin Institute of Technology Harbin Institute of Technology机电控制系统分析与设计课程大作业,一,课程名称,机电控制系统分析与设计设计题目,基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真院系,机电工程学院班级,分析者,学号,设计时间,2012年7月1日哈尔滨工业大学Harbin Institute of Technology Harbin Institute of Technology机电控制系统分析与设计课程大作业,二,课程名称,机电控制系统分析与设计设计题目,四相反应式步进电机环形分配器的设计与分析院系,机电工程学院班级,0908107分析者,吴东学号,1093210417 设计时间,2012年7月1日哈尔滨工业大学1.计算电流和转速反馈系数*U10im电流反馈系数:, ,,,1.25(V/A),I2，4nom*U10nm转速反馈系数: ,,,,0.02(Vmin/r)n500nom2.电流环的设计(1)确定时间常数题目给出电流反馈滤波时间常数，由PWM功率变换器的开T,0.2ms,0.0002soi 11T,,,0.0001s关频率10kHz得调制周期按电流环小时间常数f,sf10，1000的近似处理方法，取T,T，T,0.0001，0.0002,0.0003s,isoi(2)选择电流调节器结构电流环可按?型系统进行设计。
电流调节器选用PI调节器，其传递函数为,s，1iG(s),K ACRi,si(3)选择调节器参数超前时间常数:。
,,T,0.008sil电流环按超调量考虑，电流环开环增益:取，因此 ,,5%KT,0.5iI,i0.50.5K,,,1666.6667 IT0.0003,i于是，电流调节器的比例系数为,R0.008，8iKK,,1666.6667，,17.7778 iI,K1.25，4.8s(4)检验近似条件电流环的截止频率。
电机学matlab仿真大作业报告材料
基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真实验报告一、实验内容及目的1.1 单相变压器的效率和外特性曲线1.1.1 实验内容一台单相变压器，N S =2000kVA, kV kV U U N N 11/127/21=，50Hz ，变压器的参数和损耗为008.0*)75(=C k o R ，0725.0*=k X ，kW P 470=，kW P C KN o 160)75(=。
(1)求此变压器带上额定负载、)(8.0cos 2滞后=ϕ时的额定电压调整率和额定效率。
(2)分别求出当0.1,8.0,6.0,4.0,2.0cos 2=ϕ时变压器的效率曲线，并确定最大效率和达到负载效率时的负载电流。
(3)分析不同性质的负载（),(8.0cos 0.1cos ),(8.0cos 222超前，滞后===ϕϕϕ）对变压器输出特性的影响。
1.1.2 实验目的（1）计算此变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率 （2）了解变压器效率曲线的变化规律 （3）了解负载功率因数对效率曲线的影响 （4）了解变压器电压变化率的变化规律 （5）了解负载性质对电压变化率特性的影响1.1.3 实验用到的基本知识和理论（1）标幺值、效率区间、空载损耗、短路损耗等概念 （2）效率和效率特性的知识 （3）电压调整率的相关知识1.2串励直流电动机的运行特性1.2.1实验内容一台16kw 、220V 的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12Ω，电枢总电阻为0.2Ω。
电动势常数为.电机的磁化曲线近似的为直线。
其中为比例常数。
假设电枢电流85A 时，磁路饱和(为比较不同饱和电流对应的效果，饱和电流可以自己改变）。
试分析该电动机的工作特性和机械特性。
1.2.2实验目的（1）了解并掌握串励电动机的工作特性和机械特性（2）了解磁路饱和对电动机特性的影响1.2.3实验用到的基本知识和理论（1）电动机转速、电磁转矩、电枢电流、磁化曲线等（2）串励电动机的工作特性和机械特性，电动机磁化曲线的近似处理二、实验要求及要点描述2.1 单相变压器的效率和外特性曲线（1）采用屏幕图形的方式直观显示；（2）利用MATLAB编程方法或SIMULINK建模的方法实现；cos 的效率曲线；（3）要画出对应不同2（4）要画出对应阻性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，且通过额定点；（5）要给出特征性的结论。
哈工大机电系统控制基础大作业Matlab时域分析
《机电系统控制基础》大作业一基于MATLAB的机电控制系统响应分析哈尔滨工业大学2013年12月12日1作业题目1. 用MATLAB 绘制系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应曲线、单位斜坡响应曲线。
2. 用MATLAB 求系统2()25()()425C s s R s s s Φ==++的单位阶跃响应性能指标：上升时间、峰值时间、调节时间和超调量。
3. 数控直线运动工作平台位置控制示意图如下：X i伺服电机原理图如下：LR(1)假定电动机转子轴上的转动惯量为J 1，减速器输出轴上的转动惯量为J 2，减速器减速比为i ，滚珠丝杠的螺距为P ，试计算折算到电机主轴上的总的转动惯量J ；(2)假定工作台质量m ，给定环节的传递函数为K a ，放大环节的传递函数为K b ，包括检测装置在内的反馈环节传递函数为K c ，电动机的反电势常数为K d ，电动机的电磁力矩常数为K m ，试建立该数控直线工作平台的数学模型，画出其控制系统框图；(3)忽略电感L 时，令参数K a =K c =K d =R=J=1，K m =10，P/i =4π，利用MATLAB 分析kb 的取值对于系统的性能的影响。
源代码：t=[0:0.01:5];u=t;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);[y1,T]=step(G,t);y2=lsim(G,u,t);subplot(121),plot(T,y1);xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)'); grid on;subplot(122),plot(t,y2);grid on;xlabel('t(sec)'),ylabel('x(t)');仿真结果及分析：源代码：t=[0:0.001:1];yss=1;dta=0.02;C=[25],R=[1,4,25];G=tf(C,R);y=step(G,t);r=1;while y(r)<yss;r=r+1;endtr=(r-1)*0.001;[ymax,tp]=max(y);tp1=(tp-1)*0.001;mp=(ymax-yss)/yss;s=1001;while y(s)>1-dta && y(s)<1+dta;s=s-1;endts=(s-1)*0.001;[tr tp1 mp ts]仿真结果及分析：C = 25ans = 0.4330 0.6860 0.2538 1.0000由输出结果知：上升时间为0.4330秒，峰值时间为0.6860秒，最大超调量为0.2538，调整时间1.0000秒。
MATLAB仿真技术大作业
直流调速系统仿真--MATLAB仿真技术大作业1、电机开环特性电机电枢联接500V直流电源。
画出转速n的波形，根据仿真结果求出空载和负载时的转速n以及静差率s。
空载转速：2500 rad/s 负载转速：2300rad/s 静差率：0.082、转速闭环控制为了改善电机调速性能，对该直流电机加入转速闭环控制。
将电机电枢联接至受控电压源。
转速控制器使用比例-积分控制器，转速指令为2500rpm。
调节控制器的比例和积分环节参数以实现较好的动、静态性能。
调节PI分别为0.43，10时响应最好，①画出转速n的波形，这时超调量：3.84%，动态响应时间：0.09s②画出电机电枢电流波形，起动时的最大电枢电流为：2094A，负载时的稳态电枢电流为：100A3、改善电机起动特性电机起动时有很大的冲击电流。
通过将转速指令值用斜坡函数给定的方法，限制电机的起动电流，斜坡函数的斜率为5000，画出转速n和电枢电流的波形。
4、降压斩波器供电画出转速n和电枢电流的波形，并与使用理想受控电源的情况进行比较。
左下图为参考转速与实际转速的差波形。
①从转速图中看，在1.5s加入负载时，3中出现了一个较明显的凹陷，这是因为突然加入负载，使得转速下降，但经过闭环调节又恢复了原速。
在4中，其实放大看也是有凹陷的，但是因为4中通过PWM控制使得在转速不大时便能回到稳态值。
②从电枢电流波形看，4中在条件变化时都出现了振荡，这也是因为电压受开关控制造成的。
而且在0~0.5s，起动阶段由于波速差由大振荡衰减小，经过闭环调节，电枢电流振荡减小；之后因为参考波速一直以恒定斜率增大，波速差固定，电枢电流稳定在一个值下，但并不是10A。
在0.5s，参考波速不再增大，在经过闭环调节后，波速差稳定为0，因为在空载状态，所以电枢电流也为0。
而调节过程因为波速忽大忽小，所以电枢电流振荡衰减。
同样的，在1.5s加入负载时，波速突然减小，波速差振荡衰减，到最后，波速差恢复为0，此时电枢电流为100A。
基于MATLABSimulink的机电一体化系统的仿真分析实验
实验五、基于MATLAB/Simulink的机电一体化系统的仿真分析实验一、实验目的机电一体化系统建模是进行机电一体化系统分析与设计的基础，通过对系统的简化分析建立描述系统的数学模型，进而研究系统的稳态特性和动态特性，为机电一体化系统的物理实现和后续的系统调试工作提供数据支持，而仿真研究是进行系统分析和设计的有利方法。
本实验目的在于通过实验使同学对机电一体化系统建模方法和仿真方法有初步的了解，初步掌握在MA TLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。
（1）掌握机电一体化系统数学建模的基本方法（2）掌握机电一体化系统数学仿真的基本方法和步骤。
（3）掌握在MA TLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。
二、实验器材（1）计算机（2）MA TLAB/ SIMULINK软件三、实验原理（一）建立数学模型以一定的理论为依据把系统的行为概括为数学的函数关系，包括以下内容：1）确定模型的结构，建立系统的约束条件，确定系统的实体、属性与活动。
2）测取有关的模型数据。
3）运用适当理论建立系统的数学描述，即数学模型。
4）检验所建立的数学模型的准确性。
机电一体化系统数学模型的建立是否得当，将直接影响以此为依据的仿真分析与设计的准确性、可靠性，因此必须予以充分重视，以采用合理的方式、方法。
（二）机电一体化系统的计算机数字仿真实现1）根据已建立的数学模型和精度、计算时间等要求，确定所采用的数值计算方法。
2）将原模型按照算法要求通过分解、综合、等效变换等方法转换为适于在数字计算机上运行的公式、方程等。
3）用适当的软件语言将其描述为数字计算机可接受的软件程序，即编程实现。
4）通过在数字计算机上运行，加以校核，使之正确反映系统各变量动态性能，得到可靠的仿真结果。
（三）．凑试法确定PID调节参数凑试法是通过模拟或闭环运行（如果允许的话）观察系统的响应曲线（例如阶跃响应），然后根据各调节参数对系统响应的大致影响，反复凑试参数，以达到满意的响应，从而确定PID调节参数。
电机大作业(MATLAB仿真-电机特性曲线)
______________________________________________________________________________________________________________电机大作业专业班级：电气XXXX姓名： XXX学号： XXX指导老师：张威______________________________________________________________________________________________________________一、研究课题（来源：教材习题4-18 ）有一台三相四极的笼形感应电动机，参数为 P N17kW、U N380V（△联结）、R10. 715 、X11. 74、R20.416 、X2 3.03、R m 6.2 、X m75。
电动机的机械损耗p139W，额定负载时杂散损耗p320W，试求额定负载时的转差率、定子电流、定子功率因数、电磁转矩、输出转矩和效率。
二、编程仿真根据 T 形等效电路：运用MATLAB进行绘图。
MATLAB文本中， P N PN ， U N UN ， R1R1，X1X1，R2R2，X2X 2，R m Rm，X m Xm，p pjixiesunh ao ，p pzasansunhao 。
定子电流 I11 ，定子功率因数 Cosangle1，电磁转矩 Te，效率 Xiaolv 。
1.工作特性曲线绘制MATLAB文本：R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139; pzasansunhao=320;p=2;m1=3;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50;Z1=R1+j*X1;Zm=Rm+j*Xm;for i=1:2500______________________________________________________________________________________________________________s=i/2500;n0=ns*(1-s);Z2=R2/s+j*X2;Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);U1=UN;I1=U1/Z;I110=abs(I1);Angle1=angle(I1);Cosangle10=cos(Angle1);P1=3*U1*I110*Cosangle10;I2=I1*Zm/(Zm+Z2);Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;V=(1-s)*pi*fN;Te0=Pjixie/V;P20=Pjixie-pjixiesunhao-pzasansunhao;Xiaolv0=P20/P1;P2(i)=P20;n(i)=n0;I11(i)=I110;Cosangle1(i)=Cosangle10;Te(i)=Te0;Xiaolv(i)=Xiaolv0;hold on;endfigure(1)plot(P2,n);xlabel('P2[W]');ylabel('n[rpm]');figure(2)plot(P2,I11);xlabel('P2[W]');ylabel('I1[A]');figure(3)plot(P2,Cosangle1);xlabel('P2[W]');ylabel('gonglvyinshu');figure(4)plot(P2,Te);xlabel('P2[W]');ylabel('Te[Nm]');figure(5)plot(P2,Xiaolv);xlabel('P2[W]');ylabel('xiaolv');（ 1）转速特性 n f ( P2)（ 2）定子电流特性 I 1 f ( P2)（ 3）定子功率因数特性cos1 f ( P2)（ 4）电磁转矩特性 T e f ( P2)______________________________________________________________________________________________________________（ 5）效率特性 f ( P2)2.机械特性曲线绘制1.改变U1值，实现降压调速：U1=（380,330,260,200,150V ）MATLAB文本：R1=0.715;X1=1.74;Rm=6.2;Xm=75;R2=0.416;X2=3.03;pjixiesunhao=139;pzasa nsunhao=320;m1=3;p=2;ns=1500;PN=17000;UN=380;fN=50;Z1=R1+j*X1;Zm=Rm+j*Xm;U11=380;U12=330;U13=260;U14=200;U15=150;for k=1:1:5if k==1U1=U11;elseif k==2U1=U12;elseif k==3U1=U13;elseif k==4U1=U14;else U1=U15endfor i=1:1:2500s=i/2500;______________________________________________________________________________________________________________n0=ns*(1-s);Z2=R2/s+j*X2;Z=Z1+Zm*Z2/(Zm+Z2);I1=U1/Z;I2=I1*Zm/(Zm+Z2);Pjixie=m1*(abs(I2))^2*(1-s)/s*R2;V=(1-s)*pi*fN;Te0=Pjixie/V;n(i)=n0;Te(i)=Te0;endplot(Te,n);hold on;endxlabel('Te[Nm]');ylabel('n[rpm]');降压调速时，临界转差率不变。
根据MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真
《机电控制系统分析与设计》课程大作业之一 基于MATLAB 的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真1 计算电流和转速反馈系数β=U im ∗I dm =10V 4A =1.25Ωα=U nm ∗n =10500=0.02V ∙min/r2 按工程设计法，详细写出电流环的动态校正过程和设计结果根据设计的一般原则“先内环后外环”，从内环开始，逐步向外扩展。
在这里，首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。
电流调节器设计分为以下几个步骤：a 电流环结构图的简化 1） 忽略反电动势的动态影响在按动态性能设计电流环时，可以暂不考虑反电动势变化的动态影响，即 E ≈0。
这时，电流环如下图所示。
2） 等效成单位负反馈系统如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内，同时把给定信号改成U *i (s ) /β ，则电流环便等效成单位负反馈系统。
3） 小惯性环节近似处理由于T s 和 T 0i 一般都比T l 小得多，可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节，其时间常数为T ∑i = T s + T oi 简化的近似条件为电流环结构图最终简化成图。
ois ci 131T T ≤ωb 电流调节器结构的选择 1) 典型系统的选择：从稳态要求上看，希望电流无静差，以得到理想的堵转特性，采用 I 型系统就够了。
从动态要求上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，应选用典型I 型系统 2) 电流调节器选择电流环的控制对象是双惯性型的，要校正成典型 I 型系统，显然应采用PI型的电流调节器，其传递函数可以写成K i — 电流调节器的比例系数； τi — 电流调节器的超前时间常数3) 校正后电流环的结构和特性为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消，选择则电流环的动态结构图便成为图a 所示的典型形式，其中ss K s W i i i ACR )1()(ττ+=msT l 8i ==τRK K K i s i I τβ=a) 动态结构图:b) 开环对数幅频特性c. 电流调节器的参数计算电流调节器的参数有：K i 和 τi ， 其中 τi 已选定，剩下的只有比例系数 K i ， 可根据所需要的动态性能指标选取。
matlab电机仿真精华50例
matlab电机仿真精华50例Matlab是一种功能强大的数学仿真软件，可用于电机仿真的建模和分析。
以下是50个精华的Matlab电机仿真例子，涵盖了各种不同类型的电机和相关问题。
1. 直流电机的速度控制仿真：使用PID控制算法实现直流电机的速度控制，并观察不同参数设置对性能的影响。
2. 三相感应电机启动仿真：模拟三相感应电机的启动过程，包括起动电流和转矩的变化。
3. 永磁同步电机的矢量控制仿真：使用矢量控制算法实现永磁同步电机的速度和转矩控制。
4. 步进电机的脉冲控制仿真：通过给步进电机输入脉冲信号来实现精确的位置控制。
5. 交流电机的谐波分析仿真：分析交流电机的谐波失真情况，并提供相应的滤波解决方案。
6. 混合动力电机系统仿真：模拟混合动力汽车中的电动机和传统发动机的协同工作，评估燃油效率和性能。
7. 电机热仿真：通过建立电机的热传导模型，分析电机工作过程中的温度分布和热损耗。
8. 电机故障诊断仿真：使用信号处理和模式识别技术，模拟电机故障的检测和诊断。
9. 电机噪声仿真：通过建立电机的声学模型，分析电机噪声产生的原因和控制方法。
10. 无感传感器控制的无刷直流电机仿真：通过仿真实现无感传感器控制的无刷直流电机的速度和位置控制。
11. 非线性电机控制仿真：研究非线性电机的控制问题，并提供相应的解决方案。
12. 电机的电磁干扰仿真：分析电机工作时对其他电子设备造成的电磁干扰，并提供抑制措施。
13. 电机振动分析仿真：通过建立电机的振动模型，分析振动的原因和控制方法。
14. 电机轴承寿命仿真：通过建立电机轴承的寿命模型，预测电机轴承的使用寿命。
15. 电机的能量回收仿真：研究电机能量回收技术，在制动或减速过程中将电机生成的能量回收到电网中。
16. 电机齿轮传动仿真：分析电机齿轮传动系统的动力学性能和传动特性。
17. 多电机系统仿真：模拟多电机系统的协同工作，包括电机之间的通信和同步控制。
18. 电机启动过电流仿真：分析电机启动过程中的过电流现象，并提供相应的限流解决方案。
毕业设计_《机电控制系统分析与设计》课程大作业—基于matlab的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真
《机电控制系统分析与设计》课程大作业之一基于MATLAB 的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真1 计算电流和转速反馈系数2 按工程设计法，详细写出电流环的动态校正过程和设计结果根据设计的一般原则“先内环后外环”，从内环开始，逐步向外扩展。
在这里，首先设计电流调节器，然后把整个电流环看作是转速调节系统中的一个环节，再设计转速调节器。
电流调节器设计分为以下几个步骤：a 电流环结构图的简化1）忽略反电动势的动态影响在按动态性能设计电流环时，可以暂不考虑反电动势变化的动态影响，即∆E≈0。
这时，电流环如下图所示。
2）等效成单位负反馈系统如果把给定滤波和反馈滤波两个环节都等效地移到环内，同时把给定信号改成U*i(s) /β，则电流环便等效成单位负反馈系统。
3） 小惯性环节近似处理由于T s 和 T 0i 一般都比T l 小得多，可以当作小惯性群而近似地看作是一个惯性环节，其时间常数为T ∑i = T s + T oi 简化的近似条件为电流环结构图最终简化成图。
b 电流调节器结构的选择 1) 典型系统的选择：从稳态要求上看，希望电流无静差，以得到理想的堵转特性，采用 I 型系统就够了。
从动态要求上看，实际系统不允许电枢电流在突加控制作用时有太大的超调，以保证电流在动态过程中不超过允许值，而对电网电压波动的及时抗扰作用只是次要的因素，为此，电流环应以跟随性能为主，应选用典型I 型系统 2) 电流调节器选择电流环的控制对象是双惯性型的，要校正成典型 I 型系统，显然应采用PI 型的电流调节器，其传递函数可以写成K i — 电流调节器的比例系数； τi — 电流调节器的超前时间常数 3) 校正后电流环的结构和特性为了让调节器零点与控制对象的大时间常数极点对消，选择则电流环的动态结构图便成为图a 所示的典型形式，其中ois ci 131T T ≤ωs s K s W i ii ACR )1()(ττ+=ms T l 8i ==τRK K K i si I τβ=a) 动态结构图:b) 开环对数幅频特性c. 电流调节器的参数计算电流调节器的参数有：K i 和 τi ， 其中 τi 已选定，剩下的只有比例系数 K i ， 可根据所需要的动态性能指标选取。
matlab电机仿真精华50例
MATLAB电机仿真精华50例引言在电机设计与开发过程中，仿真是非常重要的一环。
通过使用MATLAB软件，可以模拟各种电机系统，并通过仿真来验证设计和优化控制算法。
本文将介绍50个电机仿真的经典案例，涵盖了从传统直流电机到现代无刷直流电机的各种类型。
目录1.直流电机仿真案例1.直流电机速度控制仿真2.直流电机转矩控制仿真3.直流电机位置控制仿真2.交流电机仿真案例1.感应电机启动仿真2.永磁同步电机转矩控制仿真3.永磁同步电机鲁棒性仿真3.无刷直流电机仿真案例1.无刷直流电机速度控制仿真2.无刷直流电机位置控制仿真3.无刷直流电机参数识别仿真直流电机仿真案例直流电机速度控制仿真直流电机速度控制是电机控制领域的经典问题。
通过使用MATLAB中的控制工具箱，我们可以设计速度控制闭环，并进行仿真验证。
以下是一个简单的直流电机速度控制仿真案例：1.定义直流电机速度模型；2.设计PI速度控制器；3.运行仿真，观察速度响应曲线。
直流电机转矩控制仿真直流电机转矩控制是实现精确转矩输出的关键。
通过调节电机绕组的电流，可以控制电机的输出转矩。
以下是一个简单的直流电机转矩控制仿真案例：1.定义直流电机转矩模型；2.设计PID转矩控制器；3.运行仿真，观察转矩输出曲线。
直流电机位置控制仿真直流电机位置控制是实现精确位置控制的关键。
通过结合速度反馈和位置反馈，可以实现精确的位置控制。
以下是一个简单的直流电机位置控制仿真案例：1.定义直流电机位置模型；2.设计PID位置控制器；3.运行仿真，观察位置响应曲线。
交流电机仿真案例感应电机启动仿真感应电机启动是电机启动过程中的关键问题。
通过仿真可以验证各种启动方法的性能和可行性。
以下是一个简单的感应电机启动仿真案例：1.定义感应电机启动模型；2.设计电压频率启动方法；3.运行仿真，观察启动时间和电流曲线。
永磁同步电机转矩控制仿真永磁同步电机转矩控制是实现高效电机控制的关键。
通过调节电机绕组的电流和磁场，可以控制电机的输出转矩。
完整word版,《Matlab与机电系统仿真》实验报告模板
《Matlab 与机电系统仿真》实验报告一班级：电气112 姓名：潘志伟 学号：201106010221一、实验名称：MATLAB 基本操作与矩阵运算一、实验目的1、熟悉Matlab 软件的基本操作方法2、掌握Matlab 矩阵和数组的基本运算3、了解Matlab 的常用函数的使用方法二、实验学时：2学时三、实验原理：略四、实验内容：1.自由练习Matlab 软件的操作2、已知矩阵 A=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡987654321。
（1）利用Matlab 命令求矩阵A 的对角线之和。
（2）从矩阵A 中提取子矩阵⎥⎦⎤⎢⎣⎡8754，（3）对矩阵A 中的第二行元素置零。
3.矩阵A 、B 、C 、D 定义如下：⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=1122A ，⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=2011B ，⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=21C ，D=eye （2）。
求出下列矩阵运算操作的结果，并解释部分操作无法实现的原因。
（1）R=A+B（2）R=A*D（3）R=A.*B（4）R=A*C（5）R=A.*C（6）R=A\B（7）R=A.\B（8）R=A.^B五、实验结果：1.实验程序：A=[1 2 3;4 5 6;7 8 9]; s=0;for i=1:3;s=s+A(i,i);endsm=[2 3];n=[1 2];At=A(m,n)A(2,:)=0实验结果：s =15At =4 57 8A =1 2 30 0 07 8 92.实验程序：A=[2 -2;-1 1];B=[1 -1;0 2];C=[1 -2].';D=eye(2);R1=A+BR2=A*DR3=A.*BR4=A*CR5=A.*CR6=A\BR=A.\BR=A.^B实验结果：R1 =3 -3-1 3R2 =2 -2-1 1R3 =2 20 2R4 =6-3错误使用 .*矩阵维度必须一致。
出错lianxi2 (line 9)R5=A.*CR6 =Inf InfInf Inf原因：A左除B等于A的逆乘B，A为逆矩阵，不存在逆矩阵。
电机学matlab仿真大作业报告
电机学matlab仿真大作业报告一、实验内容及目的1.1 单相变压器的效率和外特性曲线1.1.1 实验内容一台单相变压器，SN=2000kVA, U1N/U2N?127kV/11kV，50Hz，变压器的参数**X?0.0725，P0?47kW，PKN(75oC)?160kW。
和损耗为Rk，?0.008ok(75C)(1)求此变压器带上额定负载、cos?2?0.8(滞后)时的额定电压调整率和额定效率。
(2)分别求出当cos?2?0.2,0.4,0.6,0.8,1.0时变压器的效率曲线，并确定最大效率和达到负载效率时的负载电流。
(3)分析不同性质的负载（cos?2?0.8(滞后),cos?2?1.0，cos?2?0.8(超前),）对变压器输出特性的影响。
1.1.2 实验目的（1）计算此变压器在已知负载下的额定电压调整率和额定效率（2）了解变压器效率曲线的变化规律（3）了解负载功率因数对效率曲线的影响（4）了解变压器电压变化率的变化规律（5）了解负载性质对电压变化率特性的影响1.1.3 实验用到的基本知识和理论（1）标幺值、效率区间、空载损耗、短路损耗等概念（2）效率和效率特性的知识（3）电压调整率的相关知识1.2串励直流电动机的运行特性1.2.1实验内容一台16kw、220V的串励直流电动机，串励绕组电阻为0.12Ω，电枢总电阻为0.2Ω。
电动势常数为.电机的磁化曲线近似的为直线。
其中为比例常数。
假设电枢电流85A 时，磁路饱和(为比较不同饱和电流对应的效果，饱和电流可以自己改变）。
试分析该电动机的工作特性和机械特性。
1.2.2实验目的（1）了解并掌握串励电动机的工作特性和机械特性（2）了解磁路饱和对电动机特性的影响1.2.3实验用到的基本知识和理论（1）电动机转速、电磁转矩、电枢电流、磁化曲线等（2）串励电动机的工作特性和机械特性，电动机磁化曲线的近似处理二、实验要求及要点描述2.1 单相变压器的效率和外特性曲线（1）采用屏幕图形的方式直观显示；（2）利用MATLAB编程方法或*****K建模的方法实现；（3）要画出对应不同cos?2的效率曲线；（4）要画出对应阻性、感性、容性三种负载性质的特性曲线，且通过额定点；（5）要给出特征性的结论。
机电控制系统分析与设计大作业之一--基于matlab的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真
《机电控制系统分析与设计》课程大作业一基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真学院：专业：班级：学号：姓名：1.前言从七十年代开始，由于晶闸管直流调速系统的高效、无噪音和快速响应等优点而得到广泛应用。
双闭环直流调速系统就是一个典型的系统，该系统一般含晶闸管可控整流主电路、移相控制电路、转速电流双闭环调速控制电路、以及缺相和过流保护电路等．给定信号为0～10V直流信号，可对主电路输出电压进行平滑调节。
采用双PI调节器，可获得良好的动静态效果。
根据转速、电流双闭环调速系统的设计方法，用MATLAB做了双闭环直流调速系统仿真综合调试，分析系统的动态性能，并进行校正，得出正确的仿真波形图。
本文还对实际中可能出现的各种干扰信号进行了仿真，另外本文还介绍了实物验证的一些情况。
关键词：MATLAB 直流调速双闭环转速调节器电流调节器一、 应用现状带电流截止负反馈环节、采用PI 调节器的单闭环调速系统，既保证了电动机的安全运行，又具有较好的动、静态性能。
然而仅靠电流截止环节来限制起动和升速时的冲击电流，性能并不令人满意，为充分利用电动机的过载能力来加快起动过程，专门设置一个电流调节器，从而构成电流、转速双闭环调速系统，实现在最大电枢电流约束下的转速过渡过程最快的“最优”控制。
本节介绍双闭环调速系统。
二、 设计参数转速、电流双闭环直流调速系统，采用双极式H 桥PWM 方式驱动。
电机参数：额定功率 200W ； 额定电压 48V ； 额定电流 4A ；额定转速 500r/min ；电枢回路总电阻 R=8Ω； 允许电流过载倍数 λ=2； 电势系数C e =0.04V ·min/r ； 电磁时间常数T L =0.008s ； 机电时间常数 T m =0.5；电流反馈滤波时间常数T oi =0.2ms ； 转速反馈滤波时间常数T on =1ms要求转速调节器和电流调节器的最大输入电压U *nm =U *im =10V ； 两调节器的输出限幅电压为10V ；PWM 功率变换器的的开关频率f=10kHz ； 放大倍数K=4.8； 动态参数设计指标： 稳态无静差；电流超调量i δ≤5%；空载启动到额定转速时的转速超调量δ≤25%； 过渡过程时间t s =0.5s 。
机电控制作业——matlab仿真——速度环仿真实验
机电系统控制技术matlab 仿真——速度环仿真实验1、具有比例调节器的速度环仿真实验图1-1-1 考虑饱和时的具有比例调节器的速度环仿真图上述模块均可在Simulink 的子模块中找到：Sources ——Step ；Continuous ——PID Controller 、Integrator 、Transfer Fcn ； Math Operations ——Add 、Gain ； Discontinuities ——Saturation ； Sinks ——Scope 。
参数设置：以1V 的阶跃输入，速度环采用P 调节器，Kp=4，衰减器β=0.66；电流环增益0.5，加速度系数830；将运算放大器后的饱和模块设为±11V ，将测速发电机后的饱和模块设为±120rad/s ；测速机常数Kc=0.237。
图1-1-2 输入阶跃参数图1-1-3 速度环比例调节器的增益选择P值为4图1-1-4 滤波器中传递函数参数设置运行仿真，可得反馈电压信号的时域响应曲线（如图1-1-5）、电动机电流的时域响应曲线（如图1-1-6）、电动机转速的时域响应曲线（如图1-1-7）。
图1-1-5 反馈电压信号的时域响应曲线图1-1-6电动机电流的时域响应曲线图1-1-7 电动机转速的时域响应曲线为了求得系统的闭环带宽，下面利用feedback函数求出闭环传递函数，其中sys1和sys2分别为前向通道和反馈回路的传递函数。
编写如下程序进行计算：b=0.5;Kp=4;num1=Kp*b*830;den1=[1,0];sys1=tf(num1,den1);num2=0.237*0.66*0.5;den2=[0.0043,1];sys2=tf(num2,den2);sys=feedback(sys1,sys2);bode(sys)grid绘出调速系统闭环的伯德图，如图1-1-8所示。
图1-1-8 调速系统闭环的伯德图在伯德图上放大后可以看到系统闭环频宽200rad/s,折合约30Hz。
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一曲柄滑块机构运动学仿真1、设计任务描述通过分析求解曲柄滑块机构动力学方程，编写matlab程序并建立Simulink 模型，由已知的连杆长度和曲柄输入角速度或角加速度求解滑块位移与时间的关系，滑块速度和时间的关系，连杆转角和时间的关系以及滑块位移和滑块速度与加速度之间的关系，从而实现运动学仿真目的。
2、系统结构简图与矢量模型下图所示是只有一个自由度的曲柄滑块机构，连杆r2与r3长度已知。
图2-1 曲柄滑块机构简图设每一连杆（包括固定杆件）均由一位移矢量表示，下图给出了该机构各个杆件之间的矢量关系图2-2 曲柄滑块机构的矢量环3．匀角速度输入时系统仿真3.1 系统动力学方程系统为匀角速度输入的时候，其输入为ω2=θ2,输出为ω3=θ3,θ3；v 1=r 1,r 1。
(1) 曲柄滑块机构闭环位移矢量方程为:R 2+R 3=R 1(2) 曲柄滑块机构的位置方程{r 2cos θ2+r 3cos θ3=r 1r 2sin θ2+r 3sin θ3=0(3) 曲柄滑块机构的运动学方程通过对位置方程进行求导，可得{−r 2ω2sin θ2−r 3ω3sin θ3=r 1r 2ω2cos θ2+r 3ω3cos θ3=0由于系统的输出是ω3与v 1，为了便于建立A*x=B 形式的矩阵，使x=[ω3v 1],将运动学方程两边进行整理，得到{v 1+r 3ω3sin θ3=−r 2ω2sin θ2−r 3ω3cos θ3=r 2ω2cos θ2将上述方程的v1与w3提取出来，即可建立运动学方程的矩阵形式(r 3sin θ31−r 3cos θ30)(ω3v 1)=(−r 2ω2sin θ2r 2ω2cos θ2) 3.2 M 函数编写与Simulink 仿真模型建立3.2.1 滑块速度与时间的变化情况以及滑块位移与时间的变化情况仿真的基本思路：已知输入w2与θ2，由运动学方程求出w3和v1，再通过积分，即可求出θ3与r1。
（1） 编写Matlab 函数求解运动学方程将该机构的运动学方程的矩阵形式用M 函数compv （u ）来表示。
设r2=15mm ，r3=55mm ，r1（0）=70mm ， θ2(0)=θ3(0)=0。
其中各个零时刻的初始值可以在Simulink 模型的积分器初始值里设置M函数如下：function[x]=compv(u)%u(1)=w2%u(2)=sita2%u(3)=sita3r2=15;r3=55;a=[r3*sin(u(3)) 1;-r3*cos(u(3)) 0];b=[-r2*u(1)*sin(u(2));r2*u(1)*cos(u(2))];x=inv(a)*b;（2）建立Simulink模型M函数创建完毕后，根据之前的运动学方程建立Simulink模型，如下图：图3-1 Simulink模型同时不要忘记设置r1初始值70，如下图：图3-2 r1初始值设置设置输入角速度为150rad/s，运行时间为0.1s，点击运行，即可从示波器中得到速度和时间以及位移和时间的图像。
3.2.2 滑块位移和滑块速度之间的图像为了得到滑块位移和滑块速度之间的图像，需要通过to workspace 模块将simulink里位移和时间的数据传递到Matlab的工作区中，从而在M文件中再次利用，从Simulink模块传递到工作区的数据的名称是simout。
相应的M文件程序编写如下：a=simout.data; %Simulink传输到工作区的数据不能直接当作数组来使用，因此需要通过这个语句转换成普通矩阵，从而正常被使用。
x=a(:,2);y=a(:,1);plot(x,y);xlabel('位移');ylabel('速度');3.2.3 滑块位移和滑块加速度之间的图像程序编写思路和3.2.2节相同，不再赘述。
程序如下：a=simout.data;x=a(:,2);y=a(:,3);plot(x,y);%在这里要注意，to workspace得到的是1X1数据，因此要转换成正常矩阵，xlabel('位移');%设置x轴名字ylabel('加速度');%设置y轴名字3.3 仿真结果分析图3-3 滑块速度，滑块位移与时间图像从图像中可以看出，速度呈周期性变化，变化的周期大约为0.04s，正反向速度的极值都大约是2400mm/s。
周期性变化的原因是曲柄作为动力源，在做圆周运动。
位移也是随着时间呈周期性变化，变化的周期与速度变化的周期一样，都是大约0.04s。
位移的极大值是70mm，位移的极小值是40mm，因此滑块的实际行程是70-40=30mm。
图3-5 滑块位移与速度图像从图像3-5可以看出，滑块位移和速度之间的关系是封闭的曲线，当位移达到极大值与极限值得时候，速度的值都是零，这说明此时滑块运行到了左右极限位置，接下来将开始反向运动。
图3-6 滑块加速度与位移关系图3-7 极限位置时加速度值放大图加速度的极值出现在左右极限位置，正方向最大值约为2.45*10^5mm，反向最大值约为-4.3*10^5mm。
因此左右极限位置的时候，加速度最大，随着位移增加，加速度趋向于零，最终在位移为55与57左右的时候变为零。
需要说明一点，图3-6，位移为70mm处，有一个加速度的突变，这个不是模型出错导致的，这个现象产生的原因是，曲柄滑块机构在第一次运动之前，是静止的，这和之后的连续运动的情况有所不同，因此产生了加速度从0到-4.3*10^5mm 的突变。
因此，位移大概在55与57左右的时候，是速度最快的时候，也是加速度为零，发生方向变化的时刻，此时速度由上升趋势变为下降趋势，即由加速变为减速。
4. 匀角加速度输入时系统仿真4.1 系统动力学仿真当输入为匀加速的时候，为求出此时系统的动力学方程，需要对之前的系统位置方程式进行二阶求导才能得到含有加速度的表达式，如下图：{−r2w2sinθ2−r2w22cosθ2−r3w3sinθ3−r3w32cosθ3=r̈1 r2w2cosθ2−r2w22sinθ2+r3w3cosθ3−r3w32sinθ3=0此时，输入连杆2的角加速度α2=θ2为仿真系统的输入量；而α3=θ3，r1为系统输出；位移(r1，θ2，θ3)和速度(r1，θ2，θ3)为已知量。
写成A*x=B的矩阵形式为：(r3sinθ31−r3cosθ30)(α3r1)=(−r2α2sinθ2−r2w22cosθ2−r3w32cosθ3r2α2cosθ2−r2w22sinθ2−r3w32sinθ3)4.2 M函数编写以及Simulink 仿真模型建立根据之前得到的矩阵形式的含有加速度的系统动力学方程式，可以编写如下的M函数来求解加速度：function[x]=compa(u)%u(1)=a2%u(2)=w2%u(3)=w3%u(4)=sita2%u(5)=sita3r2=15;r3=55a=[r3*sin(u(5)) 1;-r3*cos(u(5)) 0];b=[-r2*u(1)*sin(u(4))-r2*u(2)^2*cos(u(4))-r3*u(3)^2*cos(u(5));...r2*u(1)*cos(u(4))-r2*u(2)^2*sin(u(4))-r3*u(3)^2*sin(u(5))];x=inv(a)*b然后建立Simulink动力学模型，将该M函数嵌入，并设置输入角加速度为5rad/s^2，r1（0）=70mm，其他位移和速度的初始值都是0，并且将滑块位移的范围限制在40~70（因为实际系统中滑块位移不可能超过这个范围），该范围设置可以通过双击r1的积分器，在参数里进行修改。
同时，为了进一步得到连杆3转角和位移间的关系，将各个变量的数据通过to workspace模块存储到Matlab工作区之中，然后再编写后续程序得到这两条曲线的双纵坐标图。
Simulink模型如下：图4-1 Simulink动力学模型下图是滑块位移范围上下限设置窗口图4-2 滑块位移范围设置窗口后续数据处理程序，从而得到连杆3转角和位移间的关系，如下:t=tout; %与simulink里的时间变量对应起来a=sita2w3sita3v1r1.data;[ax,h1,h2]=plotyy(t,a(:,3),t,a(:,5),'plot');%在这里要注意，to workspace得到的是1X1数据，因此要转换成正常矩阵，%转换方法是a=sita2w3sita3v1r1.data，这样就可以了%返回该plotyy的纵坐标设置句柄，h1是左纵坐标参数，h2是右纵坐标参数set(get(ax(1),'Ylabel'),'string','连杆3转角/rad');%设置左纵坐标轴的名字set(get(ax(2),'Ylabel'),'string','滑块位移/mm');%设置右纵坐标轴的名字xlabel('t/s');%设置x轴名字set(h1,'Linestyle',':');%设置左纵坐标轴线型text(0.8,0.2,'连杆转角\rightarrow');text(0.1,0.1,'滑块位移\rightarrow');%设置箭头和文字标注的位置4.3 仿真结果分析图4-3 滑块位移与连杆转角双纵坐标图图4-4 连杆转角数据分析从4-3图中可以看出，无论是连杆3转角还是滑块位移，都是进行周期变化，周期大小和曲柄转一周的时间相同，而位移的上下限是之前已经设好的，即40~70。
但由于图4-3并不能看出连杆3转角的范围，因此做了进一步的数据分析，从图4-4可以看出，连杆3转角范围是-0.27~0.27，换算成角度就是-15度~正15度。
此外，从图4-3还可以看出，转角的极值和位移的极值的出现时刻并不相同，位移极值的出现时刻总是比转角极值出现时刻慢。
二悬吊式起重机动力学仿真1、设计任务描述起重机械是现代经济建设中改善物料搬运条件，实现生产过程自动化、机械化，提高劳动生产率不可缺少的物流运输设备。
起重机械是一种空间运输设备，其通过起重吊钩或其他取物装置起升或起升加移动重物。
当起重机起升机构抓举物料在空中移动时，希望物料的空间摆动越小越好。
这样利于物料的准确吊装，保证吊装场地操作工人的安全。
本文以工厂企业中最常用的悬吊式起重机为例，建立起重机的数学模型，得到起重机起重物在垂直方向的偏摆角与起重机小车驱动力之间的关系，分析了起重机在启动、稳定工作和停止时起重物在垂直方向的偏摆情况。