基于MATLAB 的发电机励磁系统的仿真-

合集下载

基于matlab的同步发电机励磁系统仿真分析与调试毕业设计

基于MATLAB的同步发电机励磁系统仿真分析与调试摘要同步发电机为电力系统提供能量，其控制性能的好坏将直接决定电力系统的安全与稳定运行状况。

通过掌握利用MATLAB对励磁控制进行分析和研究的技能，能灵活应用MATLAB的SIMULINK仿真软件，分析系统的性能。

通过使用这一软件工具从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。

文章介绍了MATLAB/Simulink的主要特点、基本模块和功能，分析了同步发电机励磁调节系统的组成及其各个部分原理，建立了基于MATLAB的同步发电机及其励磁调节系统仿真模型，最后建立了以PID和PSS为励磁控制方式的同步发电机励磁调节系统数学模型，在Simulink环境下进行了仿真，收到了很好的效果。

关键词：MATLAB；同步发电机；励磁调节系统；建模；仿真；校正ABSTRACTSynchronous generator is the energy of the power system provider, and its performance will directly determine the quality of power system security and stability in operation. Through mastering the use of MATLAB for analysis of the excitation control and research skills, flexibility SIMULINK of MATLAB simulation software to analyze performance of the system. Through the use of the software tools from the boring red tape out of the computational burden, and more reflection on the nature of the problem used to solve practical production and research issues.The article introduced the main features of the MATLAB/Simulink，the basic module and function，illustrated the composition of synchronous generator excitation system and its principle of every part，established the simulation model of generator from MATLAB and that of generator excitation system，established synchronous generator excitation system mathematical model that is controlled by the way of PID and PSS，simulate it in the environment of Simulink，get pretty good results.Key words: MATLAB；synchronous generator；excitation control system；modeling；simulation；Correction目录1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 MATLAB 软件介绍 (1)1.2.1 MATLAB 软件简介 (1)1.2.2 MATLAB 软件语言特点 (2)1.3 Simulink 介绍 (4)1.3.1 Simulink 简介 (4)1.3.2 Simulink 功能介绍 (4)1.3.3 Simulink 特点介绍 (5)2 同步发电机的励磁系统控制原理 (6)2.1 同步发电机介绍 (6)2.1.1 同步发电机工作原理 (6)2.2 励磁系统概述 (7)2.3 励磁系统的分类 (8)2.3.1 直流励磁机励磁系统 (8)2.3.2 半导体励磁系统 (9)2.3.3 静止励磁机励磁系统 (11)2.4 励磁系统在电力系统中的作用 (12)3 同步发电机励磁系统MATLAB 的建模 (15)3.1 励磁控制系统数学模型[3] (15)3.2 励磁控制系统的传递函数[3] (16)4 励磁控制系统的MATLAB 仿真 (17)4.1 励磁系统的仿真 (17)4.1.1 闭环传递函数 (17)4.1.1.1 闭环传递函数模型 (17)4.1.1.2 求阶跃响应 (18)4.1.2 开环传递函数 (18)4.1.2.1 开环传递函数模型 (18)4.1.2.2 根轨迹图设计器 (19)4.2 Simulink 求阶跃响应 (21)4.2.1 阶跃响应的暂态指标 (22)5 励磁控制系统的校正 (23)5.1 校正的概念 (23)5.2 校正的分类 (23)5.3 PID 对励磁系统的仿真 (23)5.4 励磁系统稳定器（PSS）对系统的校正 (25)5.5 PID 校正和PSS 校正的分析比较 (27)6 总结 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录 (31)附录A 计算暂态指标的程序1 (31)附录B 计算暂态指标的程序2 (33)1 绪论1.1 引言同步发电机是电力系统的能量提供者, 供给同步发电机励磁电流的电源及其附属设备统称为励磁系统。

基于matlab的永磁同步电机调速系统的仿真

摘要本文首先介绍了永磁同步电机的国内外发展状况，然后介绍了永磁同步电机的结构及原理，接着建立了永磁同步电机的数学模型，并在此基础上用MATLAB 进行了仿真，最后进行了仿真及仿真结果的分析。

永磁同步电机是具有非线性、强耦合性、时变性的系统，在运行过程中会受到负载扰动等多因素影响。

以往研究永磁同步电机的做法是在硬件上搭建一个平台进行模拟，但是这样在做实验中难免会造成一些损失，而且硬件上的反馈会比较长研究周期长。

目前在国内外关于永磁同步电机调速系统的研究现状上来讲，基于MATLAB环境下仿真模型的构建下进行研究，这可极大的缩短研究周期和研究成本。

在利用MATLAB仿真模型研究永磁同步电机时，我们可以把那些扰动因数做成模拟信号给予模型，这样可以准确的定性分析实验得出结论。

关键字：永磁同步电机，空间矢量调制，MATLAB仿真，数学模型。

ABSTRACTIn the first, this paper introduces the domestic and international development status of Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM), gives a explanation about its basictheory, structure. Then it builds a mathematical model, and uses MATLAB to simulate that model.The PMSM is a nonlinear, strong-coupling and time-varying system, so in the operation process, it will be influenced by many factors such asload disturbance. Therere, it is necessary to take action when researching the control method of PMSM. The former research method is setting up a platform on hardware to perform experimensbut it is undesirable, because it often cause some loss, and the feedback cycle is longer than research cycle. As fordomestic and international current situation on the research of PMSM, it is obvious that researching under the simulation model created by MATLAB could greatly reduce the cost and cycle of researchment. When using MATLAB to build simulation model on the research of PMSM, we can transform these disturbance factors into analog signal, making a qualitative analysis to draw conclusions from them.Keywords：PMSM, SVPWM, MATLAB simulation, mathmatical model目录摘要 (I)ABSTRACT .............................................. I I 目录............................................... I II 第一章绪论 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究的目的及意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 国内研究历史及现状 (2)1.2.2 国外研究现状及趋势 (2)1.3 本文的主要内容 (3)第二章永磁同步电机调速系统的结构和数学模型 (5)2.1 引言 (5)2.2 永磁同步电机调速系统的结构 (5)2.3 永磁同步电机调速系统的数学模型 (6)2.3.1 PMSM在ABC坐标系下的磁链和电压方程 (6)坐标系下的磁链和电压方程 (8)2.3.2 PMSM在02.3.3 PMSM在dq0坐标系下的磁链和电压方程 (9)2.4 永磁同步电机的控制策略 (11)2.5 本章小节 (12)第三章永磁同步电机矢量控制及空间矢量脉宽调制 (14)3.1 引言 (14)3.2 永磁同步电动机的矢量控制 (14)3.3 空间矢量脉宽调制概念 (15)3.4 SVPWM模块的建立 (17)3.5 本章小结 (23)第四章基于Matlab的永磁同步调速系统仿真模型的建立 (24)4.1 引言 (24)4.2 MATLAB软件的介绍 (24)4.3永磁同步电机调速系统整体模型的建立 (25)4.4仿真参数调试及结果分析 (28)4.5本章小结 (29)第五章总结与展望 (30)5.1全文总结 (30)参考文献 (31)致谢 (33)第一章绪论1.1 研究背景及意义1.1.1 研究背景随着电力电子技术、微电子技术和现代电机控制理论的发展，交流调速系统逐步具备了宽调速范围、高稳速精度、快速动态响应及四象限运行等良好的技术性能，交流调速系统应用越来越广泛。

基于MATLAB的同步发电机励磁系统仿真研究

参考文献：
案例：设置同步发电机在１５秒时刻出线首端发生三相短路故障，研究励磁系统在发电机三相短路故障过渡过程中的调节作用。由图３－１可以看出，当同步发电机１５ｓ时刻出线首端突然发生三相短路时的励磁电压Ｖｆｌ快速上升到最大电压值５，这说明了励磁系统在三相短路瞬态进行了强励调节来阻止机端电压迅速跌落。另外，还可以看出励磁电流ｌｆｄ的波形出现了振
ＤＯＩ：１０．１６６４０／｝．ｃｎｋｉ．３７ — １２２２／ｔ．２０１７．０２．１５０
１引言
同步发电机作为电网能最的注入者而注定成为电网中的重要元件，其运行性能好坏将直接关系到整个电力系统是否能够保持安全稳定运行 ” ，同步发电机的合理控制为此显得颇为重要。虽然调节机械功率和励磁电压是发电机控制的最主要的两个方法，但是由于调节机械功率需要调整过程缓慢的调速器，因此在研究励磁系统的控制时可一 Nhomakorabea，
２仿真模型
一
本文为了重点研究励磁系统对发电机暂态稳定的影响而简化了电力系统模型，在ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｔｄｉｎｋ环境下构建如图１所示的单机一无穷大系统仿真模型。
一～
荡现象，这是由于励磁电压的剧烈变化导致，说明励磁系统调节过程有可能引：Ｆ＝＝＝＝＝■—— 二＝：＝＝＝＝＝＝＝＝＝］发系统振荡。ｌｎ＾ｎ＾ｊ１～，一 — ＿ｖ …… — — 一一 — 一＿＿由图３ — ２和图ｔ３ — ３还可以看出，发电机出口发生三相短路瞬间时功角同样发生了振荡现象，图３ — ２三相短路时转速、功角与有功输出机端电压大减，输出的有功Ｐｅｏ猛减后开始波动，１５．１ｓ时刻故障消失，在励磁系统强励调节作用下输出的有功Ｐｅｏ在机端电压恢复后也很快恢复了正常值；机端线电压Ｖｔ在１５ｓ时刻因为短路故障而由额定值１陡图３ — ３三相短路时机端电压降至Ｏ．４，之后由于强励的启动，机端线电压Ｖｔ不再急剧下降，而是开始在０．３附近减幅波动，１５．１ｓ时刻故障消失后机端线电压Ｖｔ在强励作用下迅速恢复到额定值１。转子转速ｗ在短路时由于发电机负载大减，因此开始加速，在强励的作用下才被控制住，由于惯性较大经１５ｓ时间减幅波动才稳定在额定值１。

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。

基于MATLAB GUI的永磁同步发电机仿真平台

ｌ仿真平台构成
ＧＵＩ仿真平台界面，由四个选择面板：故障
类型、护措施、型参数修改和坐标显示类型保模
ｏｅｅｎｄｔｄｕｄｒｔｅｐａｆｒｗｈｃｓｕｅｕｐｎｄａｄｅｉｎｅｌｔｏｍ，ｉｈｗａｓｆｌｎｅｈｉ
ＳｎＪａｚｏｇＳａｇＹｎｎｕｉｎｈｎｈｎａａ
ＤａｉｎＵｎｖｒｉｆｅｈｏｏｙｌａｉｅｓｔｏｃｎｌｇｙＴ
摘
要：基于ＭＡＬＴＡＢ的可视化编程（ＧＵＩ技术，）
ｌｋ型无关。ｉ模ｎ
ｔｅｆｌｓｏｔｅｔａｈｎ，ｘｅｉｎｎｎｉｅｒｎ．ｈｅｄｆｈｃｉｇｅｐｒｍｅｔｄｅｇｎｅｉｇｉｅａ
Ｋｅｗｏｒｓ：ＭＡＴＬＡＢ）ｙ－ｄ＇ＩＰｅｍａｎｔＭａｎｅｙｎ－ＧＵｒｎｅｇｔＳ
Ａｂｓｒｃ：Ｐａｆｒｆｒｔｅｓｍｕａｉｎｏｅｍａｅｔｔａｔｌｔｏｍｏｈｉｌｔｏｆｐｒｎｎ
ｍａｎｅｙｎｃｒｎｏａｈｉｓｗａｓｇｎｅａｅｈｅｇｔｓｈｏｕｓｍｃｎｅｓｄｅｉｄｂｓｄｏｎｔ
并能间接打开Ｓｍｕｉｋ型和Ｆｇｒ窗１以用于进一步ｉｌ模ｎｉｕｅ５１修改编辑，具有很强的教学、实验和工程研究价值。关键词：ＴＬ／永磁同步发电机ＭＡＡＢＧｕＩ
Байду номын сангаас真

基于MATLAB的励磁控制系统仿真分析

基于MATLAB的励磁控制系统仿真分析摘要：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。

同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。

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，并对其进行了基于MATLAB的励磁控制系统仿真分析。

关键字：同步发电机；励磁控制系统；MATLAB建模；PID控制；模糊控制1发电机励磁系统的作用维持发电机或其他控制点(例如发电厂高压侧母线)的电压在给定水平维持电压水平是励磁控制系统的主要的任务，有以下 3 个主要原因：第一，保证电力系统运行设备的安全。

电力系统中的运行设备都有其额定运行电压和高运行电压。

保持发电机端电压在容许水平上，是保证发电机及电力系统设备安全运行的基本条件之一，这就要求发电机励磁系统不但能够在静态下，而且能在大扰动后的稳态下保证发电机电压在给定的容许水平上。

发电机运行规程规定，大型同步发电机运行电压不得高于额定值的 110％。

第二，保证发电机运行的经济性。

发电机在额定值附近运行是经济的。

如果发电机电压下降，则输出相同的功率所需的定子电流将增加，从而使损耗增加。

规程规定大型发电机运行电压不得低于额定值的 90％；当发电机电压低于 95％时，发电机应限负荷运行。

其他电力设备也有此问题。

第三，提高维持发电机电压能力的要求和提高电力系统稳定的要求在许多方面是一致的。

励磁控制系统对静态稳定、动态稳定和暂态稳定的改善，都有显著的作用，而且是为简单、经济而有效的措施。

2同步发电机励磁系统建模2.1 发电机模型和励磁系统同步发电机是电力系统中物理过程最复杂的的元件，既有机械运动过程又有电磁暂态过程，并且包含变量众多。

基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法

基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法摘要：永磁同步电机是一种高效率、高可靠性的电机，被广泛应用于各种工业和商业领域。

为了实现永磁同步电机的精确控制，需要建立一个完备的控制系统，通过控制系统对电机进行控制。

本文基于matlab平台，介绍了永磁同步电机控制系统的建模方法和仿真方法，帮助读者深入了解永磁同步电机控制系统的原理和实现方法。

关键词：永磁同步电机；控制系统；建模；仿真正文：一、永磁同步电机的基本原理永磁同步电机是一种特殊的交流电机，其转子上固定有永磁体，因此具有高效率、高功率密度、高转速、高精度控制等优点。

在永磁同步电机的控制系统中，通常采用矢量控制方式，以实现对电机的精确控制。

二、永磁同步电机控制系统的建模方法为了实现对永磁同步电机的精确控制，需要建立一个完备的控制系统。

在matlab平台上，可以使用Simulink工具箱快速构建永磁同步电机的控制系统。

1. 建立电机模型在Simulink中，使用Simscape Electrical工具箱，可以快速建立永磁同步电机的电路模型。

在建立电机模型时，需要设置电机的参数，如电感、电阻、永磁体磁通等。

2. 建立控制系统模型在建立控制系统模型时，需要考虑控制策略、控制器类型、控制器参数等因素。

常用的控制策略包括速度环控制、电流环控制、位置环控制等。

在控制器类型方面，常用的控制器包括PID控制器、模糊控制器、神经网络控制器等。

其中，PID控制器是最常用的控制器类型之一，具有简单易用、性能稳定等优点。

3. 建立仿真模型在建立仿真模型时，需要将电机模型和控制系统模型进行连接，并设置仿真参数，如仿真时间、仿真步长等。

通过仿真模型，可以对永磁同步电机控制系统进行性能分析、控制策略优化等。

三、永磁同步电机控制系统的仿真方法在建立永磁同步电机控制系统的仿真模型后，可以通过仿真方法对电机的性能进行分析和优化。

1. 性能分析通过仿真模型，可以分析电机的速度响应、转矩响应、电流响应等性能指标。

基于MATLAB的励磁控制系统仿真实验设计

基于MATLAB的励磁控制系统仿真实验设计
刘兴杰;田建设;朱洪波
【期刊名称】《电气电子教学学报》
【年(卷),期】2003(025)004
【摘要】分析了当前所采用的励磁调节器实验设备存在的不足,介绍了仿真软件MATLAB及其在电力系统仿真中的应用.在MATLABSimulink下设计了基于机端电压的模糊励磁调节器、神经网络励磁调节器和PID励磁调节器,通过仿真结果比较显示了智能控制的优越性.又设计的基于多变量线性及非线性励磁调节器,并在PSB下将其用于单机一无穷大系统进行了仿真实验.通过所设计的仿真实验显示了MAT-LAB不仅可以弥补当前实验中的不足,而且可以改善实验效果、提高教学质量.
【总页数】3页(P48-50)
【作者】刘兴杰;田建设;朱洪波
【作者单位】华北电力大学,电力工程系,河北,保定,071003;华北电力大学,电力工程系,河北,保定,071003;华北电力大学,电力工程系,河北,保定,071003
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.基于Matlab的过程控制系统仿真实验设计 [J], 王茜;陈国达;李孝禄
2.基于Matlab的单闭环直流调速系统仿真实验设计 [J], 尚丽;陈杰
3.基于模糊PID控制的同步发电机励磁控制系统仿真研究 [J], 金岫;邓志良;张鸿鸣
4.MATLAB与控制系统仿真实验设计 [J], 胡长晖
5.基于MATLAB的数字基带传输系统仿真实验设计 [J], 李蕾;杜岩
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真

基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的快速发展，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的调速性能，在电动汽车、风力发电、机器人和工业自动化等领域得到了广泛应用。

然而，PMSM的高性能运行依赖于先进的控制系统，其中矢量控制（Vector Control, VC）是最常用的控制策略之一。

矢量控制，也称为场向量控制，其基本思想是通过坐标变换将电机的定子电流分解为与磁场方向正交的两个分量——转矩分量和励磁分量，并分别进行控制，从而实现电机的高性能运行。

这种控制策略需要对电机的动态行为和电磁关系有深入的理解，并且要求控制系统能够快速、准确地响应各种工况变化。

MATLAB/Simulink/SimPowerSystems是MathWorks公司开发的一套强大的电力系统和电机控制系统仿真工具。

通过Simulink的图形化建模环境和SimPowerSystems的电机及电力电子元件库，用户可以方便地进行电机控制系统的建模、仿真和分析。

本文旨在介绍基于MATLAB/Simulink/SimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真方法。

将简要概述永磁同步电机的基本结构和运行原理，然后详细介绍矢量控制的基本原理和坐标变换方法。

接着，将通过一个具体的案例，展示如何使用Simulink和SimPowerSystems进行永磁同步电机矢量控制系统的建模和仿真，并分析仿真结果，验证控制策略的有效性。

将讨论在实际应用中可能遇到的挑战和问题，并提出相应的解决方案。

通过本文的阅读，读者可以对永磁同步电机矢量控制系统有更深入的理解，并掌握使用MATLAB/Simulink/SimPowerSystems进行电机控制系统仿真的基本方法。

基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真

基于Matlab电力变压器励磁涌流的分析和仿真宁德师范学院论文(设专业指导教师学生学号题目) 毕业计目录1 变压器空载合闸励磁涌流产生机理 (1)1.1 变压器励磁涌流的定义 (1)1.2 变压器励磁涌流产生的原因 (1)2 变压器空载合闸物理过程分析 (1)2.1 单相变压器的涌流分析 (1)2.2 三相变压器的涌流分析 (4)2.3 励磁涌流的影响及抑制措施 (5)3 变压器励磁涌流的仿真 (5)3.1 变压器仿真模型构建 (5)3.3 励磁涌流仿真结果的分析 (6)3.4 励磁涌流与短路电流比较 (8)4 结束语........................................................................................................................ (8)参考文献........................................................................................................................ (9)基于Matlab的三相变压器励磁涌流仿真分析摘要：阐述了变压器空载合闸时励磁涌流产生的机理，在单相变压器空载合闸的理论基础上，运用Matlab电气系统模块库构建仿真模型，对三相双绕组变压器空载合闸的过程进行仿真及分析。

对不同状态下的励磁涌流做进一步分析，分析结果和理论分析相吻合，验证了仿真的有效性。

关键词：变压器；Matlab；励磁涌流1 变压器空载合闸励磁涌流产生机理1.1 变压器励磁涌流的定义通常在正常运行的变压器中的励磁电流非常小，大约仅有额定电流的3%~8%，而大型电力变压器的励磁[1]涌流还不足额定电流的1%，如此小的励磁涌流并不足以破坏电力系统的稳定性。

因为变压器本身的铁芯材料呈非线性特性，并附带磁通饱和特性，导致在空载合闸的瞬间，会产生很大的冲击电流，该值可达额定电[2]流的3~4倍，是正常空载运行电流的几十倍甚至百倍以上。

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。

基于MATLAB 的发电机励磁系统的仿真-

3. 修改稿（经、管、文法类专业）按顺序装订成一本。
4.《毕业设计(论文)成绩评定册》一份。
5．论文电子文档[由各学院收集保存]。
学生送交全部文件日期学生（签名）
指导教师验收（签名）
基于MATLAB的同步发电机励磁系统的仿真
摘要
同步发电机是电力系统的能量提供者，它的控制性能的好坏将直接决定电力系统的安全与稳定运行状况。通过掌握利用 MATLAB 对励磁控制进行分析和研究的技能，能灵活应用 MATLAB 的 SIMULINK 仿真软件，分析系统的性能。通过使用这一软件工具从繁琐枯燥的计算负担中解脱出来，而把更多的精力用到思考本质问题和研究解决实际生产问题上去。
Key words: MATLAB；synchronous generator； excitation control system；
modeling； simulation
目录
1 绪论......................................................................................................... - 1 1.1 引言.................................................................................................... - 1 1.2 MATLAB软件介绍 ......................................................................... - 1 1.2.1 MATLAB软件简介 .............................................................. - 1 1.2.2 MATLAB软件特点 ................................................................. - 2 1.3 Simulink简介...................................................................................... - 3 -

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

基于MATLAB的发电机仿真实验

基于MATLAB的发电机仿真实验实验目的1.学习运用matlab软件对发电机进行仿真短路试验。

2.对系统的稳态运行、单相短路、两相短路、三相短路进行比较分析。

3.对系统并网状态进行分析。

实验内容用matlab软件搭建一个发电机与负荷小系统模型，仿真各种短路情况并对结果做进一步分析。

实验步骤一、熟悉原件熟悉matlab中simulink、simmechanics、simpowersystems等要用到的主要模块。

了解模块中的各个原件。

二、建立模型单机系统仿真图（并网前）（并网后）三、选择模块1.从simpowersystems-machines中找到发电机simplified synchronous machine si units元件并复制到电路图中，双击发电机元件，进行参数设置如下：2.从simulink-sources选择常数发生器constant元件，并复制到电路图中，设置机械功率值为700e6，设置电压幅值为156e3。

3.从Simpowersystems-measurements选择三相电压-电流测量three-phase v-i measurement元件，并复制到电路图中，设置参数如下：4.从Simpowersystems-elements中选择传输线路distributed parameters line元件，并复制到电路图中，设置参数如下：（线路1与线路2设置参数相同）5.从Simpowersystems-elements中选择三相电路短路故障发生器three-phase fault元件，并复制到电路图中，参数设置如下：6.从Simpowersystems-elements中选择三相断路器three-phase breaker元件，并复制到电路图中，参数设置如下：7.从Simpowersystems-elements中选择三相变压器three-phase transformer(two windings)元件，并复制到电路图中，参数设置如下：8.从Simpowersystems-elements中选择三相串联rlc负载three-phase series rlc load元件，并复制到电路图中，参数设置如下：9.从Simpowersystems-measurements中选择multimeter，并将它们复制到电路图中。

基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法

基于matlab永磁同步电机控制系统建模仿真方法永磁同步电机是一种高效率、高功率密度的电机，因此在工业界和汽车行业中得到了广泛的应用。

为了控制永磁同步电机的速度和位置，需要使用电机控制系统。

本文旨在介绍基于matlab的永磁同步电机控制系统建模仿真方法。

一、永磁同步电机的基本原理
永磁同步电机的基本原理是通过交流电源供电，产生旋转磁场，使电机转子跟随磁场旋转。

永磁同步电机的转矩与磁场的相对位置有关，因此需要控制磁场的位置和大小来控制电机的速度和位置。

二、永磁同步电机的控制系统
永磁同步电机的控制系统通常包括电机驱动器、控制器和传感器。

电机驱动器将交流电源转换为直流电源，控制器使用反馈控制算法控制磁场的位置和大小，传感器用于测量电机的速度和位置信息。

三、建模仿真方法
1.建立电机模型
首先需要建立永磁同步电机的模型，包括电机参数、电机方程和转子位置的方程。

可以使用matlab工具箱中的仿真工具箱来建立电机模型。

2.设计控制器
根据电机模型，设计控制器的反馈控制算法。

常用的控制算法包括PID控制、模型预测控制等。

3.编写仿真程序
根据电机模型和控制器设计结果，编写仿真程序，模拟电机运行过程。

可以通过matlab的仿真工具箱来实现。

4.仿真结果分析
通过仿真结果，可以评估控制器的性能，如速度和位置控制精度等。

根据评估结果，可以调整控制器参数，优化电机控制系统的性能。

综上所述，基于matlab的永磁同步电机控制系统建模仿真方法可以帮助工程师更好地理解和优化电机控制系统的性能，提高电机的效率和稳定性。

基于MATLAB的同步发电机PSS与励磁系统仿真

总第262期2011年第8期计算机与数字工程Co mputer&Dig ital Eng ineeringV ol.39N o.862基于MATLAB的同步发电机PSS与励磁系统仿真*张伟1),2)余莉1)刘玉娟1),2)周浩南1)(南京信息工程大学信控学院1)南京210044)(河海大学能源与电气学院2)南京210098)摘要在分析同步发电机励磁控制系统模型的基础上,研究了以电力系统稳定器(Po wer System Stabilizer-P SS)为辅助控制的同步发电机励磁控制方式,并基于M A T L A B/SIM U LI NK构建了包含P SS的励磁控制系统的仿真模型。

根据仿真结果分析在电力系统出现不同故障(三线短路以及断线故障)情况下带有PSS的励磁控制系统的控制性能,并与不加载P SS的励磁系统进行了比较,得到了在同步机励磁系统中加载PSS的必要性,为励磁系统的设计提供了依据。

关键词M A T L A B;同步发电机;励磁控制系统;P SS中图分类号T P391Synchronous Generator Excitation Systemwith PSS Simulation Based on MA TLABZ h ang W ei1),2)Y u L i1)L iu Y ujuan1),2)Z hou Hao nan1)(Co llege of I nfo rmatio n and Co nt rol,N anjing U niver sity o f Info rmation Sciences&T echnolo gy1),Nanjing210044) (Co llege of Energ y and Electrical Eng ineering,H ohai U niv ersity2),Nanjing210098)Abstract T he paper study t he pow er system stabilizer(PSS)fo r the aux iliary co nt rol of the sy nchro no us g ener ator ex-citatio n co nt rol on the base of the analy sis of synchronous g ener ator ex citation contr ol system model.A nd the ex citatio n con-tro l sy stem simulation model including P SS is established based on M A T L A B/SIM U L IN K.By setting pow er sy stem fault such as the three phase shor t circuit and disconnection fault to analysis the ex citatio n contro l system p contr ol perfo rmance w ith P SS accor ding to the simulatio n results,and compar e the r esult w ith t he excitat ion sy st em w ithout PSS.At last obtained the necessity o f loading PSS in the sy nchro no us machine excitation system,and pr ov ided t he basis for t he desig n o f ex citatio n system.Key Words M A T L AB,sy nchro no us g ener at ors,excitat ion contro l system,PSSClass Numb er T P3911引言随着电力工业改革的不断完善,以大机组、超高压为特点的大规模电力系统迅速发展,形成大系统、大电网、超高压、重负荷、大区联网和交直流联合输电等特点,加上分布式能源的日新月异,改善电力系统运行的安全稳定性成为日趋重要和紧迫的课题[1~2],所以提高电力系统运行的稳定性一直是人们关注的热点。