电气传动课程设计-simulink-仿真
SIMULINK仿真
后面的每一列对应每一个输入端口,矩阵的第一行表示某 一时刻各输入端口的输入状态。另外,也可以把矩阵分开 来表示,即MATLAB默认的表示方法[t,u],其中t是一维 时间列向量,表示仿真时间,u是和t长度相等的n维列向 量(n表示输入端口的数量),表示状态值。例如,在命 令窗口中定义t和u:
条件执行子系统分为
1.使能子系统
使能子系统表示子系统在由控制信号控制时,控制信号由 负变正时子系统开始执行,直到控制信号再次变为负时结 束。控制信号可以是标量也可以是向量。
建立使能子系统的方法是:打开Simulink模块库中的Ports & Subsystems模块库,将Enable模块复制到子系统模型 中,则系统的图标发生了变化。
阵、结构和包含时间的结构3种选择。“Limit data points to last”用来限定保存到工作空间中 的数据的最大长度。 输出选项(Output options)有: ① Refine output(细化输出) ② Produce additional output(产生附加输出) ③ Produce specified output only(仅在指定 的时刻产生输出)
4.1 初识Simulink—— 一个简单的仿 真实例
在MATLAB的命令窗口输入Simulink,或单击MATLAB主 窗口工具栏上的“Simulink”命令按钮即可启动Simulink。 Simulink启动后会显示如图4.1所示的Simulink模块库浏览 器(Simulink Library Browser)窗口。
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电气传动控制系统课程设计解密版-电气传动控制系统
电气传动控制系统课程设计解密版|电气传动控制系统电气传动控制系统课程设计一、引言 MATLAB作为一个强大的数学及仿真软件,在科研与工程中被广泛使用。
对于我们自动化系的学生而言,不论是专业发展、学术科研还是今后参加工作,认真学习MATLAB都是有很大必要的。
利用MATLAB/Simulink验证“直流电动机转速/电流双闭环PID控制方案”可以熟悉MATLAB以及Simulink的使用方法,并掌握利用MATLAB分析控制系统性能的技巧。
二、实验原理与建模 1.系统建模 (1) 额定励磁下的直流电动机的动态数学模型图1给出了额定励磁下他励直流电机的等效电路,其中电枢回路电阻R和电感L包含整流装置内阻和平波电抗器电阻与电感在内,规定的正方向如图所示。
图1 直流电动机等效电路由图1可列出微分方程如下:(主电路,假定电流连续)(额定励磁下的感应电动势)(牛顿动力学定律,忽略粘性摩擦)(额定励磁下的电磁转矩)定义下列时间常数:——电枢回路电磁时间常数,单位为s;——电力拖动系统机电时间常数,单位为s;代入微分方程,并整理后得:式中,——负载电流。
在零初始条件下,取等式两侧得拉氏变换,得电压与电流间的传递函数(1)电流与电动势间的传递函数为(2) a) b) c) 图 2 额定励磁下直流电动机的动态结构图 a) 式(1)的结构图 b)式(2)的结构图 c)整个直流电动机的动态结构图 (2) 晶闸管触发和整流装置的动态数学模型在分析系统时我们往往把它们当作一个环节来看待。
这一环节的输入量是触发电路的控制电压Uct,输出量是理想空载整流电压Ud0。
把它们之间的放大系数Ks看成常数,晶闸管触发与整流装置可以看成是一个具有纯滞后的放大环节,其滞后作用是由晶闸管装置的失控时间引起的。
下面列出不同整流电路的平均失控时间:表 1 各种整流电路的平均失控时间(f=50Hz)整流电路形式平均失控时间Ts/ms 单相半波 10 单相桥式(全波) 5 三相全波 3.33 三相桥式,六相半波1.67 用单位阶跃函数来表示滞后,则晶闸管触发和整流装置的输入输出关系为按拉氏变换的位移定理,则传递函数为(3)由于式(3)中含有指数函数,它使系统成为非最小相位系统,分析和设计都比较麻烦。
基于Simulink的简单电力系统仿真【范本模板】
实验六 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验目的1) 熟悉Simulink 的工作环境;2) 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用;3) 掌握在Simulink 的工作环境中建立简单电力系统的仿真模型实验内容输电线路电路参数建模时采用电力系统分析中常用的π型等值电路,搭建如图1所示的一个简单交流单相电力系统,在仿真进行中,负载通过断路器切除并再次投入。
π型等值电路具体元件参数如下:Ω=2.5R ,H L 138.0=,F C C μ967.021==.π型等值电路图1 简单电力系统仿真示意图1) 在Simulink 中建立简单交流单相电力系统模型,并进行仿真,观测负载电流和输电线路末端电压;2) 结合理论知识分析上述观测信号变化的原因;3) 比较不同功率因数,如cos φ=1、cos φ=0。
8(感性)、cos φ=0。
8(容性)负载条件下的仿真结果实验原理与方法1、系统的仿真电路图实验步骤根据所得建立模型,给定参数,得到仿真结果cosφ=1cosφ=0。
8(感性)cosφ=0.8(容性)实验结果与分析cosφ=1cosφ=0.8(感性)cosφ=0。
8(容性)仿真结果分析(1)在纯阻性负载电路中,电压相位与电流相位相同;与感性负载相比,断路器重新闭合后电流没有额外的直流分量.(2)在感性负载中,电压相位超前电流相位;断路器重新闭合时,交变的电流瞬间增加了一个直流分量,随后逐渐减小.(3)在容性负载中,电压相位滞后于电流相位;断路器重新闭合时,电流瞬间突变至极大;与感性负载和纯阻性负载相比,断路器断开时的末端电压由于有电容放电作用,电压波形畸变很小。
(4)当断路器断开时,线路断路,电流突变为0,但电压行波仍在进行,因此在末端能够测量到连续的电压波形,但断路器断开对电压波形造成了影响,产生了畸变。
这是由于能量是通过电磁场传递的,线路断开时电压继续向前传递。
总括:L和C对输出波形振荡的频率和幅度影响程度不同,当变化相同幅度时,电容对振荡频率和幅度的影响要比电感的大.感想:Matlab中Simulik通过拖拉建模方式对电路进行仿真,具有快捷、方便、灵活的特点。
simulink的电力系统仿真实验原理
simulink的电力系统仿真实验原理电力系统仿真实验原理:电力系统仿真实验是利用Simulink软件对电力系统进行建模、仿真和分析的过程。
该实验主要包括如下几个步骤:1. 建立电力系统模型:在Simulink环境中,根据实际电力系统的结构和特性,利用各种电力元件如发电机、变压器、传输线路、负荷等构建电力系统模型。
可以根据具体需要设置不同的电路参数和拓扑结构,以便对各种电力系统问题进行仿真分析。
2. 设定仿真参数:根据实验要求,设定仿真的时域范围、仿真步长以及模型的输入和输出要求。
例如,可以设定仿真时间为几百毫秒或几秒钟,仿真步长为毫秒级别,以获取系统各个节点的电压、电流等参数。
3. 添加模型控制器:根据需要,可以在模型中添加各种控制器如PID控制器、调速器等,以实现对电力系统的调节和控制。
控制器的参数可以根据实验要求进行设定和调整,以达到理想的控制效果。
4. 进行仿真实验:单击Simulink软件中的"运行"按钮,系统便开始进行仿真计算。
Simulink根据所设定的仿真参数和模型的输入,采用数值计算方法对电力系统进行仿真计算,并输出各个节点的电压、电流等参数。
仿真的过程也可以通过实时仿真功能进行可视化展示。
5. 分析仿真结果:根据仿真结果,可以对电力系统的运行情况进行分析和评估。
例如,可以分析系统的稳定性、安全性、损耗情况等。
如果仿真结果与实际情况存在差异,可以进一步调整电力系统模型和仿真参数,以提高仿真的准确性。
通过Simulink软件的电力系统仿真实验,可以有效地分析和解决实际电力系统中的问题。
同时,仿真实验也为电力系统的运行和优化提供了可靠的依据,减少了实验成本和风险。
实验四-SIMULINK仿真模型的建立及仿真
实验四 SIMULINK仿真模型的建立及仿真(一)一、实验目的:1、熟悉SIMULINK模型文件的操作。
2、熟悉SIMULINK建模的有关库及示波器的使用。
3、熟悉Simulink仿真模型的建立。
4、掌握用不同的输入、不同的算法、不同的仿真时间的系统仿真。
二、实验内容:1、设计SIMULINK仿真模型。
2、建立SIMULINK结构图仿真模型。
3、了解各模块参数的设定。
4、了解示波器的使用方法。
5、了解参数、算法、仿真时间的设定方法。
例7.1-1 已知质量m=1kg,阻尼b=2N.s/m。
弹簧系数k=100N/m,且质量块的初始位移x(0)=0.05m,其初始速度x’(0)=0m/s,要求创建该系统的SIMULINK 模型,并进行仿真运行。
步骤:1、打开SIMULINK模块库,在MATLAB工作界面的工具条单击SIMULINK图标,或在MATLAB指令窗口中运行simulink,就可引出如图一所示的SIMULINK模块浏览器。
图一:SIMULINK模块浏览器2、新建模型窗,单击SIMULINK模块库浏览器工具条山的新建图标,引出如图二所示的空白模型窗。
图二:已经复制进库模块的新建模型窗3、从模块库复制所需模块到新建模型窗,分别在模块子库中找到所需模块,然后拖进空白模型窗中,如图二。
4、新建模型窗中的模型再复制:按住Ctrl键,用鼠标“点亮并拖拉”积分模块到适当位置,便完成了积分模块的再复制。
5、模块间信号线的连接,使光标靠近模块输出口;待光标变为“单线十字叉”时,按下鼠标左键;移动十字叉,拖出一根“虚连线”;光标与另一个模块输入口靠近到一定程度,单十字变为双十字;放开鼠标左键,“虚连线”变变为带箭头的信号连线。
如图三所示:图三:已构建完成的新模型窗6、根据理论数学模型设置模块参数:①设置增益模块<Gain>参数,双击模型窗重的增益模块<Gain>,引出如图四所示的参数设置窗,把<Gain>增益栏中默认数字改为2,单击[OK]键,完成设置;图四:参数已经修改为2的<Gain>增益模块设置窗②参照以上方法把<Gain1>增益模块的增益系数改为100;③修改求和模块输入口的代数符号,双击求和模块,引出如图五所示的参数设置窗,把符号栏中的默认符号(++)修改成所需的代数符号(--),单击[OK]键,完成设置;图五:改变输入口符号的求和模块参数设置窗④对积分模块<Integrator1>的初始状态进行设置:双击积分模块<Integrator1>,引出如图六所示的参数设置窗,把初始条件Initial condition 栏中的默认0初始修改为题目给定的0.05,单击[OK]键,完成设置。
simulink 电力系统仿真教材
simulink 电力系统仿真教材Simulink是一种基于MATLAB的仿真环境,可用于电力系统的建模和仿真。
它提供了电力系统各个组件的建模模块,以及连接这些模块的连线,使得用户可以通过简单的拖拽和连接来建立一个完整的电力系统仿真模型。
在Simulink中,用户可以设置各个组件的参数,并对整个系统进行仿真和分析。
电力系统仿真可以帮助工程师们更好地理解和研究电力系统的运行和性能。
通过仿真,我们可以模拟各种工况下的电力系统运行情况,从而评估系统的稳定性、可靠性和安全性。
同时,仿真还能够辅助设计和优化电力系统,帮助我们更好地理解系统的动态行为和特性。
一本优秀的电力系统仿真教材应该包括以下内容:1.电力系统基础知识:教材应该首先介绍电力系统的基本概念和原理,包括电力系统的组成、拓扑结构和运行原理等。
这部分内容可以通过简单的文字和图表来阐述,以帮助读者理解电力系统的基本工作原理。
2. Simulink基础知识:由于Simulink是电力系统仿真的主要工具,教材还应该介绍Simulink的基本知识,包括如何安装和使用Simulink软件,以及Simulink的基本操作和组件库等。
教材可以通过简单的实例来演示Simulink的基本功能和特点。
3.电力系统建模和仿真:教材应该详细介绍如何在Simulink中建立电力系统的仿真模型,包括电网传输线、发电机、变压器、负载等各个组件的建模方法和参数设置。
教材可以通过具体的案例来演示建模的过程,以帮助读者理解如何将实际的电力系统转化为Simulink模型。
4.仿真结果分析:教材应该指导读者如何对仿真结果进行分析和评估,包括系统的稳定性、功率流分布、电压稳定性等方面的分析。
教材可以介绍一些常用的分析工具和方法,并通过具体的案例来演示分析的过程。
5.实际应用和案例:教材应该提供一些实际的电力系统案例,以帮助读者将仿真结果应用于实际工程中。
这些案例可以包括电力系统的稳态和暂态分析、电力系统的稳定控制和调度等方面的应用。
simulink电力电子课程设计
simulink电力电子课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子器件的基本原理及Simulink环境下电力电子电路的建模方法;2. 掌握Simulink中电力电子模块的使用和参数设置,能够构建简单的电力电子变换器模型;3. 学会分析电力电子电路的静态和动态特性,理解仿真结果与实际电路之间的关系。
技能目标:1. 能够运用Simulink软件设计基本的电力电子电路,进行仿真实验,并对结果进行分析;2. 培养学生利用仿真工具解决实际电力电子问题的能力;3. 提高学生团队协作和沟通表达的能力,通过小组讨论,共同完成课程设计任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术的兴趣,激发学生主动探索和创新的热情;2. 增强学生的环保意识,了解电力电子技术在节能减排方面的重要性;3. 树立正确的工程观念,认识到电力电子技术在实际工程应用中的价值。
本课程针对高年级本科生,以电力电子技术为基础,结合Simulink软件进行课程设计。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养具备实际操作能力的优秀电力电子工程师。
通过本课程的学习,使学生能够掌握电力电子电路的设计与仿真,为今后的学习和工作打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. 电力电子器件原理:介绍常见的电力电子器件(如二极管、晶体管、晶闸管等)的工作原理、特性和应用。
2. Simulink软件基础:讲解Simulink软件的基本操作、模块库的调用、建模与仿真流程。
3. 电力电子电路建模:结合教材章节,学习使用Simulink中的电力电子模块构建电路模型,包括整流器、逆变器、斩波器等。
4. 电力电子电路仿真:通过对不同类型电力电子电路的仿真,分析电路的静态和动态特性,学习参数调整对仿真结果的影响。
5. 实际案例分析:选取典型的电力电子应用案例,分析电路设计、仿真和实验过程,使学生更好地理解理论知识与实际应用之间的联系。
simulink 电力系统仿真教材
simulink 电力系统仿真教材简介:Simulink是一种软件工程仿真环境,具有图形化可视化建模工具。
它经常用于电气工程领域中的电力系统仿真。
本教材旨在介绍Simulink在电力系统仿真方面的应用并提供相关教学示例。
第一部分:Simulink基础知识1. Simulink的介绍和安装2. Simulink界面和基本操作3.模型构建和系统参数设置技巧4.信号传递与数据类型第二部分:电力系统基础知识1.电力系统的基本结构和组成2.电力系统的数学建模3.电力系统中常见的设备和元件4.电力系统的传输和分配第三部分:电力系统仿真建模1. Simulink中的电力系统仿真模块2.电力系统仿真建模的基本步骤3.电力系统仿真的常用工具和技巧4.电力系统仿真模型的参数选择和优化第四部分:电力系统仿真案例分析1.单相感性负载仿真模型建立与分析2.三相感性负载仿真模型建立与分析3.发电机与电力系统的并联仿真模型建立与分析4.电力系统的短路故障仿真模型建立与分析第五部分:电力系统实时仿真与调试1. Simulink与实际电力系统的接口方法2.电力系统实时仿真的基础知识3.电力系统实时仿真与调试工具的使用4.电力系统实时仿真案例与应用总结:通过本教材的学习,读者将了解到Simulink在电力系统仿真方面的基本原理、操作技巧和实际应用案例。
Simulink作为一种强大的仿真工具,不仅可以帮助电力工程师实现电力系统的仿真建模,还可以为电力系统的优化和性能评估提供有力支持。
希望本教材能为学习Simulink和电力系统仿真的读者提供帮助,促进他们在电力系统领域的发展和研究。
第五章-Simulink与电力系统仿真精选全文
这样,所有的数据都将显示,在所需显示的数据相对较
多时,需要计算机有较大的内存容量。
“save data to workshop”被选中时,可以将显示数据放
到工作空间去,以备MATLAB的绘图命令调用。与此相
关的项目有两个,“Variable name” 代表要保存的数据
名称;“Format”为数据的保存格式,共有三种,Array
的分析与设计的计算机程序,利用该模块进行系统的分
析与综合,比用MATLAB/Simulink更加方便快捷,已
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经成为国际上许多学校自动控制课程的教学辅助工具, 在MathWorks网站控制类工具箱下载中长期排名第一。
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5.2 Simulink的进入及内 容 1、Simulink的常见进入 方法 ①在MATLAB的命令窗口 下输入如下的命令:
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按采样间隔提取数据进行显示。
“floating scope”如被选中,则该示波器成为浮动示波器,
即没有输入接口,但可以接受其他模块发来的数据。
Data history选项卡:
“limit data points to last”为最后可以保存的用于显示的
数据的最多点数,默认值为5000点。也可以不选这一项,
已经远远地超出了“矩阵相关计算”这个狭小的范围。 由于MATLAB在其软件设计之初,其开发者Cleve Moler 教授就秉承开放性的理念,在1993年的Simulink1.0出现
以后,人们发现这是许多科学家和工程技术人员梦寐以 求的仿真形式,从此以后,许多领域的顶尖科研人员以
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MATLAB语言为依托,编写了自己所从事领域的 Simulink工具箱,如控制界最流行的控制系统工具箱 (Control System Toolbox),系统辩识工具箱(System Identification Toolbox),鲁棒控制工具箱(Robust Control Toolbox),神经网络工具箱(Neural Network Toolbox),模型预测控制工具箱(Model Predictive Control Toolbox),还有如航空宇宙模块集(Aerospace Blockset),机械系统仿真模块(SimMechanics),电 力系统仿真模块(SimPowerSystems)甚至如生物系统 仿真模块(SimBiology)等。这其中,也有一些杰出中 国学者的贡献,如东北大学薛定宇教授在Control Kit的 基础上开发的CtrlLAB工具箱是专门用于反馈控制系统
simulink仿真实验报告
simulink仿真实验报告Simulink 仿真实验报告引言:Simulink 是一种常用的建模和仿真工具,它可以帮助工程师们在设计和开发过程中进行系统级建模和仿真。
本文将通过一个实际的仿真实验来展示 Simulink 的应用。
一、实验背景在现代工程领域中,系统的建模和仿真是非常重要的一步。
通过仿真实验,我们可以在实际制造之前对系统进行测试和优化,节省了时间和成本。
本实验的目标是使用 Simulink 对一个电机驱动系统进行建模和仿真,以验证其性能和稳定性。
二、实验步骤1. 系统建模在 Simulink 中,我们首先需要将电机驱动系统进行建模。
我们可以使用Simulink 提供的各种组件来构建系统模型,例如传感器、控制器、电机等。
在本实验中,我们将使用 PID 控制器来控制电机的转速。
2. 参数设置在建模过程中,我们需要设置各个组件的参数。
例如,我们需要设置 PID 控制器的比例、积分和微分系数,以及电机的转动惯量和阻尼系数等。
这些参数的设置将直接影响系统的性能。
3. 仿真运行在模型建立和参数设置完成后,我们可以进行仿真运行。
通过设置仿真时间和输入信号,我们可以观察系统在不同条件下的响应情况。
例如,我们可以通过改变输入信号的频率和幅度来测试系统的稳定性和鲁棒性。
4. 结果分析仿真运行完成后,我们可以分析仿真结果。
通过观察输出信号的波形和频谱,我们可以评估系统的性能和稳定性。
例如,我们可以计算系统的响应时间、超调量和稳态误差等指标,以评估系统的控制效果。
三、实验结果在本实验中,我们成功建立了一个电机驱动系统的 Simulink 模型,并进行了仿真运行。
通过观察仿真结果,我们发现系统在不同输入信号条件下的响应情况。
在一些情况下,系统的响应时间较短,稳态误差较小,表现出良好的控制效果。
然而,在一些极端情况下,系统可能出现超调或不稳定的现象,需要进一步优化参数和控制策略。
四、实验总结通过本次仿真实验,我们深入了解了 Simulink 的应用和优势。
电气传动课程设计报告
电气传动课程设计摘要:综述了一种在给定系统设备的情况下,设计并调试双闭环直流调速系统使其满足要求的性能指标的工程方法。
主要包括原始设备参数的测量、系统模型的建立及简化处理、调节器的设计与仿真、系统的综合调试。
重点记录了双闭环调速系统调试与测试的过程及结果,从初期的实验设计,参数测定,到软件仿真和最终的实际硬件调试等,最终得到符合要求的双闭环调速系统。
直流电动机具有优良的起动,制动和调速性能。
尽管近年来直流电动机不断受到交流电动机及其它电动机的挑战,但至今直流电动机仍然是大多数变速运动控制和闭环位置伺服控制首选。
因为它具有良好的线性特性,优异的控制性能,高效率等优点。
直流调速仍然是目前最可靠,精度最高的调速方法。
有效地控制电机,提高其运行性能,对国民经济具有十分重要的现实意义。
关键字:双闭环调速参数设计MATLAB仿真目录1、课程设计任务书 (1)2、课题的发展状况研究意义 (1)3、设备选型 (1)4、实验台简介 (2)5、参数测试 (4)6、参数设计 (6)7、系统仿真调试 (8)8、系统测试结果 (11)9、实验室安全及实验过程注意事项 (12)10、总结 (12)附录一:试验中遇到的问题及解决办法 (13)附录二:小组分工 (13)1、课程设计任务书内容:设计并调试直流双闭环调速系统。
硬件结构:电流环与转速环(两个PI调节器)。
驱动装置:晶闸管整流装置。
执行机构:直流电机。
性能指标:稳态:无静差。
动态:电流超调量小于5%;空载启动到额定转速时的转速超调量小于10%。
2、课题的发展状况研究意义调速系统是当今电力拖动自动控制系统中应用最广泛的一中系统。
目前对调速性能要求较高的各类生产机械大多采用直流传动,简称为直流调速。
早在20世纪40年代采用的是发电机-电动机系统,又称放大机控制的发电机-电动机组系统。
这种系统在40年代广泛应用,但是它的缺点是占地大,效率低,运行费用昂贵,维护不方便等,特别是至少要包含两台与被调速电机容量相同的电机。
Simulink系统仿真课程设计
Simulink系统仿真课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解Simulink的基本原理和功能,掌握Simulink的常用模块及其使用方法。
2. 学生能运用Simulink构建数学模型,实现对动态系统的仿真和分析。
3. 学生能掌握Simulink与MATLAB的交互操作,实现数据传递和模型优化。
技能目标:1. 学生具备运用Simulink进行系统仿真的能力,能独立完成简单系统的建模和仿真。
2. 学生能通过Simulink对实际工程问题进行分析,提出解决方案,并验证其有效性。
3. 学生具备团队协作能力,能与他人合作完成复杂系统的仿真项目。
情感态度价值观目标:1. 学生对Simulink系统仿真产生兴趣,提高对工程学科的认识和热爱。
2. 学生在仿真实践中,培养严谨的科学态度和良好的工程素养。
3. 学生通过课程学习,增强解决实际问题的信心,形成积极向上的学习态度。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合理论知识,培养学生运用Simulink进行系统仿真的能力。
学生特点:学生具备一定的MATLAB基础,对Simulink有一定了解,但实际操作能力较弱。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化动手能力训练,培养学生解决实际问题的能力。
在教学过程中,关注学生的个体差异,因材施教,提高学生的综合素质。
通过课程学习,使学生能够独立完成系统仿真项目,并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. Simulink基础操作与建模- 熟悉Simulink环境,掌握基本操作。
- 学习Simulink常用模块,如数学运算、信号处理、控制等模块。
- 结合教材章节,进行实际案例分析,让学生了解Simulink建模的基本过程。
2. 系统仿真与分析- 学习Simulink仿真参数设置,掌握仿真算法和步长设置。
- 利用Simulink对动态系统进行建模与仿真,分析系统性能。
- 结合实际案例,让学生通过仿真实验,掌握系统性能分析方法。
基于SIMULINK的交流传动系统仿真
基于SIMULINK的交流传动系统仿真一、系统模型概述本系统是基于SIMULINK可视化动态仿真平台针对交流传动系统进行的仿真。
该模型利用Matlab软件中的SimPowerSystem工具箱里的各种电力器件模型建立了交流电力系统的一个仿真模型。
为了讨论方便,该模型结合异步电机的转子磁场定向矢量控制来进行仿真实验,系统的SIMULINK模型如下图所示。
图 1 异步电机矢量控制SIMULINK仿真结构图二、相关模块介绍1.Powergui该模块不仅可以给你提供解决线路问题的三个办法(连续,离散,向量),而且还可以显示测量的电流电压的值、修改初始状态、执行负载流量使得仿真在稳定状态下进行、显示的阻抗频率曲线、对结果进行FFT分析、对系统生成状态空间模型、生成包含测量稳态值得报表、饱和变压器的滞回特性。
2.异步电机该模块选用标准单位模型,转子电压短路。
3.比例积分调节器速度控制器,磁场控制器和转矩控制器均为比例-积分(PI)调节器。
4.函数发生器该模块生成转子磁场电流幅值参考信号,基速以上实现弱磁调速。
5.电流控制PWM逆变器该模块包括电流比较控制和PWM逆变器两部分,其中逆变器可以使用MOSFET电力电子器件或可控电压源,只是可控电压源要比MOSFET电力电子器件仿真速度更快。
6.磁链估计模型该模块是一个封装模块,各参数有对应的方程(见论文)。
7.输入信号输入信号包括速度信号和负载转矩。
速度指令为速度控制器提供信号,负载转矩为异步电机提供输入信号。
8.测量模块系统中至少包括一个测量环节,主要有转速测量,异步电机的线电压测量,电流测量等9.坐标变换模块系统包括3相与2相静止坐标变换,定子2相静止坐标与转子磁场2相旋转坐标变换。
三、仿真及结果分析开始仿真后,SimPowerSystem将会自动分析模型的电路结构,生成线性电路相应的状态空间SIMULINK模型,并加入已建立好的电机等非线性模型,然后开始整个系统的仿真。
基于simulink的电路仿真实验设计-论文
苏州大学应用技术学院 10电子(1016405018)[洪晨]目录引言 (2)第1章 Simulink仿真技术介绍 (3)第1.1节简介................................ 错误!未定义书签。
第1.2节 Simulink的应用 ...................... 错误!未定义书签。
第1.3节 Simulink模块库 .. (7)第2章电路仿真实验设计 (9)第2.1节电路仿真设计方向 (9)第2.2节电路仿真设计思路与步骤 (9)第3章电路仿真实验实例设计 (11)第3.1节电源电阻电路 (11)第3.2节并联谐振电路 (12)第3.3节串联谐振电路 (14)第3.4节 RC电路 (16)第3.5节三相桥式整流电路 (17)第4章电路仿真实验实例测试 (20)第4.1节电源电阻电路 (20)第4.2节并联谐振电路 (21)第4.3节串联谐振电路 (23)第4.4节 RC电路 (25)第4.5节三相桥式整流电路 (28)结论 (31)参考文献 (33)致谢 (34)苏州大学应用技术学院 10电子(1016405018)[洪晨]【摘要】:本文主要研究的是基于Simulink的电路仿真实验设计,阐述了Simulink的仿真功能、电路仿真实验设计的思路、以及Simulink对电路仿真的意义,设计了电源电阻电路、串联振荡电路、并联振荡电路、RC电路、三相桥式整流电路这五个电路,演示了设计实验的操作过程,仿真出了设计实验的实验现象,证明了基于Simulink的电路仿真实验设计的优势。
【关键词】:电路;Simulnk;实验设计[Abstract] : This paper mainly researched the design of experimental circuit simulation based on Simulink, expounded the function of Simulink simulation, the ideas of designing circuit simulation experiment, and the meaning of the circuit simulation, designed the five circuits, such as the power circuit, the series oscillatory circuit, the series parallel oscillatory circuit, RC circuit,three-phase bridge rectifier circuit, operates the process of the designed experiments, simulated the experimental phenomena of the experiments, and proved the advantages of the design of experimental circuit simulation based on Simulink.[Key words]:Circuit;Simulink;The experimental design引言MATLAB语言由于其语法的简洁性,代码接近于自然数学描述方式,以及具有丰富的专业函数库等诸多优点,越来越成为科学研究、数值计算、建模仿真,以及学术交流的实施标准。
实验四simulink基本模块仿真
实验四SIMULINK基本模块仿真一、实验目的1、熟悉Simulink的工作环境,掌握模型的创建2、熟练掌握模块参数的设置和常用模块的使用3、掌握模型结构的参数化4、掌握创建子系统并封装二、实验设备及仪器计算机一台,Matlab软件三、实验步骤1、打开Simulink的工作环境在MA TLAB的命令窗口输入“simulink”或单击工具栏中的快捷图标,可以打开Simulink模块库浏览器窗口,如图4-1所示。
单击工具栏上的图标或选择菜单“File”-“New”-“Model”,新建一个名为“untitled”的空白模型窗口。
图4-1 Simulink模块库浏览器2、创建模型按图4-2建立模型,参数按表4-1设置。
建立好模型后,点击运行仿真,在MA TLAB中打开li7-4.mat即可查看运行结果。
图4-2 系统结构图表4-1 参数设置启动仿真后,在MA TLAB命令窗口中显示以下警告:Warning: Using a default value of 0.2 for maximum step size. The simulation stepsize will be equal to or less than this value. Y ou can disable this diagnostic bysetting 'Automatic solver parameter selection' diagnostic to 'none' in theDiagnostics page of the configuration parameters dialog.在模型窗口选择菜单“simulation”-“configuration parameters…”或直接按快捷键“ctrl+E”,则会打开参数设置对话框。
根据警告修改“Max step size”参数为0.2,再次运行仿真。
Simulink系统仿真课程设计
控制系统设计:用于设计、分析和优化控制系统
信号处理:用于处理和分析信号,如滤波、变换等
通信系统设计:用于设计、分析和优化通信系统
电力系统仿真:用于模拟和分析电力系统的运行状态和性能
基于模型的仿真:通过建立数学模型来模拟真实系统的行为
连续系统与离散系统:Simulink支持连续系统和离散系统的仿真
实践应用:完成了多个仿真项目,提高了解决问题的能力
展望未来:将继续深入学习Simulink,提高仿真能力,为实际工程问题提供解决方案
课程设计目标:掌握Simulink系统仿真的基本原理和操作方法
课程设计内容:包括Simulink的基本操作、模型搭建、仿真分析等
课程设计成果:完成一个完整的Simulink系统仿真项目
确定仿真参数:根据仿真模型确定所需的参数,如时间、空间、物理量等
确定仿真环境:根据仿真模型和参数确定仿真环境,如实验室、现场等
明确仿真目的:确定仿真的目标和需求,如性能优化、故障诊断等
确定仿真模型:根据仿真目的选择合适的模型,如物理模型、数学模型等
确定系统模型:根据实际需求确定系统模型
建立数学方程:根据系统模型建立相应的数学方程
实验分析:对实验结果进行分析和解释
实验结果:展示实验的结果和数据
实验成绩占总成绩的比例
实验报告的质量和完整性
实验操作的熟练程度和准确性
实验结果的分析和解释
实验过程中遇到的问题和解决方法
实验报告的格式和规范性
课程内容:包括Simulink基础、建模、仿真、优化等
学习成果:掌握了Simulink的基本操作和建模技巧
重复仿真:重复步骤1-3,直至得到满意的仿真结果
线性控制系统:由线性元件组成的控制系统
电气传动课程设计simulink仿真
电气传动课程设计-simulink-仿真电气传动课程设计题目:转速反馈控制调速系统的仿真姓名韩雪晴学院信息与电气工程学院专业电气工程及其自动化年级2009级学号20093615531指导教师赵枚一、概述调节原理带转速负反馈的闭环直流调节系统,中有一台与电动机通州安装的测速发电机TG,引出与被调量转速成正比的负反馈电压Ub,与给定电压UB相比较后,得到转速偏差电压ΔUb,经放大器A,产生电力电子转换器UPE的控制电压Uc,用以控制电动机转速n实验原理图如下图利用MATLAB下的SIMULINK软件进行系统仿真是十分简单和直观的,SIMULINK提供了使用系统模型框图组态的仿真平台,使用SIMULINK进行仿真和分析可以像在纸上绘图一样简单。
用户可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型,并通过SIMULINK环境中的菜单直接启动系统的仿真过程,同时将结果在示波器上显示出来,SIMULINK也实线与MATLAB,C或者FORTRAN之间的数据传递。
所以,掌握强大的SIMULINK工具会大大地增强用户系统的仿真能力。
二、实验目的1、进一步学习利用MATLAB下的SIMULINK来对控制系统进行仿真。
2、掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的原理。
3、学会利用工程的方法设计ACR、ASR调节器的方法三、实验原理SIMULINK的简介:Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
功能:Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
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电气传动课程设计-simulink-仿真
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
电气传动课程设计
题目:转速反馈控制调速系统的仿真
姓名韩雪晴
学院信息与电气工程学院
专业电气工程及其自动化
年级2009级
学号2001
指导教师赵枚
一、概述
调节原理
带转速负反馈的闭环直流调节系统,中有一台与电动机通州安装的测速发电机TG,引出与被调量转速成正比的负反馈电压Ub,与给定电压UB相比较后,得到转速偏差电压ΔUb,经放大器A,产生电力电子转换器UPE的控制电压Uc,用以控制电动机转速n
实验原理图如下图
利用MATLAB下的SIMULINK软件进行系统仿真是十分简单和直观的,SIMULINK提供了使用系统模型框图组态的仿真平台,使用SIMULINK进行仿真和分析可以像在纸上绘图一样简单。
用户可以用图形化的方法直接建立起仿真系统的模型,并通过SIMULINK环境中的菜单直接启动系统的仿真过程,同时将结果在示波器上显示出
来,SIMULINK也实线与MATLAB,C或者FORTRAN之间的数据传递。
所以,掌握强大的SIMULINK工具会大大地增强用户系统的仿真能力。
二、实验目的
1、进一步学习利用MATLAB下的SIMULINK来对控制系统进行仿真。
2、掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的原理。
3、学会利用工程的方法设计ACR、ASR调节器的方法
三、实验原理
SIMULINK的简介:
Simulink是MATLAB最重要的组件之一,它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在该环境中,无需大量书写程序,而只需要通过简单直观的鼠标操作,就可构造出复杂的系统。
Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点,并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。
同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。
功能:
Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
Simulink可以用连续采样时间、离散采样时
间或两种混合的采样时间进行建模,它也支持多速率系统,也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。
为了创建动态系统模型,Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ,这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成,它提供了一种更快捷、直接明了的方式,而且用户可以立即看到系统的仿真结果。
Simulink®是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。
对各种时变系统,包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统,Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。
. 构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能,也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。
Simulink与MATLAB® 紧密集成,可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。
四、设计内容
1、转速负反馈闭环调速系统各环节参数如下:
直流电动机:额定电压U N=220V,额定电流I dN=55A,额定转速n N=1000r/min;
电动机电动势系数C e=0.129V.min/r;
放大系数Ks=40,滞后时间常数Ts=0.00178s,电枢总电阻R=1.0Ω;
电枢回路电磁时间常数Tl=0.00178s,电力拖动系统机电时间常数Tm=0.075s。
转速反馈系数α=0.01V.min/r。
对应额定转速时的给定电压U*n=10V.
2、转速环的MATLAB计算、建立及仿真
转速调节器的设计
确定时间常数电流环等效时间常数
利用LATLAB仿真内容
4、系统模型编辑窗口
打开simulink主界面,新建一个文件,拉出各个模块,组成如图所示
5、修改模块参数,完成模块连接,比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型
6、仿真模块的运行
选取Kp=0.28,1/τ=3.1。
此时系统响应无超调图像如下
6、调节其参数的调整
在控制系统中设置调节器是为了改善系统的静、动性能。
在采用PI 调节器以后,构成的是无静差调速系统。
利用仿真模型改变比例系数和积分系数,可以轻而易举的得到震荡、有静差、无静差、超大或启动快等不同的转速曲线。
上图的仿真曲线中反应了对给定输入信号的跟随性能指标。
如果改变PI调节器的参数,可以得到转速的超调量不一样、调节时间也不一样的响应曲线。
经过比较可以发现系统的稳定性和快速性是一对矛盾,必须根据工程的要求,选择一个合适的PI参数。
现调整参数
此时Kp=0.85,1/t=15.5,系统转速的响应的超调较大,但快速性好。
仿真图形如下:
五、小结与体会
这次课程设计中,我们学到了许多课堂上学不到的东西,尤其是在Matlab仿真上面有很多自己不懂的地方,我在此用了很多时间和精力。
本次课程设计让我对《电力拖动自动控制系统-运动控制系统》的核心内容---转速、电流反馈控制直流调速系统有了更深的理解,对典型I系统设计加深了认识。
通过matlab的仿真,使我对双闭环反馈控制的直流调速系统有了直观的印象。
六、参考文献
[1]阮毅.《电力拖动自动控制系统-运动控制系统》.北京:机械工业出版社2009;
[2]洪乃刚.《电力电子和电力拖动控制系统的MATLAB仿真》.北京:机械工业出版社,2005.
[3]黄忠霖《电力电子技术的MATLAB实践》国防工业出版社2009。