实验一、开环直流调速系统的仿真实验
实验一、开环直流调速系统的仿真实验
实验目的
本实验旨在通过搭建开环直流调速系统的仿真实验平台，深入理解电机的转速
调节原理，了解直流电机的调速方法，掌握仿真软件的基本操作，为后续实验打下坚实的基础。
实验器材
•个人电脑
•仿真软件MATLAB/Simulink
实验原理
直流电动机的转速调节方法有开环调速和闭环调速两种。开环调速是采用给定
电压和负载转矩（或负载电流）的关系表格，来确定电机所需要的电压值，然后通过直流调速器给电机供给相应电压值来调节电机的转速。本次实验采用开环调速
方法，实现直流电动机的转速控制。电机通过直接接到电源上，输入直流电，可在一段范围内自动调节电机的转速。实验过程中，通过修改电机被驱动的电压来达到调节电机的转速和功率的目的。
实验步骤
1.在MATLAB/Simulink软件中新建一个仿真模型。
2.从Simulink库中拖拽Power System Toolbox中引入电源，将其与直
流电动机模块相连。
3.调整电压、电流、电功率大小，展示不同转速下直流电动机的性能。
4.分析电动机性能曲线并记录实验数据。
5.结束实验后，停止仿真，保存实验数据。
实验结果
通过本次实验，得到了不同电压下直流电动机的表现，所有数据都记录到实验
报告中，以供参考。从实验结果来看，不同电压下直流电动机的性能有很大的差异。不同电压产生的转速和功率差异也十分明显。
本实验是初步了解直流电动机转速调节原理的实验，从中我们可以清晰地了解
到开环调速的方法和它的应用。同时还要深刻理解几个关键的概念，如转速、电压和功率之间的关系，并且会更加熟练地掌握这些内容。
此外，在进行实验时还需要注意实验操作的细节，避免出现过程错误和误差。我们需要紧密联系育人活动和实验课程，深入了解和掌握实验原理，要严格按照实验要求操作，提高实验技能和实验思维能力，为以后的实验打下基础。
直流电动机开环调速系统仿真
直流电动机开环调速系统仿真 随着电动机在工业、交通等领域的广泛应用，开发一种高效可靠的电动机控制系统对 于提高整个工业的精度和效率至关重要。其中，直流电动机开环调速系统是电动机控制系 统中的一种基础环节，其使得直流电动机能够以合适的速度运行，完成工作任务。 一、调速系统的基本原理 1. 直流电动机的基本结构与原理 直流电动机由定子、转子、刷子、通电电源四个基本部分组成，其中，定子上包覆绕组，绕组所带的电流受到直流电源的控制，与转子上的永磁体受到的作用力相互作用，产 生电动力和电磁力，从而使转子旋转。 2. 直流电动机的调速 根据直流电动机的转矩-速度特性曲线可知，直流电动机的转速与电极数、电流和电 磁力等因素密切相关。因此，通过控制直流电动机的电流大小，可以达到调节直流电动机 转速的目的。 直流电动机开环调速系统主要由电动机本体、电流传感器、减速器以及驱动器等基 本组成部分组成。其中，电流传感器用于检测电动机电流的大小，而驱动器则输出一定的 电压或电流，控制直流电动机的运行。 二、仿真实现 1. 基本仿真模型 基于MATLAB/Simulink软件建立的直流电动机开环调速系统仿真模型主要由瞬时电压、转速检测、控制逻辑、直流电机、直流电阻负载以及电流检测等组成，实时进行电磁转矩 的计算，最终得到直流电机的运动状态，从而实现调速功能。 2. 仿真分析 通过此仿真模型，我们可以得到直流电动机的运行状态，理解不同负载下的转矩-转 速特性曲线以及电流在不同转速下的变化，从而通过调节电流、电压等参数，以达到理想 的调速效果。 三、结论 直流电动机的开环调速系统是一个重要的电动机控制系统组成部分，其能够有效地提 高电动机的自动控制能力，大大提升了直流电动机的工作效率和精度。本文通过介绍直流
直流调速系统的MATLAB仿真(参考程序)
直流调速系统的MATLAB 仿真 一、开环直流速系统的仿真 开环直流调速系统的电气原理如图1所示。直流电动机的电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L 供电，通过改变触发器移相控制信号c U 调节晶闸管的控制角α，从而改变整流器的输出电压，实现直流电动机的调速。该系统的仿真模型如图2所示。 M U d + I d GT U c E + - - UCR 图1 开环直流调速系统电气原理图 图2 直流开环调速系统的仿真模型 为了减小整流器谐波对同步信号的影响，宜设三相交流电源电感s 0L =，直流电动机励磁由直流电源直接供电。触发器（6-Pulse ）的控制角（alpha_deg ）由移相控制信号c U 决定，移相特性的数学表达式为 min c cmax 9090U U αα?-=?-
在本模型中取min 30α=?，cmax 10V U =，所以c 906U α=-。在直流电动机的负载转矩输入端L T 用Step 模块设定加载时刻和加载转矩。 仿真算例1 已知一台四极直流电动机额定参数为N 220V U =，N 136A I =， N 1460r /min n =，a 0.2R =Ω，2222.5N m GD =?。励磁电压f 220V U =，励磁电 流f 1.5A I =。采用三相桥式整流电路，设整流器内阻rec 0.3R =Ω。平波电抗器 d 20mH L =。仿真该晶闸管-直流电动机开环调速系统，观察电动机在全压起动 和起动后加额定负载时的电机转速n 、电磁转矩e T 、电枢电流d i 及电枢电压d u 的变化情况。N 220V U = 仿真步骤： 1）绘制系统的仿真模型（图2）。 2）设置模块参数（表1） ① 供电电源电压 N rec N 2min 2200.3136 130(V)2.34cos 2.34cos30U R I U α++?= =≈?? ② 电动机参数 励磁电阻： f f f 220 146.7()1.5 U R I = ==Ω 励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”。 电枢电阻： a 0.2R =Ω 电枢电感由下式估算： N a N N 0.422019.1 19.10.0021(H)2221460136 CU L pn I ?==?≈??? 电枢绕组和励磁绕组间的互感af L ： N a N e N 2200.2136 0.132(V min/r)1460 U R I K n --?= =≈?
实验一、开环直流调速系统的仿真实验
实验一、开环直流调速系统的仿真实验 实验目的 本实验旨在通过搭建开环直流调速系统的仿真实验平台，深入理解电机的转速 调节原理，了解直流电机的调速方法，掌握仿真软件的基本操作，为后续实验打下坚实的基础。 实验器材 •个人电脑 •仿真软件MATLAB/Simulink 实验原理 直流电动机的转速调节方法有开环调速和闭环调速两种。开环调速是采用给定 电压和负载转矩（或负载电流）的关系表格，来确定电机所需要的电压值，然后通过直流调速器给电机供给相应电压值来调节电机的转速。本次实验采用开环调速 方法，实现直流电动机的转速控制。电机通过直接接到电源上，输入直流电，可在一段范围内自动调节电机的转速。实验过程中，通过修改电机被驱动的电压来达到调节电机的转速和功率的目的。 实验步骤 1.在MATLAB/Simulink软件中新建一个仿真模型。 2.从Simulink库中拖拽Power System Toolbox中引入电源，将其与直 流电动机模块相连。 3.调整电压、电流、电功率大小，展示不同转速下直流电动机的性能。 4.分析电动机性能曲线并记录实验数据。 5.结束实验后，停止仿真，保存实验数据。 实验结果 通过本次实验，得到了不同电压下直流电动机的表现，所有数据都记录到实验 报告中，以供参考。从实验结果来看，不同电压下直流电动机的性能有很大的差异。不同电压产生的转速和功率差异也十分明显。 本实验是初步了解直流电动机转速调节原理的实验，从中我们可以清晰地了解 到开环调速的方法和它的应用。同时还要深刻理解几个关键的概念，如转速、电压和功率之间的关系，并且会更加熟练地掌握这些内容。
此外，在进行实验时还需要注意实验操作的细节，避免出现过程错误和误差。我们需要紧密联系育人活动和实验课程，深入了解和掌握实验原理，要严格按照实验要求操作，提高实验技能和实验思维能力，为以后的实验打下基础。
实验一电力拖动自动控制系统实验报告
第五章仿真及试验 第一节晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 一、试验目的 1 熟识晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。 2驾驭晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。 二、试验原理 晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流跳水装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。 在本试验中，整流装置的主电路喂三相桥式电路，限制电路可干脆由给定电压Ug作为触发器的移相限制电压Ua。变更Ug的大小即可变更限制角a，从而获得可调的直流电压，以满意试验要求。试验系统的组成原理如图5.1所示。 三．试验内容 1测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。 2测定晶闸管直流系统电路电感值L.. 3测定直流电机-直流发电机-测速发电机的飞轮惯量GD的平方。 4测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。 5测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数Cm。 6测定晶闸管直流调速系统机电时间常数Tm。 7测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=f（Ue）。 8测定测速发电机特性Utg=f（n）。 四．试验仿真 晶闸管直流调速系统的原理如图5.1所示。该系统由给定信号、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。图5.2势采纳面对电气原理图方法构成的晶闸管直流系统的仿真模型。下面介绍各部分建模与参数设置过程。
1．系统的建模和模型参数设置 系统的建模包括主电路的建模和限制电路的建模俩部分。 1）主电路的建模和参数设置 由图5.2可见，开环直流调速系统的主电路由三相对称沟通电压器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。由于同步脉冲与晶闸管整流桥是不行分割的两个环节，通常作为一个组合体探讨，所以将触发器归到主电路进行建模。 2）三相整流桥时，桥臂数取3，A，B，C三相沟通电源接到整流桥的输入端，电力电子元件选择晶闸管，参数设置的原则是：假如是针对某个详细的变流装置进行参数设置，对话框中的Cs ,Ron,Ion ,Vf应取该装置中晶闸管元件的实际值；假如是一般状况，不针对某个详细的变流装置，这些参数可先取默认值，若仿真结果志向，就可认可这些参数，这一参数设置原则对其他原价的参数设置也是好用的。 3）平波电抗器的建模和参数设置。 首先从元件模块组中选取“Series RLC Branch ”模块，并将模块标签改为“平波电抗器”。然后打开平波电抗器参数设置对话框，参数设置如图5.5 所示，平波电抗器的电感值是通过仿真试验比较后得到的优化参数， 4）直流电动机的建模和参数设置。 首先从电动机系统模块组中选取“DC Machine ”模快，并将模块标签改为直流电动机。直流电动机的励磁绕组“F+-F-”接直流恒顶励磁电源，励磁电源可从电源模块组中选取直流电压源模块，并将电压参数设置为220V，电枢绕组“A+-A-”经平波电抗器接晶闸管整流桥的输出，电动机经TL端口接恒转矩负载，直流电动机的输出参数有转速n，电枢电流Ia 励磁电流It ,电磁转矩Ｔｔ，通过“示波器”模块可视察仿真输出图形。 进行直流电动机参数设置时，先双击直流电动机图标，打开直流电动机的参数对话框，直流电动机的参数设置如图５．６所示，其参数设置的原则与晶闸管整流桥相同。 图5.5 平波电抗器参数设置
开环直流调速系统的建模与仿真
院系电子信息工程系班级 10电气（4）姓名齐国昀学号 107301427 实验名称开环直流调速系统的建模与仿真实验日期 2012 - 11- 29 一、实验目的 1、掌握开环直流调速系统的组成和工作原理； 2、掌握使用MATLAB的Simulink工具箱对其进行计算机仿真； 3、检验仿真结果与理论分析的关系。 二、实验步骤： 1、主电路的建模和参数设置： 开环直流调速系统的主电路主要由三相对称交流电压源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直 流电动机等部分组成。打开MATLAB软件，从左侧窗口中拉出主电路所需器件进行连线，参 数设置如下：三相对称交流电压源（交流峰值电压取176.75、初相位0°，频率50HZ，其它为 默认值，B、C相与A相基本相同，除了初相位设置成互差120°外）、晶闸管整流桥（缓冲电 阻Rs=50K、缓冲电容Cs为无穷大inf、内电阻Ron=0.001、内电抗Lon=0）、平波电抗器（阻 抗R=0、电感L=5Ml/电容C为无穷大inf）、直流电动机（励磁电阻Rf=146.7、电感取0、电枢 电阻Ra=1.5、电枢电感La=0.016、电枢绕组和励磁绕组互感Laf=0.76H、电机转动惯量 J=0.57kg.m^2、额定负载转矩Tl=18N.m）； 2、控制电路的建模和参数设置： 开环直流调速系统的控制电路只是一个给定环节，可以从输入模块选取“Constant”模块，双击该模块图标，打开参数设置对话框，将参数设置为20rad/s。实际调速时，转速给定信号是 在一定范围内变化的。 将主电路和控制电路的仿真模型按照开环直流调速系统电气原理图的连接关系进行模型 连接，并用示波器观察三相交流电压源、触发脉冲信号、晶闸管整流桥的输出整流电压以及整 流电压的平均值、直流电动机的转速n、电枢电流Ia、励磁电流If、电磁转矩Te等参数。 3、系统的仿真参数设置：
《MATLAB工程应用》转速单闭环直流调速系统仿真
《MATLAB工程应用》 转速单闭环直流调速系统仿真 一、选题背景 晶闸管开环直流调速系统启动电流大，转速随负载变化而变化，负载越大，转速降落越大，因此，无法在负载变动时保持转速的稳定，影响生产。为了提高直流调速系统的动静态性能指标，通常采用闭环控制系统(单闭环或双闭环)。对调速指标要求不高的场合，采用单闭环系统;对调速指标要求高的场合，采用双闭环系统。按反馈的方式不同，可分为转速反馈、电流反馈、电压反馈。在单闭环系统中，般采用转速反馈。 二、原理分析 转速单闭环直流调速系统原理如图 1 转速单闭环直流调速系统原理图所示。图 1 转速单闭环直流调速系统原理图中将反映转速变化的电压信号作为反馈信号，经过速度变换后接到电流调节器的输入端，与给定的电压U;相比较经放大后，得到移相控制电压信号Uc，用作控制整流桥的触发电路，触发脉冲经功放后加到晶闸管的门极和阴极之间，以改变整流桥的输出电压，这就构成了速度负反馈闭环系统。
图 1 转速单闭环直流调速系统原理图 该系统在电机负载增加时，转速n将下降，转速反馈U n减小，导致转速的偏差ΔU n。将增大（ΔU n=U n∗−U n），U C增加，并经移相触发器使整流器输出电压U增加，电枢电流1。也就增加了，从而使电动机电磁转矩增加，转速n也随之升高，补偿了负载增加造成的转速降。在MATLAB仿真中，通常省略AD采样中的变换环节，直接用测量模块得到实际物理量。 三、过程论述 利用Simulink建立有静差的转速单闭环直流调速系统仿真模型。该系统由给定信号、速度调节器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机、速度反馈等部分组成。与开环直流调速系统相比，二者的主电路就基本相同，系统的差别主要在控制电路上。
晶闸管-直流电动机调速系统计算与仿真自动控制课程设计报告
目录 目录.................................................................................................................................................错误!未定义书签。（一）绪论...................................................................................................................................错误!未定义书签。 1.1 设计目的 ..................................................................................................................错误!未定义书签。 1.2 直流调速系统概述............................................................................................................................. - 1 - 1.3 MATLAB系统简介 ........................................................................................................................... - 1 - 1.2 晶闸管-电动机直流调速系统简介 ................................................................................................... - 1 -（二）直流电动机开环调速系统仿真 .........................................................................................错误!未定义书签。 2.1 直流开环调速系统的电器原理...............................................................................错误!未定义书签。 2.2 直流开环调速系统的理论分析...............................................................................错误!未定义书签。 2.3 Simulink中搭建的直流开环调速系统的仿真模型 ...............................................错误!未定义书签。 2.4 直流开环调速系统的仿真结果...............................................................................错误!未定义书签。 2.5 直流开环调速系统仿真结论...................................................................................错误!未定义书签。（三）单闭环直流电动机调速系统仿真 ...................................................................................错误!未定义书签。 3.1 单闭环直流系统的介绍...........................................................................................错误!未定义书签。 3.2 转速负反馈单闭环系统的组成...............................................................................错误!未定义书签。 3.3 转速负反馈单闭环系统稳态结构图.......................................................................错误!未定义书签。 3.4 转速负反馈单闭环系统真各环节参数...................................................................错误!未定义书签。 3.5 单闭环直流调速系统分析.......................................................................................错误!未定义书签。（四）双闭环直流电动机调速系统仿真 ...................................................................................错误!未定义书签。 4.1 初始条件 ..................................................................................................................错误!未定义书签。 4.2 系统原理框图 ..........................................................................................................错误!未定义书签。 4.3 参数计算 ..................................................................................................................错误!未定义书签。 4.4 转速环的设计 ..........................................................................................................错误!未定义书签。 4.5 双闭环直流不可逆调速系统线路图.......................................................................错误!未定义书签。 4.6 系统仿真 ..................................................................................................................错误!未定义书签。 4.7 双闭环直流调速系统分析.......................................................................................错误!未定义书签。
《MATLAB工程应用》---晶闸管开环直流调速系统仿真一
《MATLAB工程应用》 晶闸管开环直流调速系统仿真 一、选题背景 运动控制系统中应用最普遍的是自动调速系统，在工程实践中，有许多生产机械要求在一定的范围内进行速度的平滑调节，并且要求有良好的稳态、动态性能。自动调速系统主要包括直流调速系统和交流调速系统。在高性能的拖动技术领域中，相当长时期内几乎都采用直流电力拖动系统。此外，建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。现有的调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件不同，但其基本控制原理是一样的。 二、原理分析（设计理念） 直流电动机电枢由晶闸管整流电路经平波电抗器供电，通过改变触发器移项控制信号调节晶闸管的控制角，从而获得可调的直流电压，以实现直流电动机的调速。 三、过程论述 1、用MATLAB建立晶闸管开环直流调速系统仿真模型
2、元器件参数设置
四、结果分析 1、晶闸管开环直流调速系统的转速波形 2、晶闸管开环直流调速系统的电枢电流波形
3、晶闸管开环直流调速系统的转矩波形 4、改变触发角后的转速波形 五、课程设计总结 通过本次实验让我学习并掌握晶闸管开环直流调速系统模型建立及模型参数设置的方法和步骤，熟悉并掌握系统仿真参数设置的方法和步骤。学会了利用MA TLAB 软件对系统进行稳态与动态计算与仿真。巩固并加深对晶闸管开环直流调速系统理论知识的理解。 参考文献 1、《电力系统的MATLAB/SIMULINK仿真与应用》刘健西安电子科技大学出版社。 2、《MATLAB应用与实验教程》，贺超英，电子工业出版社。 3、《电力电子应用技术的MATLAB仿真》，杜飞中国电力出版社。
开环直流调速系统的动态建模与仿真
电控学院 运动控制系统仿真课程设计 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级： 姓名： 学号：
开环直流调速系统的动态建模与仿真 摘要： MATLAB仿真在科学研究中的地位越来越高，如何利用MATLAB仿真出理想的结果，关键在于如何准确的选择MATLAB的仿真。本文就简单的开环直流调速系统的MATLAB仿真这个例子，通过对MATLAB的仿真，得到不同的仿真结果。通过仿真结果的对比，对MATLAB的仿真进行研究。从而总结出如何在仿真过程中对MATLAB的仿真做到最优选择。 详细介绍了用MATLAB语言对《电机与拖动》中直流电动机调速仿真实验的仿真方法和模型建立。其仿真结果与理论分析一致，表明仿真是可信的，可以替代部分实物实验。首先在分析直流调速系统原理的基础上, 介绍了基于数学模型的仿真, 在仿真中可灵活调节相关参数, 优化参数设计。其次完成了基于系统框图, 并分析了调速系统的抗干扰能力。采用工程设计方法对开环直流调速系统进行设计,选择调节器结构,进行参数的计算和校验；给出系统动态结构图,建立起动、抗负载扰动的MATLAB 仿真模型。分析系统起动的转速和电流的仿真波形,并进行调试,使开环直流调速系统趋于合理与完善。
1.1课题背景 直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性。 长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。以使系统模型等为计算机所接受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。因此产生了各种仿真算法和仿真软件。 由于对模型建立和仿真实验研究较少，因此建模通常需要很长时间，同时仿真结果的分析也必须依赖有关专家，而对决策者缺乏直接的指导，这样就大大阻碍了仿真技术的推广应用。 MATLAB提供动态系统仿真工具Simulink，则是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。它有效的解决了以上仿真技术中的问题。在Simulink 中，对系统进行建模将变的非常简单，而且仿真过程是交互的，因此可以很随意的改变仿真参数，并且立即可以得到修改后的结果。另外，使用MATLAB中的各种分析工具，还可以对仿真结果进行分析和可视化。 Simulink可以超越理想的线性模型去探索更为现实的非线性问题的模型，如现实世界中的摩擦、空气阻力、齿轮啮合等自然现象；它可以仿真到宏观的星体，至微观的分子原子，它可以建模和仿真的对象的类型广泛，可以是机械的、电子的等现实存在的实体，也可以是理想的系统，可仿真动态系统的复杂性可大可小，可以是连续的、离散的或混合型的。Simulink会使你的计算机成为一个实验室，用它可对各种现实中存在的、不存在的、甚至是相反的系统进行建模与仿真。传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。随着生产技术的发展，对电气传动在启制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了
晶闸管开环直流调速系统的仿真
晶闸管开环直流调速系统的仿真 一、工作原理 晶闸管开环直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流调速装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。 在本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制电路课直接由给定电压Ug座位触发器的移相控制电压Uct，改变Ug的大小即可改变控制角α，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。实验系统的组成原理如图1所示。 图1 晶闸管开环直流调速实验控制原理图 二．设计步骤 1主电路的建模和参数设置 开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压源、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机灯部分组成。由于同步脉冲触发器与晶闸管整流桥是不可分割的两个环节，通常作为一个组合体来讨论，所以讲触发器轨道主电路进行建模。 ①三相对称交流电压源的建模与参数设置。首先从电源模块中选 取一个交流电压源模块，即，再用复制的方法得到三相电源的另外两个电压源模块，并用模块标题名修改方法将模块标签分别改为“A相”、“B相”，“C 相”，然后从连接器模块中选取，按图1主电路图进行连接。 为了得到三相对称交流电压源，其参数设置方法及参数设置如下。 双击A相交流电压源图标，打开电压源参数设置对话框，在A相交流电源参数设置中，幅值取220V，初相位设置成0°，频率为50Hz，其它为默认值，如图2所示，B、C相交流电源设置方法与A相基本相同，除了初相位设置成互差120°外，其它参数与A相相同。由此可以得到三相对称交流电源。
②晶闸管整流桥的建模和参数设置。首先从电力电子模块组中选取 中的，并将模块标签改成“晶闸管整流桥”，然后双击模块图标，打开整流桥参数设置对话框，参数设置如图3所示。当采用三相整流桥时，桥臂数为3，A、B、C三相交流电源接到整流桥的输入端，电力电子选择晶闸管。参数设置原则如下，如果是针对某个具体的交流装置进行参数设置，对话框中的Rs、Cs、R ON、Vf应取该装置中晶闸管元件的实际值，若果是一般情况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可先取默认值进行仿真。若仿真结果理想，就认可这些设置的参数，若仿真结果不理想，则通过仿真实验，不断进行参数优化，最后确定其参数。这一参数设置原则对其他环节的参数设置也是实用的。 图2 A相电源参数设置图3 整流桥参数设置 ③平波电抗器的建模和参数设置。首先从元件模块组中选取 ，并将标签改为“平波电抗器”，然后打开平波电抗器参数设置对话框，参数设置如图4所示，平波电抗器的电感值是通过仿真实验比较后得到的优化参数。 ④直流电动机的建模和参数设置。首先从电动系统模块中选取 ，并将模块标签改为“直流电动机”。直流电动机的励磁绕组“F+ —F-”接直流恒定励磁电源，励磁电源可从电源模块组中选取直流电压源 模块，即，并将电压参数设置为220V，电枢绕组“A+ —A-”经平波电抗器接晶闸管整流桥的输出，电动机经TL端口接恒转矩负载，直流电动机的输出参数有转速n、电枢电流Ia、励磁电流If、电磁转矩Te，通过“示波器”模块观察仿真输出
直流电机开环调速系统的仿真
直流电动机开环调速系统仿真 直流电动机开环调速系统原理 1原理 直流开环调速系统的电气原理如图1所示。直流电动机电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L供电，并通过改变触发器移相控制信号U c调节晶闸管的控制角，从而改变整流器的输出电压实现直流电动机的调速。该系统的仿真模型如图2所示。 在仿真中为了简化模型，省略了整流变压器和同步变压器，整流器和触发同步使用同一交流电源，直流电动机励磁由直流电源直接供电。 图1 直流开环调速系统电气原理 图3 移相特性 2个参数的理论计算值 Generator)的同步电压连接。触发器的控制角（alpha—deg端）通过了移相控制环节（shifter），移相控制模块的输入是移相控制信号Uc（图2中Uc），输出是控制角，移相控制信号Uc由常数模块设定。移相特性如图3所示。移相特性的数学表达式为
Uc Uc a a max min 9090-︒+ ︒= 在本模型中取︒=30min a ，V Ucm 10±=，所以Uc a 690+︒=。在电动机的负载转矩输入端TL 接入了斜坡（Ramp ）和饱和(Satutration)两个串联模块，斜坡模块用于设置负载转矩上升速度和加载的时刻，饱和模块用于限制负载转矩的 2仿真过程 2.1仿真原理如图2 根据实验原理图在Matlab 软件环境下查找器件、连线，接成入上图所示的线路图。 图2 直流电动机开环调速系统的仿真模型 1、具体步骤 a 、点击桌面Matla b 图标，打开Matlab 软件，在工具栏里根据提示点击， 再点击matlab help ，打开一个对话框，点击里的new model ，创建一个 文件头为 的新文件。 b 、点击View ，Library Browser ，打开元器件库查找新的元器件。
计算机仿真技术 直流调速系统仿真实验 报告
北京交通大学 计算机仿真技术直流调速系统仿真实验报告 姓名： *** 学号： *****(1005班) 老师：王**** 仿真日期： 2013/5/10-2013/6/25
目录 一、电机开环特性仿真 (2) 二、转速闭环控制 (2) 三、电机起动特性 (3) 四、压斩波器供电 (4) 五、降压斩波器由电网供电 (4) 六、课程总结 (5)
直流调速系统仿真 一、电机开环特性仿真 利用matlab simulink 绘制连接图如下，并仿真出转速n 的波形如下： 根据仿真结果求出空载时的转速n 为1141.75rad/s ， 978.56rad/s ，以及静差率s 。 由 1667.056 . 97856.97875.11411s =-=-=∆=n n n n n （复习：静差率是指电动机在一定转速下运行时， 负载由理想空载变到额定值时所产生的转速降落与理想空载转速之比值） 二、转速闭环控制 电机电枢联接受控电压源，转速控制器为比例-积分控制器，转速指令为1130rpm 。 仿真原理框架图为下图3： 绘制仿真连接图如下： （1）当PI 分别取1,1时，仿真转速n 波形为图5；当PI 分别取1，1时电枢电流波形为图6； 图4
（2）改变PI 的值，以改善电机响应的动态特性 PI 去0.5，20时仿真转速n 波形为图7； 将PI 去0.5，20时电枢电流波形为图8； 计算：测量超调量2681.01130 1130-1433) (y )( %= =∞∞- =y σ；动态响应时间约为为：0.7s （3）继续改变 PI 值为10,1时仿真： PI 去10,1时仿真转速n 波形为图9； 将PI 去10,1时电枢电流波形为图10； 计算：测量超调量5575.01130 1130-1760) (y )()(y %==∞∞-=y tp σ；动态响应时间约为为：0.05s 由（2）（3）比较可以看出PI 的值可以决定电机启动动态特性，PI 值相差较大时动态特性也相差较大。 （4）由仿真过程可以看出，改变PI 的控制值，可以改变相应的超调量和响应时间，即动态性能。但当PI 分别取0.5,20时，超调量仍然较大、动态响应时间较长（可以通过改善PI 的值来改善）。一般情况下，改变P 的值可改变超调量；改变I 的值即可改变响应时间。但是由于没有对电机的启动特性做改善，因此电枢电流波形在电机刚刚启动的瞬间电流极大（PI 为0.5,10时可以达到3100A ，PI 为10,1时为4950A ），因此为了保护电机启动时的设备安全以及其他一些性能，采取必要的改善电机启动的特性是完全必要的。 三、改善电机起动特性 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 绘制仿真连接图为图11： 仿真（PI 为10,1）转速n 和电枢电流的波形为图12 由仿真（PI 分别取10，1为350A 。相比于（2）中的启动冲击电流4950A ，减小近15倍，但是响应时间从0.05s 增大为
开环直流调速控制系统
一、绪论 直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性。 长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。以使系统模型等为计算机所接受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。因此产生了各种仿真算法和仿真软件。MATLAB提供动态系统仿真工具Simulink，则是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。它有效的解决了以上仿真技术中的问题。在Simulink中，对系统进行建模将变的非常简单，而且仿真过程是交互的，因此可以很随意的改变仿真参数，并且立即可以得到修改后的结果。另外，使用MATLAB中的各种分析工具，还可以对仿真结果进行分析和可视化。Simulink可以超越理想的线性模型去探索更为现实的非线性问题的模型， Simulink会使你的计算机成为一个实验室，用它可对各种现实中存在的、不存在的、甚至是相反的系统进行建模与仿真。 传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。随着生产技术的发展，对电气传动在启制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了更高要求，这就要求大量使用调速系统。由于直流电机的调速性能和转矩控制性能好，从20世纪30年代起，就开始使用直流调速系统。它的发展过程是这样的：由最早的旋转变流机组控制发展为放大机、磁放大器控制；再进一步，用静止的晶闸管变流装置和模拟控制器实现直流调速；再后来，用可控整流和大功率晶体管组成的PWM控制电路实现数字化的直流调速，使系统快速性、可控性、经济性不断提高。调速性能的不断提高，使直流调速系统的应用非常广泛。
运动控制系统仿真实验报告——转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真
运动控制系统仿真实验报告 ——转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真
双闭环直流调速系统仿真 对例题3.8设计的双闭环系统进行设计和仿真分析,仿真时间10s 。具体要求如下： 在一个由三相零式晶闸管供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为：60=N P kW , 220=N U V , 308=N I A , 1000=N n r/min , 电动势系数e C =0.196 V·min/r , 主回路总电阻R =0.18Ω,变换器的放大倍数s K =35。电磁时间常数l T =0.012s,机电时间常数m T =0.12s,电流反馈滤波时间常数i T 0=0.0025s,转速反馈滤波时间常数n T 0=0.015s 。额定转速时的给定电压(U n * )N =10V,调节器ASR ，ACR 饱和输出电压U im * =8V,U cm =7.2V 。 系统的静、动态指标为:稳态无静差,调速范围D=10,电流超调量i σ≤5% ,空载起动到额定转速时的转速超调量n σ≤10%。试求： （1）确定电流反馈系数β(假设起动电流限制在1.3N I 以内)和转速反馈系数α。 （2）试设计电流调节器ACR.和转速调节器ASR 。 （3）在matlab/simulink 仿真平台下搭建系统仿真模型。给出空载起动到额定转速过程中转速调节器积分部分不限幅与限幅时的仿真波形（包括转速、电流、转速调节器输出、转速调节器积分部分输出），指出空载起动时转速波形的区别，并分析原因。 （4）计算电动机带40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量σn 。并与仿真结果进行对比分析。 （5）估算空载起动到额定转速的时间，并与仿真结果进行对比分析。 （6）在5s 突加40%额定负载，给出转速调节器限幅后的仿真波形（包括转速、电流、转速调节器输出、转速调节器积分部分输出），并对波形变化加以分析。
计算机仿真 转速反馈单闭环直流调速系统仿真结题报告 实验一.
Beijing Jiaotong University 转速反馈单闭环直流调速系统仿真 结题报告 姓名：TYP 班级：电气0906 学号：09291183 指导老师：牛利勇 完成日期：2012.4.22
一、开环仿真实验仿真 1、实验内容 直流电机模型框图如下图所示，仿真参数为R=0.6，Tl=0.00833，Tm=0.045，Ce=0.1925。本次仿真采用算法为ode45，仿真时间5s。 图1 直流电机模型 用simulink实现上述直流电机模型，直流电压Ud0取220V，0~2.5s，电机空载，即Id=0； 2.5s~5s，电机满载，即Id=55A。 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。改变仿真算法，观察效果（运算时间、精度等）。 2、实验步骤及数据 打开Matlab中的simulink模块，点击“新建”，即弹出仿真的对话框。将需要的模块拖动到新建的对话框中，再将它们搭建成如上图所示的系统，输入用常数模块（220）代替，I d的扰动用阶跃信号模块（step time选为2.5，initial value为0，final value为55，sample time为0）代替，输出波形用示波器模块显示，具体仿真模块如下图。
（1）将仿真步长改为5秒，点击“运行”按钮，双击示波器，即可显示系统仿真输出波形如下： （2）在Simulation中选择configuration parameters选项，在其中更改系统仿真算法。上一次仿真的算法为ode45，现在可更改为ode23，ode113，ode23s，ode15s等，每种仿真波形如下面几幅图：