电气传动课程设计 simulink 仿真.doc

** ** 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 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 进一步学习利用MATLAB下的SIMULINK来对控制系统进行仿真。 掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的原理。 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。 Simulinkreg;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MATLABreg; 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。 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UN=220V，额定电流IdN=55A,额定转速nN=1000r/min； 电动机电动势系数Ce=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 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 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 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 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