电力拖动自动控制系统实验报告13427.doc

信息工程学院 电力拖动与控制系统课程设计报告书 题目: 电力拖动与自动控制实验设计 专 业：电气工程及其自动化 班 级： 0311405 学 号： 031140526 学生姓名： 田 仁 波 指导教师： 钟 建 伟 2014年5月5日 信息工程学院课程设计任务书 学生姓名 田仁波 学 号 031140526 成 绩 设计题目 电力拖动与自动控制实验设计 设 计 内 容 转速反馈控制直流调速系统的仿真，转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真，基于MATLAB的SIMULINK下的3/2变换以及双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验。 各个仿真模型的搭建，分析各个图形的具体含义。熟悉MATLAB下的SIMULINK下的使用方法。 设 计 要 求 通过对课程的设计，培养一定的基本论文设计能力，简单WPS下的正确操作。使其有一定的规范性。 时 间 安 排 论文设计时间：2014.4.22-2014.4.25 参 考 资 料 《电力拖动基础》、《供电技术》、《电机及拖动基础》等。 目 录 1 转速反馈控制直流调速系统的仿真 3 1.1实验目的 3 1.2转速反馈控制直流调速系统仿真 3 实验小结 6 2 转速、电流反馈控制直流调速系统仿真 7 1.1实验目的及内容 7 1.2双闭环直流调速系统两个调节器的作用 7 1.3电流环仿真模型设计 7 1.4转速环仿真模型设计 8 1.5转速环的系统仿真 8 实验小结 10 3 基于MATLAB的SIMULINK下的3/2变换 11 1.1根据步骤可得仿真图 11 实验小结 13 4双闭环晶闸管不可逆直流调速系统实验 14 1.1实验目的 14 1.2实验原理 14 1.3实验内容 14 1.4实验仿真 15 1.5系统的仿真、仿真结果和输出及结果分析 16 实验小结 18 5参考文献 19 1 转速反馈控制直流调速系统的仿真 1.1实验目的 （1）了解MATLAB下SIMULINK软件的操作环境和使用方法。 （2）对转速反馈控制直流调速系统进行仿真和参数的调整。 1.2转速反馈控制直流调速系统仿真 根据课本的操作步骤可得到如下的仿真框图： 图 1 仿真框图 （1）运行仿真模型结果如下： 图2 电枢电流随时间变化的规律 图3 电机转速随时间变化的规律 （2）调节参数 Kp=0.25 1/τ=3 系统转速的响应无超调但调节时间长 （3）调节参数Kp=0.8 1/τ=15 系统转速的响应的超调较大，但快速性较好 实验小结 通过本次实验初步了解了MATLAB下SIMULINK的基本功能，对仿真图的建立了解了相关模块的作用和参数设置。并可将其方法推广到其他类型控制系统的仿真中。 2转速、电流反馈控制直流调速系统仿真 1.1实验目的及内容 了解使用调节器的工程设计方法，是设计方法规范化，大大减少工作计算量，但工程设计是在一定近似条件下得到的，用MATLAB仿真可根据仿真结果对设计参数进行必要的修正和调整。 转速、电流反馈控制的直流调速系统是静、动态性能优良、应用最广泛的直流调速系统，对于需要快速正、反转运行的调速系统，缩短起动、制动过程的时间成为提高生产效率的关键。为了使转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统里设置两个调节器，组成串级控制。 1.2双闭环直流调速系统两个调节器的作用 1)转速调节器的作用 （1）使转速n跟随给定电压变化，当偏差电压为零时，实现稳态无静差。 （2）对负载变化起抗扰作用。 （3）其输出限幅值决定允许的最大电流。 2)电流调节器的作用 （1）在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压变化。 （2）对电网电压波动起及时抗扰作用。 （3）起动时保证获得允许的最大电流，使系统获得最大加速度起动。 （4）当电机过载甚至于堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起大快速的安全保护作用。当故障消失时，系统能够自动恢复正常。 1.3电流环仿真模型设计 图2.1 电流环仿真模型 1.4转速环仿真模型设计 图2.2转速环仿真模型 1.5转速环的系统仿真 1）PI调节器按照计算出来的结果：。空载起动时波形为： 图2.3 转速环空载起动输出波形 2）满载运行时起动的波形： 图2.4 转速