电机自动控制系统实验指导书电气08.docx
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电机自动控制系统实验指导书电气08
吉林化工学院实验指导教材
《电力拖动控制系统》
实验指导书
李艳
实验一 开环直流调速系统仿真
一、实验目的
1.熟悉MATLAB中的sinulink仿真的Powersystem库的元器件；
2.掌握直流电动机的模型；
3.掌握开环直流调速系统的原理及仿真。
二、实验原理
1.直流电动机的数字模型及模块
SimPowersystem/machine/DCmachine
2.开环直流调速系统
三、实验内容
基本数据如下：
电动机：
150kW,1000r/min,700A,0.05Ω；Ld=2mH,Rd=0.08;Ce=0.185,Cm=0.18;Tm=0.8s;Tl=0.025s
三相全控桥整流：
Ks=23；Ts=0.0017；
Ce=0.185,Cm=0.18;Tm=0.8s;Tl=0.025s
四、实验步骤
1．根据原理和内容搭建电路模型；
2．设置各元器件的参数；
3．设置仿真参数：
仿真时间设为0——1s；计算方法为ode15或ode23tb。
4．仿真实现。
元器件清单：
元器件名称
提取元器件路径
同步6脉冲发生器（Synchronized6-PulseGenerator）
SimPowerSystems/ExtraLibrary/ControlBlock/Synchronized6-PulseGenerato
多功能桥式电路模型（UniversalBridge）
SimPowerSystems/PowerElectronics/UniversalBridge
直流电机（DCMachine）
SimPowerSystems/ExtraLibrary/AdditionalMachines/DCMachine
五、实验报告
1.绘制仿真电路图及输出波形图（波形要求的白底）；
2.分析开环调速系统的特性，负载变化时速度如何变化；
实验二 单闭环直流调速系统MATLAB仿真
一、实验目的
1.掌握单闭环直流调速系统的原理及组成；
2.掌握单闭环直流调速系统的仿真。
二、实验原理
三、实验内容
基本数据如下：
直流电动机：
220V，55A，1000r/min.Ce=0.192Vmin/r.允许过载倍数为1.5；
晶闸管装置放大系数：
Ks=44；Ts=0.00167s；
电枢回路总电阻：
；
时间常数：
；
转速反馈系数：
；
给定电压为10V
四、实验步骤
1．根据原理和内容搭建电路模型；
2．设置各元器件的参数；
Step:
steptime=’0’finalvalve=’10’
Intergrator的限幅值为正负10
Kpi=0.25,1/τ=3;Kpi=0.56,1/τ=11.43;Kpi=0.8,1/τ=15;
3．设置仿真参数：
仿真时间设为0.06s；计算方法为ode15或ode23。
4．仿真实现。
五、实验报告
1.绘制负载电流为零时电流及转速输出波形；
2.绘制负载电流为额定电流时电流及转速输出波形；
3.并讨论P及PI调节器参数对系统的影响。
step
Simulink/sources
‘0’‘0’‘10’‘0’
Integrator
Simulink/continuous/
‘0’‘10’‘-10’
TransferFcn
Simulink/continuous/
gain
Simulink/mathoperations
sum
Simulink/mathoperations
+-
实验三 双闭环直流调速系统MATLAB仿真
一、实验目的
1.掌握双闭环直流调速系统的原理及组成；
2.掌握双闭环直流调速系统的仿真。
二、实验原理
三、实验内容
基本数据如下：
直流电动机：
220V，136A，1460r/min.Ce=0.132Vmin/r.允许过载倍数为1.5；
晶闸管装置放大系数：
Ks=40；Ts=0.0017s；
电枢回路总电阻：
；
时间常数：
；
电流反馈系数：
；
电流反馈滤波时间常数：
；
电流反馈系数：
；
转速反馈系数α=0.007vmin/r
转速反馈滤波时间常数：
设计要求：
设计电流调节器，要求电流无静差，电流超调量
。
转速无静差，空载起动到额定负载转速时转速超调量
。
并绘制双闭环调速系统的动态结构图。
四、实验步骤
1．根据原理和内容搭建电路模型；
2．设置各元器件的参数；
3．设置仿真参数：
仿真时间设为0.06s；计算方法为ode15或ode23。
4．仿真实现。
五、实验报告
1.Idl=0和Idl=136A时电流和转速的输出波形
2.讨论PI调节器参数对系统的影响.
名称
路径
参数设置
ACVoltageSource
Simpowersystem/electrical/
Ground（output）
Simpowersystem/connectors
Thyristor
Simpowersystem/Powerelectronics
SeriesRLCbranch
Simpowersystem/Elenemts
C=infL=0纯电阻
VlotageMeasurement
Simpowersystem/Measurements
CurrentMeasurement
Simpowersystem/Measurements
Multimeter
Simpowersystem/Measurements
TConnector
Simpowersystem/connectors
Scope
Simulink/sinks
Mux
Simulink/SignalRouting
Demux
Simulink/SignalRouting
PulseGenerator
Simulink/Sources
step
Simulink/sources
‘0’‘0’‘10’‘0’
Integrator
Simulink/continuous/
‘0’‘10’‘-10’
TransferFcn
Simulink/continuous/
gain
Simulink/mathoperations
sum
Simulink/mathoperations
+-
讨论：
计算电流环设计成典型一型系统选用PI调节器
KT
Kp
τi
ki=Kp/τi
0.25
0.5067
0.03
16.89
0.5
1.013
0.03
34.77
1
2.027
0.03
67.567
τi=TL,
…………………………取KT=0.5
转速环设计成典型二型系统
h=5,T
Kn=
取11.7，11.7/0.087
实验四 PWM调速系统的MATLAB仿真
一、实验目的
1.掌握PWM直流调速系统的原理及组成；
2.掌握PWM直流调速系统的仿真。
二、实验原理
三、实验内容
四、实验步骤
1．根据原理和内容搭建电路模型；
2．设置各元器件的参数；
3．设置仿真参数：
仿真时间设为0.06s；计算方法为ode15或ode23。
4．仿真实现。
五、实验报告
输出波形并讨论PWM调节器参数对系统的影响
名称
路径
参数设置
ACVoltageSource
Simpowersystem/electrical/
Ground（output）
Simpowersystem/connectors
Thyristor
Simpowersystem/Powerelectronics
SeriesRLCbranch
Simpowersystem/Elenemts
C=infL=0纯电阻
VlotageMeasurement
Simpowersystem/Measurements
CurrentMeasurement
Simpowersystem/Measurements
Multimeter
Simpowersystem/Measurements
TConnector
Simpowersystem/connectors
Scope
Simulink/sinks
Mux
Simulink/SignalRouting
Demux
Simulink/SignalRouting
PulseGenerator
Simulink/Sources
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