《《电力电子课程设计》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《电力电子课程设计》PPT课件.ppt（40页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、功率电子学课程设计功率电子学课程设计 1 转速反馈控制直流调速系统的仿真转速反馈控制直流调速系统的仿真n nMATLAB下的SIMULINK软件进行系统仿真是十分简单和直观的，n n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，1.1 转速负反馈闭环调速系统转速负反馈闭环调速系统 仿真框图及参数仿真框图及参数n n直流电动机：额定电压直流电动机：额定电压 ，额定电流额定电流 ,额定转速额定转速 ，电动机电势系数电动机电势系数 n n晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数晶闸管整流装置输出电流可逆，装置
2、的放大系数 ，滞后时间常数，滞后时间常数 ，n n电枢回路总电阻电枢回路总电阻 ，电枢回路电磁时间常数，电枢回路电磁时间常数 ，电力拖动系统机电时间常数，电力拖动系统机电时间常数 ，n n转速反馈系数转速反馈系数 ，n n对应额定转速时的给定电压对应额定转速时的给定电压 。图2-45 比例积分控制的直流调速系统的仿真框图 1.2 仿真模型的建立仿真模型的建立图2-46 SIMULINK模块浏览器窗口n n进入进入MATLABMATLAB，单击，单击MATLABMATLAB命令窗口工命令窗口工具栏中的具栏中的SIMULINKSIMULINK图标，图标，n n或直接键入或直接键入SIMULINKS
3、IMULINK命令，打命令，打开开SIMULINKSIMULINK模块浏模块浏览器窗口，览器窗口，n n(1)(1)打开模型编辑窗口：通过单击打开模型编辑窗口：通过单击SIMULINKSIMULINK工具工具栏中新模型的图标或选择栏中新模型的图标或选择FileNewModelFileNewModel菜单项菜单项实现。实现。n n(2)(2)复制相关模块：双击所需子模块库图标，则可复制相关模块：双击所需子模块库图标，则可打开它，以鼠标左键选中所需的子模块，拖入模型打开它，以鼠标左键选中所需的子模块，拖入模型编辑窗口。编辑窗口。n n在本例中拖入模型编辑窗口的为：在本例中拖入模型编辑窗口的为：So
4、urceSource组中的组中的StepStep模块；模块；Math OperationsMath Operations组中的组中的SumSum模块和模块和GainGain模块；模块；ContinuousContinuous组中的组中的Transfer FcnTransfer Fcn模块和模块和IntegratorIntegrator模块；模块；SinksSinks组中的组中的ScopeScope模块；模块；图2-47 模型编辑窗口n n(3)修改模块参数：双击模块图案，则出现关于该图案的对话框，通过修改对话框内容来设定模块的参数。图2-48加法器模块对话框描述加法器描述加法器三路输入的三路输
5、入的符号，符号，|表示表示该路没有信该路没有信号，用号，用|+-|+-取取代原来的符代原来的符号。得到减号。得到减法器。法器。图2-49传递函数模块对话框例如，0.002s+1是用向量0.002 1来表示的。分子多项式系数 分母多项式系数 图2-50阶跃输入模块对话框阶跃时刻，可改到0 。阶跃值，可改到10 。图2-51增益模块对话框填写所需要的放大系数 图2-52 Integrator模块对话框积分饱和值,可改为10。积分饱和值,可改为-10。(4)模块连接模块连接 n n以鼠标左键点击起点模块输出端，拖动鼠标至终以鼠标左键点击起点模块输出端，拖动鼠标至终点模块输入端处，则在两模块间产生点模
6、块输入端处，则在两模块间产生“”“”线。线。n n单击某模块，选取单击某模块，选取FormatRotate BlockFormatRotate Block菜单项可菜单项可使模块旋转使模块旋转9090；选取；选取FormatFlip BlockFormatFlip Block菜单项可菜单项可使模块翻转。使模块翻转。n n把鼠标移到期望的分支线的起点处，按下鼠标的把鼠标移到期望的分支线的起点处，按下鼠标的右键，看到光标变为十字后，拖动鼠标直至分支右键，看到光标变为十字后，拖动鼠标直至分支线的终点处，释放鼠标按钮，就完成了分支线的线的终点处，释放鼠标按钮，就完成了分支线的绘制。绘制。图2-53比例积
7、分控制的无静差直流调速系统的仿真模型仿真启动按钮1.3 仿真模型的运行仿真模型的运行n n(1)(1)仿真过程的启动：单击启动仿真工具条的按钮仿真过程的启动：单击启动仿真工具条的按钮 或选择或选择SimulationStartSimulationStart菜单项，则可启动仿真过菜单项，则可启动仿真过程，再双击示波器模块就可以显示仿真结果。程，再双击示波器模块就可以显示仿真结果。n n(2)(2)仿真参数的设置：为了清晰地观测仿真结果，仿真参数的设置：为了清晰地观测仿真结果，需要对示波器显示格式作一个修改，对示波器的需要对示波器显示格式作一个修改，对示波器的默认值逐一改动。改动的方法有多种，其中
8、一种默认值逐一改动。改动的方法有多种，其中一种方法是选中方法是选中SIMULINKSIMULINK模型窗口的模型窗口的SimulationConfiguration ParametersSimulationConfiguration Parameters菜单项，打菜单项，打开仿真控制参数对话框，对仿真控制参数进行设开仿真控制参数对话框，对仿真控制参数进行设置。置。图2-54 SIMULINK仿真控制参数对话框仿真的起始时间 结束时间修改为秒 图2-55 修改控制参数后的仿真结果启动Scope工具条中的“自动刻度”按钮。把当前窗中信号的最大最小值为纵坐标的上下限，得到清晰的图形。自动刻度1.4
9、调节器参数的调整调节器参数的调整图2-56 无超调的仿真结果系统转速的响应是无超调、但调节时间很长；图2-57 超调量较大的仿真结果系统转速的响应的超调较大、但快速性较好。2 转速、电流反馈控制直流调速系统的仿真n n采用了转速、电流反馈控制直流调速系统，设计者要选择ASR和ACR两个调节器的PI参数，有效的方法是使用调节器的工程设计方法。n n工程设计是在一定的近似条件下得到的，再用MATLAB仿真软件进行仿真，可以根据仿真结果对设计参数进行必要的修正和调整。电流环的仿真电流环的仿真图3-27 电流环的仿真模型考虑到反电动势变化的动态影响 图3-28 Saturation模块对话框饱和非线性
10、模块(Saturation)，来自于Discontinuities组 饱和上界,改为10。饱和下界,改为-10。图3-29 电流环的仿真结果PI参数是根据例题3-1计算的结果设定 在直流电动机的恒流升速阶段，电流值低于200A，其原因是电流调节系统受到电动机反电动势的扰动。图3-30 无超调的仿真结果PI调节器的传递函数为 图3-31 超调量较大的仿真结果 PI调节器的传递函数为 2.2 转速环的系统仿真转速环的系统仿真图3-32 转速环的仿真模型图3-33 聚合模块对话框从Signal Routing组中选用了Mux模块来把几个输入聚合成一个向量输出给Scope 输入量的个数设置为2图3-3
11、4 转速环空载高速起动波形图ASR调节器传递函数为 双击阶跃输入模块把阶跃值设置为10 图3-35 转速环满载高速起动波形图把负载电流设置为136，满载起动，图3-36 转速环的抗扰波形图利用转速环仿真模型同样可以对转速环抗扰过程进行仿真，它是在负载电流IdL(s)的输入端加上负载电流，图3-36是在空载运行过程中受到了额定电流扰动时的转速与电流响应曲线。n n在工程设计时，首先根据典型I型系统或典型型系统的方法计算调节器参数，n n然后利用MATLAB下的SIMULINK软件进行仿真，n n灵活修正调节器参数，直至得到满意的结果。n nSIMULINK软件的仿真方法为系统设计提供了仿真平台，可以选择合适的PI参数，满足系统的跟随性能指标。n n在自动控制理论课程中讨论了多种PI调节器的设计方法，MATLAB也为它们的实现提供了模块。n n关于直流电动机调速系统的PI设计，将在第3章中作详细的论述。教学安排教学安排1，2班第15 周。学习MATLAB电力电子系统工具箱,学习教材第一章MATLAB 基础，第二章电力电子器件实验.第15 周。第三章电力电子可控整流实验,以及电力电子仿真技术教学安排教学安排第16周一、二1-8节,地点:工1-404406,学习电机调速系统仿真技术第16 周四、五1-8节,地点:工1-404406,电机调速系统设计及仿真研究，交电力电子技术课程设计报告