双闭环直流调速系统仿真

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1、双闭环直流调速系统仿真利用MATLAB下的SIMULINK软件和电力系统模块库(SimPowerSystems)进行系统仿真是十分简单和直观的,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。掌握了强大的SIMULINK工具后,会大大增强用户系统仿真的能力。在教材2.3-2.4节中,对工程实践中用得最多的典型Ⅰ型系统和典型II型系统的设计方法进行了详细的分析,在此基础上,利用SIMULINK软件仿真能对调节器的参数进行更为方便的调整,可以更为直观地得到系统仿真的结果,从而加深对工程设

2、计方法的理解。下面就以例题2-1,2-2设计的转速、电流反馈控制的直流调速系统为例,学习SIMULINK软件的运动控制系统仿真方法。1.仿真模型的建立进入MATLAB,单击MATLAB命令窗口工具栏中的SIMULINK图标,或直接键入SIMULINK命令,打开SIMULINK模块浏览器窗口,如图2-52所示。由于版本的不同,各个版本的模块浏览器的表示形式略有不同,但不影响基本功能的使用。图2-52SIMULINK模块浏览器窗口(1)打开模型编辑窗口:通过单击SIMULINK工具栏中新模型的图标或选择File→New→Model菜单项实现。(2)复制相关模块:双击所需子模

3、块库图标,则可打开它,以鼠标左键选中所需的子模块,拖入模型编辑窗口。在本例中,需要打开SimPowerSystems模块库,从ElectricalSource组选中ACVoltageSource和DCVoltageSource模块拖入模型编辑窗口,从Elements组选中SeriesRLCBranch和Three-PhaseTransfomer模块拖入模型编辑窗口,从Machines组选中DCMachine模块拖入模型编辑窗口,从PowerElectronics组选中UniversalBridge模块拖入模型编辑窗口,从Measurements组选中VoltageMea

4、surement模块拖入模型编辑窗口,从Connectors组选中Ground和TConnector模块拖入模型编辑窗口需要从Simulink模块库中把Source组中的Step模块拖入模型编辑窗口;把Math组中的Sum和Gain模块拖入模型编辑窗口;把Continuous组中的TransferFcn模块拖入模型编辑窗口;把Sinks组中的Scope模块拖入模型编辑窗口;把SignalRounting组中的Demux模块拖入模型编辑窗口;此外,我们还需要ASR、ACR和PulseGenerator三个子系统模块。至此,我们已经把转速电流双闭环直流调速系统的仿真结构框图

5、所需的模块都已拖入模型编辑窗口。如图2-53所示。图2-53模型编辑窗口(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。在本例中,双击加法器模块Sum,打开如图2-54所示的对话框,在ListofSigns栏目描述加法器三路输入的符号,其中

6、表示该路没有信号,所以用

7、+-取代原来的符号,得到动态结构框图中所需的减法器模块了。图2-54加法器模块对话框双击传递函数模块(TransferFcn),则将打开如图2-55所示的对话框,只需在其分子Numerator和分母Denominator栏目分别填写系统的分子多项式和分母多项式

8、系数,例如0.002s+1是用向量[0.0021]来表示的。在这里我们用它可以构建转速、电流反馈滤波器和给定滤波器。图2-55传递函数模块对话框双击阶跃输入模块(Step)可以把阶跃时刻(Steptime)参数从默认的1改到0,把阶跃值(Finalvalue)从默认的1改到10。图2-56阶跃输入模块对话框双击交流电压源(ACVoltageSource)得到下图2-57,修改峰值(Peakamplitude)默认的参数100为200*sqrt(2),修改频率(Frequency)默认参数为50。为了形成三相交流电源,三个ACVoltageSource的Phase项依次填

9、入0、-120、-240,分别对应uA、uB、uC。(标注uA、uB、uC,可以通过单击ACVoltageSource进行修改。)图2-57交流电压源模块对话框双击直流电压源模块(DCVoltageSource)得到下图2-58,修改Amplitude即改变了电压源的幅值。这里此模块用作直流电动机的励磁电源,幅值为220V。图2-58直流电压源模块对话框双击三相变压器模块出现下图2-59对话框。修改额定功率和频率项(Nominalpowerandfrequency)为[2e6,50]。对于提供电机电源的变压器,选择其ABC原边绕组联结(W

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