本科毕业设计说明书
基于MATLAB的异步电动机变频调速仿真实现SIMULATION FOR FREQUENCY CONTROL SYSTEM OF ASYNCHRONOUS MOTOR BASED ON MATLAB
基于MATLAB的异步电动机变频调速仿真实现
摘要
本文主要对交流异步电动机SPWM变频调速矢量控制系统进行建模与仿真。变频调速系统在异步电动机的各种调速方式中效率最高、性能最好，因此有着极其重要的地位。电气传动控制系统计算机仿真是应用现代软件工具对其工作特性进行研究的一种十分重要的方法。通过仿真试验，可以比较各种策略与方案，优化并确定相关参数。因此进行系统仿真是不可或缺的，为科学决策提供了可靠的依据。
本文介绍了交流调速系统概况、矢量控制的基本概念以及异步电动机变频调速系统在MATLAB/Simulink仿真工具中模型建立以及特性研究。一方面，本文通过对交流异步电动机矢量控制调速系统各部分仿真，得出该系统各部分的运行特性；另一方面，通过对转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统和转差频率控制的异步电动机矢量控制系统的仿真，熟悉了矢量控制系统的参数设置和工作特性。
本文通过仿真实验不仅了解和掌握了异步电动机运行特性，更重要的是得出的仿真数据，为新的实验设备的引进和进一步开发打下了坚实的基础。
关键词：矢量控制，仿真，数学模型
I
SIMULATION FOR FREQUENCY CONTROL SYSTEM OF
ASYNCHRONOUS MOTOR BASED ON MATLAB
ABSTRACT
This paper mainly studies the modeling and the simulation about vector control system of the SPWM variable frequency control. Variable-frequency speed regulation is an efficient way of speed regulation. The computer simulation of the electric drive system is one of the most significant means in the science research. It works by establishing the simulation models and simulation experiments on computer repeatedly. By simulation, you can compare a variety of strategies and determine the relevant parameters. It is essential for system simulation, so as to provide a reliable scientific basis for decision-making.
This paper mainly introduces the development of AC regulating speed system, the main idea of Vector control, and how to establish simulation for frequency control system of AC motor based on MATLAB. On the one hand, this paper established models for AC motor and obtained some features of the system. On the other hand, by the simulation for vector control system of AC motor with speed and flux loop on torque loop and slip frequency control to understand the vector control system parameter settings and operating characteristics.
By simulation, for one thing, we understand and grasp the asynchronous motor operating characteristics. W hat’s more, simulation data has laid a solid foundation for the introduction of new experimental equipment and further development.
KEYWORDS：vector control, simulation,mathematical models
II
目录
摘要.................................................................. I 目录 (i)
1 绪论 (1)
1.1 概述 (1)
1.2交流变频调速技术的现状 (1)
1.3 仿真工具MATLAB/Simulink简介 (2)
1.4 毕业设计的研究内容及章节安排 (3)
2 基于动态模型的异步电动机调速系统工作原理 (4)
2.1 异步电动机的数学模型 (4)
2.2 坐标变换 (7)
2.3 异步电动机在两相坐标系上的数学模型 (11)
3 交流异步电动机性能的仿真研究 (13)
3.1在交流情况下异步电动机工作仿真 (13)
3.2 PWM变频器-电动机系统仿真 (15)
PWM (16)
4 交流异步电动机矢量控制调速系统仿真 (18)
4.1 转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真及分析 (18)
4.2 转差频率控制的异步电动机矢量控制系统仿真 (24)
4.3 两种矢量控制系统的特点与存在的问题 (27)
结论 (29)
参考文献 (30)
致谢 (34)
i
1 绪论
1.1 概述
电动机作为在工农业生产过程中主要的动力来源，发挥着日益重要的作用。电动机调速性能的好坏，对劳动生产率、节能环保产品质量有着非常重要的影响。直流电动机转速与交流电动机相比，更加容易被控制和调节。当为额定转速以下，可以通过维持励磁电流恒定，改变电枢电压方法来实现恒转矩调速；当为额定转速以上，可以通过维持电枢电压恒定，调节励磁的方法来实现恒功率调速。因此采用转速和电流双闭环直流调速系统可获得优良动态和静态调速特性。
然而，随着科技的不断发展和前进，直流调速弱点也逐步显现出来。由于直流调速系统中使用换向器，直流电动机维护工作量重，最高转速、单机容量以及使用环境等都受到限制，因此直流调速系统的应用范围狭窄。从20世纪30年代以来，交流调速技术逐步成为人们研究的热点，但交流电动机自身结构特点制约了调速技术发展。70 年代以来，伴随着电机控制技术及电力电子技术的飞速发展，交流调速系统性能也有了长足进步，几乎可以达到与直流调速系统相媲美的程度，为满足生产发展的需要，世界各国都非常重视交流调速技术的研发。
目前，交流调速系统已逐步取代直流调速系统。交流调速系统广泛采用交-直-交变频器作为交流电源，交-直-交变频器主要包括整流部分和逆变部分，整流部分将工频交流电整流成直流电，逆变部分再将直流电逆变成频率可调整的交流电，从而满足生产过程中对电动机调速系统的需求。
系统仿真是指使用计算机设备来模拟或描述一个系统或过程的运行行为，从而研究该系统或过程的一种技术。仿真技术是集系统理论、计算机技术、相似原理、控制论于一体的综合性技术。电气传动控制系统的计算机仿真是应用现代科学手段对其进行科学研究的十分重要的手段之一。近年来，几乎所有电动机调速控制系统的高品质控制均离不开系统仿真方面的研究。
1.2交流变频调速技术的现状
目前，交流电机变频调速技术经已逐步成为当代电机调速的主流方法，日益得到人们的关注和重视。交流电机调速也由曾经的电磁离合器调速、变极调速、串级调速、转子串电阻调速、调压调速等有级调速方式逐步转变为无极调速方式。变频调速技术飞速发展为异步电动机已经可以实现无极平滑调速提供了可能。由于异步电动机变频调速系统还具有调速范围宽的优点，在工业控制领域中逐渐替代有极调速方式。交流变频调速克服了直流调速中的一些缺点，并拥有造价低、结构简单、坚固耐用等优点，已被公认为最有前途的调速方式。电工领域中各种容量和电压等级的变压器的出现，使得改变交
流电压大小很容易实现，从而使得电力系统行业得到快速的发展。长期以来，交流电的频率保持固定不变，但是变频调速技术的出现使得交流电的频率可以可控地变化，这样就使得交流电得到充分利用。
随着我国经济高速发展，工业自动化领域中变频调速形成了一个巨大的市场。日本三菱、富士、德国西门子、ABB等国外公司先后进入中国市场并在中国建厂，国外公司产品最初约占中国变频器市场80%市场份额。经过近30 年的发展，国内像阿尔法、佳灵、利德华福、英威腾、汇川等近300多家国产变频器开拓市场，已经取得了很好的业绩。在国内变频器市场品牌中，内资品牌约占70%左右，但市场份额却只有30%左右，业内人士分析未来十年后市场才能达到饱和状态，因此该行业发展潜力十分可观。
变频调速技术的研究现状及发展趋势大体可归结为以下几个方面：
1、功率器件的发展。电力电子器件从上世纪五十年代开始，由第一代半控晶闸管SCR及相关的派生器件，发展到全控器件诸如GTO，GTR，电力MOSFET，IGBT，IGCT 以及智能功率模块(IPM)，IEGT(耐压达4KV以上的IGBT系列电力电子器件)，主要向低通态电压、高压大容量、模块封装化方向发展。
2、控制策略的发展。变频器由最初的恒压频比控制方式(V/F)，转差频率控制方式(SF)发展到矢量控制方式(VC)和直接转矩控制方式(DTC)，调速精度和动态性能上均有明显提高。
3、微电子技术的发展。高性能矢量控制系统，若没有高效能微处理器支持，将很难实现。16位、32位高速微处理器及含浮点处理单元的DSP和专用集成电路ASIC(Application Specific IC)技术的快速发展，为实现变频调速器高效多功能化提供了硬件支持。
4、产品化生产。基础工业和各种工业制造业的高速发展，为变频器相关配套件生产提供了有力支持。
5、高压大功率变频调速装置以及永磁同步电动机及其控制系统的发展。近些年国际上高压大电流及串、并联技术和多电平技术的发展，使高压变频调速得以实现，有着明显的节能效果。
1.3 仿真工具MATLAB/Simulink简介
MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数图像和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。现在MATLAB软件不但广泛应用于控制领域，也应用于其它的工程和
非工程领域。
MATLAB具有很多优点，例如：此高级语言可用于技术计算；此开发环境可对代码、文件和数据进行管理；交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题；数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等；二维和三维图形函数可用于可视化数据；各种工具可用于构建自定义的图形用户界面；各种函数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C++、Fortran、Java、COM 以及Microsoft Excel）集成。
Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包。它为用户提供了用方框图进行建模的图形接口，使得建模就像用纸和笔来画画一样容易。Simulink允许用户定制和创建自己的模块。Simulink是建模仿真可视化软件，它用框图表示系统的各个环节，用带方向的连线，来表示各环节的输入输出关系。电力系统(SimPower System)模块库是专用于RLC电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。模型库中包含了各种交直流电源，大量电气元器件和电工测量仪表等。利用这些模块可以模拟电力电子系统、电力拖动控制系统和电力系统运行和故障的各种状态运行。
1.4 毕业设计的研究内容及章节安排
本毕业设计主要用MATLAB软件对在矢量控制条件下的异步电动机变频调速系统的进行仿真，文章的章节安排如下：
第一章：绪论
对毕业设计研究背景进行说明，并对异步电动机调速系统所属领域及相关技术的发展进行概述，并且简单介绍了MATLAB/Simulink仿真工具。
第二章：基于动态模型的异步电动机调速系统的工作原理
介绍异步电动机数学模型，在异步电动机数学模型的基础上推演了电机的坐标变换，最后介绍了矢量控制的原理。
第三章：异步电动机性能的仿真研究
在MATLAB/Simulink中，通过仿真研究异步电动机的特性。首先是介绍鼠笼型交流异步电动机在正弦电压下的工作情况；然后是对交流异步电动机在变频器供电时的工作情况进行分析。
第四章：交流异步电动机矢量控制变频调速系统的仿真
在MATLAB/Simulink中，分别对转差频率控制的异步电动机矢量控制系统和带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统，在不同的给定转速条件下的仿真,并作出比较。
4
2 基于动态模型的异步电动机调速系统工作原理
异步电动机具有非线性、强耦合、多变量的性质，要获得高动态调速性能，必须从动态模型出发，分析异步电动机的转矩和磁链控制规律，研究高性能异步电动机的调速方案。矢量控制系统和直接转矩控制系统是已经获得成熟应用的两种基于动态模型的高性能交流电动机调速系统。矢量控制系统通过矢量变换和按转子磁链定向，得到等效的直流电动机模型，然后模仿直流电动机的控制策略设计控制系统。 2.1 异步电动机的数学模型
1.在研究异步电动机的多变量数学模型时，常做如下假设：
（1）忽略空间谐波，设三相绕组对称，在空间互差120 (电角度)，所产生的磁动势沿气隙圆周按正弦规律分布；
（2）忽略磁路饱，各绕组的自感和互感都是恒定的； （3）忽略铁心损耗；
（4）不考虑温度和频率的变化对电机参数的影响。
无论电动机转子是绕线型的还是鼠笼型的，都将它等效成绕线转子，到定子侧，折算后的每相绕组匝数都相等。这样，实际电动机就被等效为图示的三相异步电动机的物理模型。在三相异步电动机物理模型中，定子三相绕组轴线A 、B 、C 在空间是固定的，故定义为三相静止坐标系。设A 轴为参考坐标轴，转子以w 速度旋转，转子绕组轴线为a 、b 、c 随转子旋转。转子a 轴和定子A 轴间的电角度差q 为空间角位移变量。如图2-1所示，为三相异步电动机物理模型。
A
B
C
2
2ω
图2-1 三相异步电动机物理模型
5
2.异步电动机三相动态模型的数学表达式 （1）磁链方程
异步电动机的数学模型由下述的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成，其中磁链方程和转矩方程为代数方程，电压方程和运动方程为微分方程。
异步电动机每个绕组的磁链是它本身的自感磁链和其他绕组对它的互感磁链之和，因此，六个绕组磁链如下所示。
*A AA AB AC Aa Ab Ac A B BA BB BC Ba Bb Bc B C CA CB CC Ca Cb Cc C a aA aB aC aa ab ac a b bA bB bC ba bb bc b c cA cB cC ca cb cc c L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i L L L L L L i ψψψψψψ??????
????????????
??????
=??????
????????????
??????
????????????
式中，L —6x6阶的电感矩阵，其中对角线元素AA L ，BB L ，CC L ，aa L ，bb L ，cc L 是
各相关绕组的自感，其余各项则是绕组间的互感。对于每一项绕组来说，它所交链的磁通是互感磁通与漏磁通之和，因此，定子和转子各相自感为：
1111AA BB CC m l L L L L L L ====+ 2222aa bb cc m l L L L L L L ====+
两相绕组之间只有互感，互感的情况较为复杂，定子和转子的六个绕组之间的互感可考虑有两类：一类是A 、B 、C 相绕组及a 、b 、c 相绕组之间因位置固定，故互感为常数；另一类是定子任一相与转子任一相之间的位置是变化的，互感是角位移θ的函数。由于三相绕组的轴线在空间的相位差是120 电角度，在假设气磁通为正弦分布的情况下，有：
1
1
2AB BC CA BA AC CB m L L L L L L L ======-11
2
ab bc ca ba ac cb m L L L L L L L ======-
定、转子间的互感为：
1cos Aa aA Bb bB cC Cc m L L L L L L L θ======()
1cos 120Ab bA Bc cB Ca aC m L L L L L L L θ======+
()1cos 120Ac cA aB Ba Cb bC m L L L L L L L θ======-
6
矩阵方程写成分块矩阵的形式：
ss sr s s rs
rr r r L L i L L i ψ??????
=??????ψ??????
定子自感矩阵：111111111111222222m l m m ss m m l m m m m l L L L L L L L L L L L L L +--????=-+-????--+?? 转子自感矩阵：
121111************m l m m rr m m l m m m m l L L L L L L L L L L L L L +--??
??=-+-????--+??
定子、转子之间的互感矩阵：
()()()()
()
(
)
cos cos 120cos 120cos 120cos cos 120cos 120cos 120cos T
rs sr m L L L θθθθθθθθθ??
-+?
?
??
==+-????
-+???
?
rs L 和rs L 两个分块矩阵互为转置，且与转子位置有关，是时变元素，这是因为系统
非线性的根源，可以用坐标变换把变参数转换成参数。 （2）电压方程
三相定子绕组电压平衡方程式为：
1
A
A
A
p u i r ψ=+
1
B
B
B p u i r ψ
=+ 1
C
C
C
p u i r ψ
=+
三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程式为：
2
a
a
a
p u i r ψ=+
2b b b
p u i r ψ=+
2
c
c
c
p u i r
ψ=+
上述各量己折算到定子侧，将电压方程用矩阵形式表示可写成：
u ri p ψ
=+
（3）转矩方程
按照机电能量转换原理，可求出电磁转矩e T 的表达式：
7
()()()()()
sin sin 120+sin 120e n m A a B b A b B c C a A c B a C b T p L i i i i i i i i i i i i i i i i θθθ??
=-+++++++-??
式中，e T ——电磁转矩；
n p ——电机的磁极对数。
（4）运动方程
作用在电动机轴上的转矩与电动机速度变化之间的关系可以用运动方程来表达，一般情况下，电气传动系统的运动方程式为：
e L n n n
J d D K
T T p dt p p ωωθ=+++
对于恒转矩负载D=K=0，则：
e L n J d T T p dt
ω
=+
上述的异步电动机动态模型是在线性磁路、磁动势在空间按正弦分布的假定条件下得出来的，对定、转子电压和电流未作任何假设。因此，该动态模型完全可以用来分析含有电压、电流谐波的三相异步电动机调速系统的动态过程。 2.2 坐标变换
三相绕组可以用相互独立的两相正交对称绕组等效替代，等效原则是产生相等是磁动势。所谓独立是指两相绕组间无约束条件，即不存在约束条件；所谓正交是指两相绕组在空间上互差90 ；所谓对称是两相绕组的匝数和阻值相等。图2-2中绘出两相绕组α、β，通过两相平衡交流电流i α和i β，也能产生旋转磁动势。当三相绕组和两相绕组产生的两个旋转磁动势大小和转速都相等时，即认为两相绕组与三相绕组等效，这就是3/2变换。三相坐标系和两相坐标系物理模型如图2-2所示。
α
u A
图2-2 三相坐标系和两相坐标系物理模型
8
异步电动机三相原始动态模型相当复杂，分析和求解这组非线性方程十分困难。异步电动机数学模型之所以复杂，关键是因为有一个复杂的电感矩阵和转矩方程，它们体现了异步电动机的电磁耦合和能量转换的复杂关系。因此，需从电磁耦合关系入手。
两相匝数相等相互正交的绕组d 、q ，分别通以直流电流d i 和q i ，产生合成磁势F ，其位置相对于绕组来说是固定的。如果人为地让包括两个绕组在内的整个铁心以同步转速旋转，则磁势F 自然也随之旋转起来，成为旋转磁动势。如果这个旋转磁动势的大小和转速与固定的交流绕组产生的旋转磁动势相等，那么这套旋转的直流绕组也就和前面两套固定的交流绕组等效了。旋转正交坐标系的物理模型如图2-3所示。
q
图2-3 旋转正交坐标系的物理模型
由此可见，以产生相同的旋转磁动势为准则，三相交流绕组、两相交流绕组和旋转的直流绕组彼此等效。或者说，在三相坐标系下A i 、B i 、C i 和在两相坐标系下的i α、i β以及在旋转正交坐标系下的直流d i 和q i 产生的旋转磁动势相等。在图2-3中的d 、q 两个绕组而言，当观察者站在地面上看上去，它们是与三相交流绕组等效的旋转直流绕组；如果跳到旋转着的铁心上看，它们就的的确确是一个直流电动机的物理模型。
这样，通过坐标系的变换，可以找到与交流三绕组等效的直流电动机模型。现在的问题是如何求出A i 、B i 、C i 与i α、i β和d i 、q i 之间准确的等效关系，这就是坐标变换的任务。
1.三相-两相变换（3/2变换）
A 、
B 、
C 为三相静止绕组，每相绕组的有效匝数为3N ，通以三相平衡的正弦电流，产生合成磁动势F ，以同步转速1ω旋转，A 、B 、C 轴称为三相静止坐标系；α、β为两相静止绕组，每相绕组的有效匝数为2N ，它们在空间互差90 ，且通入时间上互差90 的两相电流，也产生与上相同的磁动势F ，并以同步转速1ω旋转，α、β轴称为两相静止坐标系。当进行三相/两相坐标变换时，三相总磁动势应该与两相总磁动势相等，两套绕组
9
瞬时总磁动势在α、β轴上的投影都应相等，写成矩阵形式，得：
321112
2022A B C i i N i i N i αβ??
??-
-
???????=??
???????????? 在变换前后总功率不变的前提下，得到匝数比为：
3
2
N N =
三相静止坐标系等效变换到两相静止坐标系的变换矩阵：
32111220S
S
C ?--
?=
?
如果从两相静止坐标系变换到三相静止坐标系，可以利用增广矩阵的方法，把32S S C 扩成方阵，求其逆矩阵之后，再除以增加的一列，得：
1
23321012
212
S S S S C C C -??
??
??==-??-??
为了便于利用功率不变条件下的坐标变换矩阵，需将变换矩阵变为方阵，因此，在
α、β坐标系中增设零轴，得：
011122022
A B C i i i i i i α
β?
?-
-
??
???
???????=-????????????
????? 上述公式同样适合于电压和磁链的变换矩阵。 2.静止两相-旋转正交变换（2s/2r 变换）
从静止两相正交坐标系αβ到旋转正交坐标系dq 的变换，称作静止两相-旋转正交变换，简称2s/2r 变换。αβ为两相静止坐标系统(2S)与磁场定向的M-T 两相同步旋转坐标系统(2r)之间的变换称为两相/两相变换，简称22S r 变换，如图2-4所示。
10
2α
图2-4 静止两相正交坐标系和旋转正交坐标系中磁动势矢量
图中两相交流电流i i αβ，两相直流电流m t i i ，产生同样的以同步速度1ω旋转的合成磁动势F 。由于各绕组匝数相等，可以消去磁动势中的匝数，可以用电流表示，但是此时的电流是空间矢量，而非时间相量。α轴和β轴静止不动，分量i α和i β的大小却随时间而变化，相当于α和β绕组在的交流磁动势的瞬时值。M 轴和α轴之间的夹角θ是随时间而变化的，而M 轴和转子总磁链空间矢量方向重合，由图可知：
cos sin sin cos m t m t i i i i i i αβθθθθ=-=+
写成矩阵形式为：
23cos sin sin cos m m r S
t t i i i C i i i αβθθθ
θ??-??
??
??==???????
?????
??
?? 式中，
2/2cos sin sin cos r s C θ
θθθ-??
=?
???
为两相同步旋转坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵。
反之，由两相静止坐标系变换到两相同步旋转坐标系的变换矩阵为：
1
2222cos sin sin cos S
r
r S
C C θ
θθθ-??
=
=?
?-??
电压和磁链的旋转变换矩阵也与电流(磁动势)的旋转变换矩阵相同。
11
2.3 异步电动机在两相坐标系上的数学模型 1.在任意两相旋转坐标系(dq 坐标系)上的数学模型
两相坐标系可以是静止的，也可以是旋转的，其中任意旋转的坐标系是最常见的一种情况，由此，求某一具体两相坐标系上的数学模型就相对比较容易了。
设两相坐标d 轴与三相坐标A 轴的夹角为θ，11p θω=为dq 坐标系相对于定子的角速度；12ω为dq 坐标系相对于转子的角速度。要把三相静止坐标系上的电压方程、磁链方程和转矩方程都变换到两相旋转坐标系上来，可以先利用3S/2S 变换将方程式中的定子和转子的电流、电压、磁链和转矩都转换到两相静止坐标系,αβ上，然后再用旋转变换矩阵22S r C 将这些变量都变换到两相旋转坐标系dq 上。定子各量用下标1表示，转子各量用下标2表示。具体的变换过程比较复杂，变换后得到的数学模型如下。 （1）dq 坐标系中的电压方程：
1111111111111122122122212122d d s s
m m q q s s m m d d m m r r q q m m r r u i r L p L L p L u i L r L p L L p u i L p L r L p L u i L L p L r L p ωωωωωωωω+--????????????+??????=??????-+-??????+??????????
（2）dq 坐标系中的磁链方程
数学模型简化的根本原因可从磁链方程和dq 坐标系物理模型上看出。其磁链方程为：
111122220
000000
d d s
m q q s m d d m r q q m
r i L L i L L i L L i L L ψψψψ????
??????????????=??????????????????????
由于变换到dq 坐标系上以后，定子和转子等效绕组都落在两根轴上，而且两轴相互垂直，它们之间没有互感的耦合关系，互感磁链只在同轴绕组之间存在，所以式中每个磁链分量只剩下两项了。
（3）dq 坐标系中的转矩方程和运动方程
将坐标变换矩阵代入ABC 三相坐标系中的转矩方程式，简化后，得到dq0坐标系中的转矩方程为：
()
()1212e n m q d d q T p L i i i i f i =-=Φ
所以在dq0坐标系中的运动方程为：
12
()
1212e n m q d d q L n n n
J d D K
T p L i i i i T p dt p p ωωθ=-=+
++
2.按转子磁场定向的两相同步旋转坐标系上的数学模型
设d 轴沿着转子磁链2ψ的方向，称之M 轴；q 轴逆时针旋转90
，即垂直于M 轴，称为T 轴；这样两相同步旋转的坐标系就具体规定为MT 坐标系，即按转子磁场定向的坐标系。坐标系旋转速度等于同步角速度1ω转子旋转机械角速度为ω；MT 轴相对于转子的角速度为121s ωωωω=-=，即为转差的角速度。MT 坐标系上的数学模型：
()2212121212
1211212
r m m e n m t m m t n m t m t m r m n m t m t t m n t r r L i L T p L i i i i p L i i i L L L p L i i i i i p i L L ψψψ??
??-=-=--??
???????
??=+-= ???
13
3 交流异步电动机性能的仿真研究
本章主要通过仿真研究异步电动机的特性，为下一章交流异步电动机矢量控制调速系统的仿真打下基础。主要内容是在MATLAB/Simulink 工作环境下，首先是对鼠笼型交流异步电动机在正弦交流电压下的工作情况进行仿真，参数设置以及出波形的特性；然后是对对在变频器供电时异步电动机的工作情况进行仿真，并对相关波形进行分析。 3.1在交流情况下异步电动机工作仿真 1.工作原理
当三相异步电机接三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势）并产生旋转磁场。该旋转磁场与转子导体之间有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。三相异步电动机的转速永远低于旋转磁场的同步转速，使转子和旋转磁场间有相对运动，从而保证转子的闭合导体切割磁力线，感生电流，产生转矩。 2.在Simulink 中交流异步电动机仿真模型的建立
在Simulink 中异步电动机连接三相正弦电源时仿真模型如图3-1所示。
uc
ub
ua
speed
Continuous powergui
phisq
phisd
phirq
phird
isc
isb
isa
irc
irb
ira
XY Graph Te-n
Te
TL
m ir_abc phir_qd is_abc
phis_qd
wm
Te
Machines
Measurement Demux1
9.55Gain
Demux
Demux
Demux
Demux
m
A
B
C
Tm
Asynchronous Machine
SI Units
图3-1 交流条件下异步电动机仿真模型
异步电动机连接三相正弦电源，电动机负载由常数模块TL 设定，电动机参数通过
电动机测量模块（Machines Measurement Demux）测量，通过示波器观测电动机定子三相电流（isa，isb，isc）、转子三相电流（ira，irb，irc)、转速speed和转矩Te，并且由XY图示仪（XY Graph）观测电动机的机械特性（Te-n特性）。模型参数如表3-1所示。
表3-1 异步电动机特性研究模型参数
三相电源
电动机（容量Pn=4.73e3kW）
仿真参数
3.交流异步电动机的仿真波形
当异步电动机连接三相正弦交流电源时，异步电动机仿真波形如图3-2所示。
图3-2 异步电动机的仿真波形
14
4.对异步电动机仿真波形的分析
电动机在额定电压下空载起动时，图3-2分别描述了定子电流、转子电流、电动机转速、电动机转矩和机械特性变化情况。
在电动机启动到空载运行和过载运行过程中，定子电流和转子电流如图3-2（a）、(b)所示，在起动中随着转速的上升定子电流减小，在0.5s加载后定子电流迅速增大，定子电流为50Hz的正弦波。转子电流的变化与定子电流相同，但是从转子电流的波形可以看出，转子电流频率随电动机转差率的变化而变化，在启动过程中随转速上升转差率变小，转子电流频率下降，当电动机达到理想空载转速1500r/min，转子电流的大小和频率都是0，加上负载后随转速的下降和反向后转差变大，转子电流频率又增加。
由图3-2（c）、（d）可知，起动时电动机转速迅速上升，在0.2s时能够达到稳定转速1500r/min左右。用阶跃信号TL模拟，在t=0.5s时给电动机加上负载转矩132N·m，此时观察电动机转速知，电动机转速下降，转差率变大，在1.45s时转速下降为0，因为该负载远大于电动机额定负载40N·m，1.45s后电动机转速变为负值，这时相当于电动机待位能性负载，负载过大使得电动机处于倒拉反转的状态。图3-2（d）是电动机的转矩响应，起动中交流电动机的转矩有波动的，严重过载时引起电动机反转时，电动机产生很小的转矩。
图3-2（e）是电动机的动态机械特性，该机械特性与理论上异步电动机起动、空载运行以及带负载运行的机械特性相一致。在异步电动机起动时起动转矩变化比较大，此时电动机的转速较低；当空载运行时，转差率较小，电动机转速较高；在t=0.5s时，给电动机加上负载转矩132N·m，远大于电动机额定负载40N·m，此时异步电动机的工作点会下移，越过转折点，异步电动机进入不稳定区。
3.2 PWM变频器-电动机系统仿真
1.在Simulink中PWM变频器-电动机系统仿真模型的建立
模型由三相交流电源模块、两个通用桥模块（Universal Bridge）、调制器（PWM Generator）、电感L2、电容C1、异步交流电动机模块（Asynchronous Machine SI Units）以及电机测量(Machines Measurement Demux)组成。
仿真电路将三相交流电通过由通用桥模块（Universal Bridge）组成的整流单元整流，并经过电感、电容滤波，得到近似直流电。该直流电经过调制器（PWM Generator）控制下的逆变单元给异步电动机供电，其中逆变单元也是由通用桥模块组成，选择的半导体器件为IGBT。整流单元和逆变单元组成了变频器的主电路，调制器（PWM Generator）相当于控制单元。交流异步电动机由PWM变频器供电的仿真模型如图3-3所示。
15
16
speed
Continuous powergui
phisq
phisd
phirq
phird isc isb
isa irc
irb
ira
c1
A B C
+
-
Universal Bridge1g A B C
+
-Universal Bridge
N
A
B C
Three-Phase Programmable Voltage Source
Te
TL
Scope1
Scope
Pulses
PWM Generator
1Multimeter
m
ir_abc
phir_qd
is_abc
phis_qd wm Te Machines Measurement Demux1
L2
9.55Gain
Demux
Demux
Demux
Demux
Clock
m
A
B
C
Tm
Asynchronous Machine
SI Units1
图3-3 PWM 变频器-交流异步电动机系统仿真模型
2.PWM 变频器-电动机系统仿真波形及其分析
PWM 变频器-电动机系统仿真波形如图3-4所示。图3-4分别描绘了逆变器输出电压、电动机定子电流、电动机转子电流以及转速的变化波形。
图3-4 逆变器供电电动机工作波形
基于matlab的毕业论文题目参考 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。以下是基于matlab的毕业论文题目，供大家参考。 基于matlab的毕业论文题目一： 1、基于遗传算法的小麦收割机路径智能优化控制研究 2、零转弯半径割草机连续翻滚特性参数化预测模型 3、基于MATLAB的PCD铰刀加工硅铝合金切削力研究 4、基于状态反馈的四容水箱控制系统的MATLAB仿真研究 5、基于Matlab软件的先天性外耳道狭窄CT影像特点分析 6、Matlab仿真在船舶航向自动控制系统中的研究与仿真 7、基于MATLAB的暂态稳定措施可行性仿真与分析 8、基于MATLAB的某专用越野汽车动力性能分析 9、基于MATLAB的电力系统有源滤波器设计 10、基于MATLAB和ANSYS的弹簧助力封闭装置结构分析 11、基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析 12、运用MATLAB绘制接触网下锚安装曲线 13、基于MatlabGUI的实验平台快速搭建技术 14、基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价
15、测绘数据处理中MATLAB的优越性及应用 16、基于MATLAB柴油机供油凸轮型线设计 17、基于MATLAB语言的TRC加固受火后钢筋混凝土板的承载力分析方法 18、MATLAB辅助OptiSystem实现光学反馈环路的模拟 19、基于MATLABGUI的电梯关门阻止力分析系统设计 20、基于LabVIEW与MATLAB混合编程的手势识别系统 21、基于MATLAB的MZ04型机器人运动特性分析 22、MATLAB在煤矿巷道支护参数的网络设计及仿真分析 23、基于MATLAB的自由落体运动仿真 24、基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真 25、基于Matlab的消弧模型仿真研究 26、基于MATLAB/GUI的图像语义自动标注系统 27、基于Matlab软件GUI的机械波模拟 28、基于Matlab的S曲线加减速控制算法研究 29、基于Matlab和Adams的超速机柔性轴系仿真 30、基于Matlab与STM32的电机控制代码自动生成 31、基于Matlab的相机内参和畸变参数优化方法 32、基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究 33、基于MATLAB的数字图像增强软件平台设计 34、基于Matlab的旋转曲面的Gif动画制作 35、浅谈Matlab编程与微分几何简单算法的实现
毕业设计用matlab仿真 篇一：【毕业论文】基于matlab的人脸识别系统设计与仿真(含matlab源程序) 基于matlab的人脸识别系统设计与仿真 第一章绪论 本章提出了本文的研究背景及应用前景。首先阐述了人脸图像识别意义；然后介绍了人脸图像识别研究中存在的问题；接着介绍了自动人脸识别系统的一般框架构成；最后简要地介绍了本文的主要工作和章节结构。 1.1 研究背景 自70年代以来.随着人工智能技术的兴起.以及人类视觉研究的进展.人们逐渐对人脸图像的机器识别投入很大的热情，并形成了一个人脸图像识别研究领域，.这一领域除了它的重大理论价值外，也极具实用价值。 在进行人工智能的研究中，人们一直想做的事情就是让机器具有像人类一样的思考能力，以及识别事物、处理事物的能力，因此从解剖学、心理学、行为感知学等各个角度来探求人类的思维机制、以及感知事物、处理事物的机制，并努力将这些机制用于实践，如各种智能机器人的研制。人脸图像的机器识别研究就是在这种背景下兴起的，因为人们发现许多对于人类而言可以轻易做到的事情，而让机器来实现却很难，如人脸图像的识别，语音识别，自然语言理解等。
如果能够开发出具有像人类一样的机器识别机制，就能够逐步地了解人 类是如何存储信息，并进行处理的，从而最终了解人类的思维机制。 同时，进行人脸图像识别研究也具有很大的使用价依。如同人的指纹一样，人脸也具有唯一性，也可用来鉴别一个人的身份。现在己有实用的计算机自动指纹识别系统面世，并在安检等部门得到应用，但还没有通用成熟的人脸自动识别系统出现。人脸图像的自动识别系统较之指纹识别系统、DNA鉴定等更具方便性，因为它取样方便，可以不接触目标就进行识别，从而开发研究的实际意义更大。并且与指纹图像不同的是，人脸图像受很多因素的干扰:人脸表情的多样性;以及外在的成像过程中的光照，图像尺寸，旋转，姿势变化等。使得同一个人，在不同的环境下拍摄所得到的人脸图像不同，有时更会有很大的差别，给识别带来很大难度。因此在各种干扰条件下实现人脸图像的识别，也就更具有挑战性。 国外对于人脸图像识别的研究较早，现己有实用系统面世，只是对于成像条件要求较苛刻，应用范围也就较窄，国内也有许多科研机构从事这方而的研究，并己取得许多成果。 1.2 人脸图像识别的应用前景 人脸图像识别除了具有重大的理论价值以及极富挑战
摘要 随着经济建设的迅速发展，我国的基础建设力度正逐渐加大，道路交通，机场，港口，水利水电，市政建设等基础设施的建设规模也越来越大，市场汽车起重机的需求也随之增加。本文通过对徐工50吨汽车起重机主臂进行研究，进一步进行主臂设计，通过计算对主臂的三铰点、主臂的长度、及每节臂的长度、液压缸尺寸进行确定，选择零部件，确定主臂伸缩方式及主臂内钢丝绳的缠绕方法，通过SOLID WORKS软件对主臂进行三维建模。 关键词：50吨汽车起重机、主臂设计、三铰点、伸缩方式、三维建模
Abstract With the rapid development of economic construction, China's infrastructure is gradually increase the intensity, road traffic, airports, ports, water conservancy and hydropower, municipal construction of infrastructure such as the scale of construction is also growing, crane truck crane market demand with the increase. Based on the Xu Gong 50 tons of truck crane boom study, further boom design, by calculating the main arm of the three hinges, the main arm length, and the length of each arm, hydraulic cylinder size identify, select Parts and components, identify the main telescopic arm and the boom in the way of winding rope method, SOLID WORKS software on the main arm for three-dimensional modeling. Keywords: 50-ton truck crane，the boom design，the three hinge points ，stretching，three-dimensional modeling
桥式起重机毕业设计 由于工业生产规模不断扩大生产效率日益提高以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加促使大型或高速起重机的需求量不断增长起重量越来越大工作速度越来越高并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作容易维护而且安全性要好可靠性要高要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性,起重机的出现大大提高了人们的劳动效率以前需要许多人花长时间才能搬动的大型物件现在用起重机就能轻易达到效果尤其是在小范围的搬动过程中起重机的作用是相当明显的。在工厂的厂房内搬运大型零件或重型装置桥式起重机是不可获缺的。桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。经过几十年的发展我国桥式起重机制造厂和使用部门在设计、制造工艺设备使用维修、管理方面不断积累经验不断改造推动了桥式起重机的技术进步。本论文主要通过电气系统的设计使5t桥式起重机规定的各种运动要求。现根据起重机的新理论、新技术和新动向结合实例简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。 1.1起重机的特点和发展趋势现根据起重机的新理论、新技术和新动向结合实例简要论述国外先进起重机的特点和发展趋势。1.1.1大型化和专用化由于工业生产规模的不断扩大生产效率日益提高 以及产品生产过程中物料装卸搬运费用所占比例逐渐增加促使大型或高速起重机的需求量不断增长。起重量越来越大工作速度越来越高并对能耗和可靠性提出更高的要求。起重机已成为自动化生产流程中的重要环节。起重机不但要容易操作容易维护而且安全性要好可靠性要高要求具有优异的耐久性、无故障性、维修性和使用经济性。目前世界上最大的浮游起重机起重量达6500t最大的履带起重机起重量达3000t最大的桥式起重机起重量为1200t集装箱岸边装卸桥小车的最大运行速度已达350m/min堆垛起重机最大运行速度是240m/min垃圾处理用起重机的起升速度达100m/min 。工业生产方式和用户需求的多样性使专用起重机的市场不断扩大品种也不断更新以特有的功能满足特殊的需要发挥出最佳的效用。例如冶金、核电、造纸、垃圾处理的专用起重机防爆、防腐、绝缘起重机和铁路、船舶、集装箱专用起重机的功能不断增加性能不断提高 适应性比以往更强。德国德马格公司研制出一种飞机维修保养的专用起重机在国际市场打开了销路。这种起重机安装在房屋结构上跨度大、起升高度大、可过跨、停车精度高。在起重小车下面安装有多节伸缩导管与飞机维修平台相连并可作360度旋转。通过大车和小车的位移、导管的升降与旋转可使维修平台到达飞机的任一部位进行飞机的维护和修理极为快捷方便。 1.1.2模块化和组合化用模块化设计代替传统的整机设计方法将起重机上功能基本相同的构件、部件和零件制成有多种用途有相同联接要素和可互换的标准模块通过不同模块的相互组合形成不同类型和规格的起重机。对起重机进行改进只需针对某几个模块。设计新型起重机只需选用不同模块重新进行组合。可使单件小批量生产的起重机改换成具有相当批量的模块生产实现高效率的专业化生产企业的生产组织也可由产品管理变为模块管理。达到改善整机性能降低制造成本提高通用化程度用较少规格数的零部件组成多品种、多规格的系列产品充分满足用户需求。目前德国、英国、法国、美国和日本的著名起重机公司都已采用起重机模块化设计并取得了显著的效益。德国德马格公司的标准起重机系列改用模块化设计后比单件设计的设计费用下降12% 生产成本下降45%经济效益十分可观。德国德马格公司还开发了一种KBK柔性组合式悬挂起重机起重机的钢结构由冷轧型轨组合而成起重机运行线路可沿生产工艺流程任意布置可有叉道、转弯、过跨、变轨距。所有部件都可实现大批量生产再根据用户的不同需求和具体物料搬运路线在短时间内将各种部件组合搭配即成。这种起重机组合性非常好操作方便能充分利用空间运行成本低。有手动、自动多种形式还能组成悬挂系统、单梁悬挂起重机、双梁悬挂起重机、悬臂起重机、轻型门式起重机及手动堆垛起重机甚至能组
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 摘要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本文采用Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本知识。随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。信号与系统课程具有传统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向一款优秀的计算机软件——MATLAB。通过它可用计算机仿真，阐述信号与系统理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。以MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。运用MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学
20t75桥式起重机毕业设计 摘要 桥式起重机主要应用于大型加工企业，如钢铁、冶金和建材等行业，完成生产过程中的起重和吊装等工作。其中用于生产车间的桥式起重机，是起重机的一个主要类型，由于起重机行驶在高空，作业范围能扫过整个厂房的建筑面积，具有非常重要的和不可替代的作用，因而深受用户欢迎，得到了很大发展。 桥式起重机主要由机械部分、金属结构和电气三大部分所组成。机械部分是指起升、运行、变幅和旋转等机构，还有起升机构，金属结构是构成起重机械的躯体，是安装各机构和支托它们全部重量的主体部分。电气是起重机械动作的能源，各机构都是单独驱动的。 构成桥式起重机的主要金属结构部分是桥架，它横架在车间两侧吊车梁的轨道上，并沿轨道前后运行。除桥架外，还有小车，小车上装有起升机构和运行机构，可以带着吊起的物品沿桥架上的轨道运行。于是桥架的前后运行和小车沿桥架的运行以及起升机构的升降动作，三者所构成的立体空间范围是桥式起重机吊运物品的有效空间。通用桥式起重机一般都具有三个机构:起升机构(起重量稍大的有主副两套起升机构)、小车运行机构和大车运行机构。另外还包括栏杆、司机室等。 本论文研究的是电动双梁桥式起重机，额定起重量75/20t。设计的主要内容是小车运行机构和小车的起升机构的设计计算，大车的起升机构的主要计算。
目录 第一章背景技术 (1) 第二章文献评估 (6) 第三章起重机的技术与说明 (11) 3.1主起重小车起升机构计算 (11) 3.2主起重小车运行机构计算 (20) 3.3副起重小车起升机构计算 (29) 3.4副起重小车运行机构计算 (38) 3.5大车运行机构计算 (47) 致谢 (56) 参考文献 (56)
毕业设计论文 基于MATLAB的PID控制器设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
摘要 本次设计课题为32/5t通用桥式起重机机械部分设计，我在参观，实习和借鉴各种文献资料的基础上，同时在老师的精心指导下及本组成员的共同努力下完成的。 通用桥式起由于该机械的设计过程中，主要需要设计两大机构：起升机构、运行机构能将我们所学的知识最大限度的贯穿起来，使我们学以至用。因此，以此机型作为研究对象，具有一定的现实意义，又能便于我们理论联系实际。全面考察我们的设计能力及理论联系实际过程中分析问题、解决问题的能力。由于我们的设计是一种初步尝试，而且知识水平有限，在设计中难免会有错误和不足之处，敬请各位老师给予批评指正，在此表示感谢。 关键词: 桥式起重机小车起升机构。
摘要………………………………………………………………………..…..…………….. - 1 -概述 ......................................................................................................................................... - 2 - 第一章主起升机构计算.......................................................................................................... - 5 - 1.1 确定传动方案，选择滑轮组和吊钩组....................................................................... - 5 - 1.2 选择钢丝绳................................................................................................................... - 5 - 1.3 确定卷筒尺寸,转速及滑轮直径.................................................................................. - 5 - 1.4 计算起升静功率........................................................................................................... - 6 - 1.5 初选电动机................................................................................................................... - 7 - 1.6 选用减速器................................................................................................................... - 7 - 1.7 电动机过载验算和发热验算....................................................................................... - 8 - 1.8 选择制动器................................................................................................................... - 8 - 1.9 选择联轴器................................................................................................................... - 9 - 1.10 验算起动时间............................................................................................................. - 9 - 1.11 验算制动时间........................................................................................................... - 10 - 1.12高速轴计算................................................................................................................ - 11 - 第二章小车副起升机构计算.................................................................................................. - 13 - 2.1 确定传动方案,选择滑轮组和吊钩组........................................................................ - 13 - 2.2 选择钢丝绳................................................................................................................. - 13 - 2.3 确定卷筒尺寸并验算强度......................................................................................... - 13 - 2.4 计算起升静功率......................................................................................................... - 14 - 2.5 初选电动机................................................................................................................. - 14 - 2.6 选用减速器................................................................................................................. - 15 - 2.7 电动机过载验算和发热验算..................................................................................... - 15 - 2.8 选择制动器................................................................................................................. - 16 - 2.9 选择联轴器................................................................................................................. - 16 - 2.10 验算起动时间........................................................................................................... - 17 - 2.11 验算制动时间........................................................................................................... - 17 - 2.12 高速轴计算............................................................................................................... - 18 - 第三章小车运行机构计算.................................................................................................... - 21 - 3.1 确定机构传动方案..................................................................................................... - 21 - 3.2 选择车轮与轨道并验算其强度................................................................................. - 21 - 3.3 运行阻力计算............................................................................................................. - 22 - 3.4 选电动机..................................................................................................................... - 23 - 3.5验算电动机发热条件.................................................................................................. - 23 - 3.6 选择减速器................................................................................................................. - 24 - 3.7 验算运行速度和实际所需功率................................................................................. - 24 - 3.8 验算起动条件............................................................................................................. - 24 - 3.9 按起动工况校核减速器功率..................................................................................... - 25 - 第四章小车安全装置计算...................................................................................................... - 29 - 设计小结.................................................................................................................................... - 31 - 致谢 ....................................................................................................................................... - 32 - 参考文献.................................................................................................................................... - 33 -
创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽 11042232 温 靖
班 级 学 号： 指 导 老 师：
二 O 一四年十月十五日
目录
一、引言 ....................................................................................................................... 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成................................................................................................................ 4 2.2 信道编译码......................................................................................................................... 4 2.2.1 卷积码的原理 ......................................................................................................... 4 2.2.2 译码原理................................................................................................................. 5 2.3 调制与解调........................................................................................................................ 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 ................................................................................................... 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ....................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................... 7 2.4 信道..................................................................................................................................... 8 2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................. 8 2.4.2 瑞利信道................................................................................................................. 8 2.5 多径合并............................................................................................................................. 8 2.5.1 MRC 方式 ................................................................................................................ 8 2.5.2 EGC 方式................................................................................................................. 9 2.6 采样判决............................................................................................................................. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 ................................................................................................. 9
三、系统仿真分析 ..................................................................................................... 11
3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较 ....................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 .................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 ........................................................................ 12 3.2 BPSK 与 QPSK 调制方式对通信系统性能的比较 ........................................................ 13 3.2.1 调制过程的仿真 .................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ................................................................................ 14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 ............................................................................... 15 3.3.1 信道加噪仿真 ........................................................................................................ 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ........................................................................................ 15 3.4 不同合并方式下的对比 ................................................................................................... 16 3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 ........................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在 2 根、4 根天线下的对比 ................................................... 17 3.5 理论数据与仿真数据的区别 ........................................................................................... 17
四、设计小结 ............................................................................................................. 19 参考文献 ..................................................................................................................... 20
DQ型吊钩桥式起重机三维结构设计 摘要 随着我国制造业的发展，桥式起重机越来越多的应用到工业生产当中。在工厂中搬运重物，机床上下件，装运工作吊装零部件，流水线上的定点工作等都要用到起重机。起重机中种数量最多，在大小工厂之中均有应用的就是小吨位的起重机，小吨位的桥式起重机广泛的用于轻量工件的吊运，在我国机械工业中占有十分重要的地位。但是，我国现在应用的各大起重机还是仿造国外落后技术制造出来的，而且已经在工厂内应用了多年，有些甚至还是七八十年代的产品，无论在质量上还是在功能上都满足不了日益增长的工业需求。如何设计使其成本最低化，布置合理化，功能现代化是我们研究的课题。本次设计就是对小吨位的桥式起重机进行设计，主要设计内容是QD型吊钩桥式起重机的三维造型结构设计，其中包括桥架结构的布置计算及校核，主梁结构的计算及校核，端梁结构的计算及校核，主端梁连接以及大车运行机构零部件的选择及校核。 关键词：起重机；大车运行机构；桥架；主端梁；小吨位
ABSTRACT As China's manufacturing industry, more and more applications crane to which industrial production. Carry a heavy load in the factory, machine parts up and down, the work of lifting parts of shipment, assembly line work should be fixed on the crane is used. The largest number of species of cranes, both in the size of the factory into the application is small tonnage cranes, bridge cranes small tonnage of lightweight parts for a wide range of lifting, in China's machinery industry plays a very important position. However, our current application, or copy large crane behind the technology produced abroad, and has been applied in the factory for many years, and some 70 to 80 years of products, both in quality or functionality are not growing to meet the industrial demand. How to design it the lowest cost, rationalize the layout, function modernization is the subject of our study. This design is for small tonnage bridge crane design, the main design elements are QD crane structure and operation of institutions, including the bridge structure, calculation and checking the layout, the main beam structure calculation and checking , end beams calculation and checking, the main end beam connect and run the cart and checking body parts of choice. Keywords: Crane；The moving mainframe；Bridge；Main beam and end beam；Small tonnage