目录
第1 章 MATLAB基础 (2)
第2 章 SIMULINK环境和模型库 (3)
第3 章三相桥式全控整流电路基本原理原理 (6)
第4 章三相逆变桥原理 (7)
第5 章 PWM控制技术原理 (10)
第6 章脉冲触发器 (13)
第7 章直流调速系统的仿真 (14)
第8 章交流调速系统的仿真 (18)
主要参考文献 (23)
第一章MATLAB基础
1.1MATLAB介绍
MA TLAB是一种科学计算软件。MA TLAB是Matrix Laboratory (矩阵实验室)的缩写，这是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。早期的MA TLAB 主要用于解决科学和工程的复杂数学计算问题。由于它使用方便、输入便捷、运算、高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户自行扩展的空间，因此特别受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学和科学研究的常用软件。
MA TLAB由美国Mathworks公司于1984年开始推出，历经升级，到2001年已经有了6.0 版，现在MA TLAB 6.1、6.5、7.0 版都已相继面世。早期的MA TLAB 在DOS环境下运行，1990年推出了Windows版本。1993年，Mathworks 公司又推出了MA TLAB 的微机版，充分支持在Microsoft Windows 界面下的编程，它的功能越来越强大，在科技和工程界广为传播，是各种科学计算软件中使用频率最高的软件。
MA TLAB 比较易学，它只有一种数据类型(即64 位双精度二进制)，一种标准的输入输出语句，它用解释方式工作，不需要编译，一般人门后经过自学就可以掌握。如果有不清楚的地方，可以通过它的帮助( help)和演示(demo)功能得到启示。学习MA TLAB 的难点在于，它有大量函数，这些MA TLAB 函数仅基本部分就有700多个，其中常用的有200 -300个，掌握和记忆起来都比较困难。
1993 年出现了SIMULINK，这是基于框图的仿真平台，SIMULINK 挂接在MA TLAB 环境上，以MA TLAB 的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。SIMULINK 提供了各种仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大便利。在SIMULINK 平台上，拖拉和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。在SIMULINK 平台上，仿真模型的可读性很强，这就避免了在MA TLAB 窗口使用MA TLAB 命令和函数仿真时，需要熟悉记忆大量M 函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑是最好的福音。现在的MA TLAB 都同时捆绑了SIMULINK，SIMULINK 的版本也在不断地升级，从1993 年的MA TLAB 4.0/SIMULINK 1.0 版到2001 年的MA TLAB 6. 1/SIMULINK 4. 1 版，2002 年即推出了MA TLAB 6. 5/SIMULINK5.0 版。MA TLAB 已经不再是单纯的"矩阵实验室"了，它已经成为一个高级计算和仿真平台。
SIMULINK 原本是为控制系统的仿真而建立的工具箱，在使用中易编程、易拓展，并且可以解决MA TLAB 不易解决的非线性、变系数等问题。它能支持连续系统和离散系统的仿真，支持连续离散混合系统的仿真，也支持线性和非线性系统的仿真，并且支持多种采样频率( Multirate )系统的仿真，也就是不同的系统能以不同的采样频率组合，这样就可以仿真较大、较复杂的系统。因此，各科学领域根据自己的仿真需要，以MA TLAB 为基础，开发了大量的专用仿真程序，并把这些程序以模块的形式都放入SIMULINK 中，形成了模块库。SIMU- LINK 的模块库实际上就是用MA TLAB 基本语句编写的子程序集。现在SIMULINK 模块库有三级树状的子目录，在一级目录下就包含了SIMULINK 最早开发的数学计算工具箱、控制系统工具箱的内容，之后开发的信号处理工具箱(DSP Blocks) 、通信系统工具箱(Comm) 等也并行列入模块库的一级子目录，逐级打开模块库浏览器(SIMULINK Library Browser) 的目录，就可以看到这些模块。从SIMULINK 4. 1 版开始，有了电力系统模块库(Power System Blockset) ，该模块库主要由加拿大HydroQuebec 和TECSIM Ir阳口lational 公司共同开发。在SIMU- LINK 环境下用电力系统模块库的模块，可以方便地进行RLC 电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真。本书中电力电子和电力拖动控制系统的仿真就是在
MA TLAB/SIMULINK 环境下，主要使用电力系统模块库和SIMULINK 两个模块库进行。通过电力电子电路和电机控制系统的仿真，不仅展示了MA TLAB/SIMULINK 的强大功能，并且可以学习控制系统仿真的方法和技巧，研究电路和系统的原理和性能。由于SIMULINK 和MA TLAB 的密切依存关系，在介绍SIMULINK之前，必须首先介绍MA TLAB。MA TLAB 的一些基本命令和函数，尤其是MA TLAB 的绘图功能，是在电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真中要经常使用的。但是本书主要是介绍电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真，因此对MA TLAB 只介绍与本书有关的内容。MA TLAB 功能强大，有关MA TLAB 的书刊已经很多，对MA TLAB 更深入的要求，可以阅读其他介绍MA TLAB 的书籍。
第2 章SIMULINK 环境和模型库
MA TLAB 的SIMULINK 是很有特色的仿真环境，在此环境中，用户可以用点击拖动鼠标的方式绘制和组织系统或电路，并完成对系统和电路的仿真O原来的MA TLAB仿真编程是在文本窗口中进行的，编制的程序是一行行的命令和MA TLAB 函数，不直观也难以与实际的物理系统或电路建立形象的联系。在SIMULINK 环境中，系统的函数和电路元器件的模型都用框图来表达，框图之间的连线则表示了信号流动的方向。对用户来说，只要学习图形界面的使用方法和熟悉模型库的内容，就可以很方便地使用鼠标和键盘进行系统和电路的仿真，而不必去记那些复杂的函数，这无疑是受欢迎的。MA TLAB 的工具箱已经有极其丰富的内涵，现在结合本书的内容，主要介绍SIMULINK工作环境和系统仿真(SIMULINK) 和电力系统(Power System Block)两个模理库。
2.1系统仿真(SIMULINK) 环境
系统仿真(SIMULINK) 环境也称工具箱(Toolbox) ，是MA TLAB 最早开发的，它包括SIMULINK仿真平台和系统仿真模型库两部分，主要用于仿真以数学函数和传递函数表达的系统，是20 世纪70 年代开发的连续系统仿真程序包(CCS)的继续，现在的系统仿真(SIMULINK)包括了连续系统、非线性系统和离散系统的仿真。由于SIMULINK 的仿真平台使用方便、功能强大，后来拓展的其他模型库也都共同使用这个仿真环境，成为MA TLAB 仿真的公共平台。SIMULINK是Simulation 和Link 两个英文单词的缩写，意思是仿真链接，MA TLAB模型库都在此环境中使用，从模型库中提取模型放到SIMULINK 的仿真平台上进行仿真。所以，有关SIMULINK 的操作是仿真应用的基础。
SIMULINK 作为面向系统框图的仿真平台，它具有如下特点:
(1) 以调用模块代替程序的编写，以模块连成的框图表示系统，点击模块即可以输入模块参数。以框图表示的系统应包括输入(激励源)、输出(观测仪器)和组成系统本身的模块。
(2) 画完系统框图，设置好仿真参数，即可启动仿真。这时，会自动完成仿真系统的初始化过程，将系统框图转换为仿真的数学方程，建立仿真的数据结构，并计算系统在给定激励下的响应。
(3) 系统运行的状态和结果可以通过波形和曲线观察，这和实验室中用示波器观察的效果几乎一致。
(4) 系统仿真的数据可以用以. mat 为后缀的文件保存，并且可以用其他数据处理软件进行处理。
(5) 如果系统框图绘制不完整或仿真过程中出现计算不收敛的情况，会给出一定的出错提示信息，但是这提示不一定准确，这是软件还不够完备的地方。
(6) 以框图形式对控制系统进行仿真是SIMULINK 的最早功能，后来在SIMULINK 的基础上叉开发了数字信号处理、通信系统、电力系统、模糊控制等数10 种模型库，但是SIMULINK 的窗口
界面是其他工具箱共用的平台，在此平台上可以进行控制系统、电力系统、通信系统等各种系统的仿真。
2.2SIMULINK模型库中的模块
在模型浏览器中属于SIMULINK 名下的模型有9 大类，其中激励源模型库( Sources) 和仪器仪表库(Sinks) 是比较特殊的，这两个模型库里面的模块前者只有输出端口，后者只有输入端口。其他模型库的模块都同时有输入和输出两种端口，这些模块用来组成仿真系统的本体，而激励源模型库的模块则用来为仿真系统提供各种输入信号，仪器仪表库的模块则用于观测或记录系统在输入信号作用下产生的响应。以下分别介绍各模型库中包含的典型环节模块。
2.2.1 连续系统模块库
连续系统(Continuous) 模块库包含的模块中，各模块主要功能见表2-7。该模块库主要用来构建连续控制系统的仿真模型，模块的详细使用方法可以查看帮助文件。
2.2.2 离散系统模块库
离散系统(Discrete) 模块库中包含的模块见表2-8 ，模块主要功能见表2-9。离散系统模块库功能基本上与连续系统模块库相对应，只不过离散系统模块库是对离散信号的处理。
2.2.3 函数与表格模块库
使用函数与表格(Functions &Tables)模块库内的模块可以在系统模型中插入M 函数、S 函数，以及各种方式建立的表格，使系统的仿真功能更强大。库中包含的模块见表二10 ，模块的主要功能说明见表2-11 a该模块库还不断有所增加。
2.2 .4 数学运算模块库
数学运算(Math) 模块库中的模块用来完成各种数学运算，包括加、减、乘、除以及复数计算、逻辑运算等等。模块图标与名称见表2-12，模块主要功能见表2-13。
2.2.5 非线性系统模块库
非线性系统(Nonlinear) 模块库中的模块用于模拟各种非线性环节，模块图标与名称及其主要功能分别见表2-14 和表2-15
2.2.6 信号与系统模块库
信号与系统(Signals &System) 模块库的模块图标与名称及其主要功能见表2-16 和表2-17。该模块岸有强大的功能，使用该模块库模块，可以进行复杂系统的仿真。
2.2.7 仪器仪表模块库
仪器仪表(Sinks) 模块库有九种显示和记录仪器仪表，用于观察信号波形或记录信号。仪器仪表模块库中的模块图标与名称及其主要功能见表2-18 和表2-19。
2.2.8 信号源模块库
信号源(Sources) 模块库提供了多达14 种的信号发生器，用于产生系统的激励信号，并且可以从工作间或.mat 文件读入信号数据。信号掠模块库的模块图标与名称及其主要功能分别见表2-20 和表2-21。
2.2.9 子系统模块库
子系统(Subsystem)模块库包括了许多按条件判断执行的模块，这里就不详细叙述了。
2.3电力系统模型库
电力系统模型库(Power System Blockset)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。利用这些模型可以模拟由电阻、电感、电容组成的电路，含电力电子器件的开关、整流和逆变、变频等装置，以及电力系统运行和故障的各种状态。在电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真中将主要使用该模型库的模型。电力系统模型库模块的使用与SIMULINK 模块的使用不同，电力系统模型库的模块必须连接在回路中使用，因此每个模块都有输入端和输出端，在回路中流动的是电流，并且电流通过每个电气元器件时产生电压降。SIMULINK 模块组成的是信号流程，流入流出模块的信号没有特定的物理含义，其含义要视仿真模型的对象而定。由电力系统模型库模块组成的电路和系统可以和SIMULINK 模型库中的控制单元连接、组合成控制系统，研究和观察在不同控制方案下系统的稳态和动态响应，为系统的设计提供依据。电力系统模型库中包含了7 个子模型库(见图2-26)，其中ExtraLibrary (其他电气子模型库)还包含了六个二级子模型库(见图2-27)。以下分别介绍各模型库中的模块及其简要功能。
2.3.1 电源模块库
电源(Electrical Sources) 模块库包含了电路和电力系统中使用的交流、直流电源，并且还有两个受控源，受控源输出的电压或电流可以受输入信号的控制。电源模块库中的模块图标与名称及其主要功能见表2-22 和表2-23。
2.3.2 电器元件模块库
电器元件(Elements) 模块库包含了各种常用的电器和电路元件的模型，如开关、变压器、电阻、电感和电容等。其中电阻、电感和电容以串联或并联的组合形式给出，可以通过参数的设置得到单个的或者两、三个电阻、电感或电容的组合，并且电阻、电感和电容的串并联模块元件的参数还有两种。变压器有普通线性变压器和带饱和特性的变压器，三相、单相变压器等多种形式模块，可供不同的仿真要求选用。电器元件库中的模块图标与名称及其主要功能分别见表2-24 和表2-25。
2.3.3 电机模块库
电机(Machines) 模块库提供了9 种直流电机、交流异步电机和同步电机的模型，电机的参数单位有标么值单位和标准单位制两种。并且如果电机的负载转矩大于电磁转矩，则电机则工作于发电状态;如果电机的负载转矩小于电磁转矩，则电机则工作于电动状态，所以电机模块既可以用作电动机，也可以作发电机用。电机模型库中还有励磁模块，汽轮机和水轮机的模型，以便组成同步机系统使用。电机模型库中有一个测量单元，测量单元是通用的，用来观测同步机和异步机的运行参数。电机模块图标与名称及其主要功能分别见表2-26 和表2-27。
2.3.4 电力电子元件模块库
电力电子元件(Power Electronics) 模块库包含了常用的晶闸管、可关断晶闸管、电力场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等模型，还有一个多功能桥模块。电力电子元件模块图标与名称及其主要功能见表2-28 和表2-29
2.3.5 连接件模块库
电力系统模型库中的模块连接有特殊要求，例如两个模块的输出端不能直接相连，需要使用连接件才能进行连接，连接件(Connectors )模块库则提供了组织电力电子仿真线路的各种连接件。连接件模块图标与名称见表2-30，模块的主要功能见表2-31。
2.3.6 测量仪自模块库
测量仪器(Measurements) 模块库中的模块用于电压、电流和阻抗的测量。与名称及其主要功能见表2-32和表2-33。
2.3.7 其他电气模块库
其他电气模块库(Extra Library )收入了没有包括在上述的6 个模型库中的其他电气元器件模型，
使用这些模型可以使电力系统仿真的功能更丰富O 其他电下面主要介气模块库又包含了6 个子库集，这6 个子库的名称与内容见表2-34绍其他电气模块库中连续系统仿真的子模块，而离散化模块的功能与其相对应的连续系统模块的功能是基本相同的。
2.3.7.1 控制模块子集
控制模块(Control Blocks) 子集中包含了6 种驱动模块和信号模块。控制模块子集中的模块图标与名称及其主要功能见表2-35 和表2-36。
2.3.7.2 测量模块子集
测量模块(Measurements) 子集是对测量仪器库模块的扩充。测量模块子集模块中的模块图标与名称及其主要功能见表2-37 和表2-38。
2.3.7.3 三相模型子集
三相模型(Three-phase Library) 子集的模块主要使用在三相电路中，其中包括了三相电阻、电感、电容、兰相断路器和各种三相变压器的模块，该子集中的模块图标与名称及其功能见表2-39 和表2-40。
第3章三相桥式全控整流电路基本原理
3.1三相桥式全控整流电路基本原理
三相桥式全控整流电路图是应用最为广泛的整流电路，其电路图如下：
图3.1
三相桥式全控整流电路的特点：
一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。
①2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。
②对触发脉冲的要求：1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60?。2)共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120?，共阳极组VT4、VT6、VT2也依次差120?。3)同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180?。
③Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。
④需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用）
⑤晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。
带电阻负载时的工作情况：
(1)当a≤60?时，u d波形均连续，对于电阻负载，i d波形与u d波形形状一样，也连续
波形图：a =0（图1）、a =30?（图2）、a =60?（图3）
(2)当a>60?时，u d波形每60?中有一段为零，u d波形不能出现负值
波形图：a =90?（图4）
(3)带电阻负载时三相桥式全控整流电路a角的移相范围是120?
晶闸管及输出整流电压的情况如表1所示：
表1
第4章三相逆变桥原理
三相桥式逆变电路如图3-1所示，图中应用GTO作为逆变开关，也可用其它全控型器件构成逆变器，若用晶闸管时，还应有强迫换流电路。
图3-1
从电路结构上看，如果把三相负载看成三相整流变压器的三个绕组，那么三相桥式逆变电路犹如三相桥式可控整流电路与三相二极管整流电路的反并联，其中可控电路用来实现直流到交流的逆变，不可
控电路为感性负载电流提供续流回路，完成无功能量的续流和反馈，因此D1～D6称为续流二极管或反馈二极管。
在三相桥式逆变电路中，各管的导通次序同整流电路一样，也是T1、T2、T3……T6、T1……各管的触发信号依次互差60?。根据各管的导通时间可以分为180?导通型和120?导通型两种工作方式，在180?导通型的逆变电路中，任意瞬间都有三只管子导通，各管导通时间为180?，同一桥臂中上下两只管子轮流导通，称为互补管。在120?导通型逆变电路中，各管导通120?，任意瞬间只有不同相的两只管子导通，同一桥臂中的两只管子不是瞬时互补导通，而是有60?的间隙时间，当某相中没有逆变管导通时，其感性电流经该相中的二极管流通。
导通方式及基本参数在180?导通型的三相逆变器中，每隔60?的各阶段其等效电路及相应相电压、线电压数值如图3-2所示。
图3-2
根据图3-2中各阶段的相电压数值，可以得出任何一相的相电压波形为六阶梯波，各相互差120?，如图3－3（a）所示。而线电压可由相电压相减得出，其波形如图3－3（b）所示，为脉宽120?的矩形波。
（a）相电压波形（b）线电压波形
图3－3
初相角为零的六阶梯波，其基波可用付氏级数求得，如A相相电压可表示为：
其余两相各差120?。相电压中无余弦项、偶数项和三的倍数次谐波，电压中最低为五次谐波，含量为基波的20％。
对于基波无初相角的矩形波线电压，其一般表达式为：
根据图3－3可以算出六阶梯波的相电压和方波线电压的有效值分别为：
实际的电压波形与上面分析的结果略有误差，这是由于在分析中忽略了换流过程，也未扣除逆变电路中的电压降落的缘故。
当三相逆变器按120 ?导通方式工作时，其输出电压波形如图3－4所示，与前面相反，这里相电压为矩形波，而线电压为六阶梯波。
（a）相电压波形（b）线电压波形
图3－4
对180?导通方式和120?导通方式进行比较可知：在120?方式中，上下两管之间有60?的间隙，对换流的安全有利，但是管子的利用率较低，并且若电机采用星形接法，则始终有一相绕组断开，在换流时会引起较高的感应电势，应采取过电压保护措施。而180?导通方式无论电动机在三角形还是星形接法时，正常工作都不会产生过电压，因此对于电压型逆变器，180?导通方式应用较为普遍。
第5章PWM控制技术原理
面积等效原理是PWM控制技术的重要理论基础。原理内容：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。冲量即指窄脉冲的面积。效果基本相同，是指环节的输出响应波形基本相同。如果把各输出波形用傅里叶变换分析，则其低频段非常接近，仅在高频段略有差异。
实例将图3-5a、b、c、d所示的脉冲作为输入，加在图3-6a所示的R-L电路上，设其电流i(t)为电路的输出，图3-6b给出了不同窄脉冲时i(t)的响应波形。
图3-5 形状不同而冲量相同的各种窄脉冲
图3-6 冲量相同的各种窄脉冲的响应波形
用PWM波代替正弦半波。将正弦半波看成是由N个彼此相连的脉冲宽度为 /N，但幅值顶部是曲线且大小按正弦规律变化的脉冲序列组成的。把上述脉冲序列利用相同数量的等幅而不等宽的矩形脉冲代替，使矩形脉冲的中点和相应正弦波部分的中点重合，且使矩形脉冲和相应的正弦波部分面积（冲量）相等，这就是PWM波形。对于正弦波的负半周，也可以用同样的方法得到PWM波形。脉冲的宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形，也称SPWM（Sinusoidal PWM）波形。PWM波形可分为等幅PWM波和不等幅PWM波两种，由直流电源产生的PWM波通常是等幅PWM波。基于等效面积原理，PWM波形还可以等效成其他所需要的波形，如等效所需要的非正弦交流波形等。
图3-7 用PWM波代替正弦半波
由于期望的逆变器输出是一个正弦电压波形，可以把一个正弦半波分作N等分。然后把每一等分的正弦曲线与横轴所包围的面积都用个与此面积相等的等高矩形脉冲来代替，矩形脉冲的中点与正弦波每一等分的中点重合。这样，由N个等幅不等宽的矩形脉冲所组成的波形为正弦的半周等效。同样，正弦
波的负半周也可用相同的方法来等效。
这一系列脉冲波形就是所期望的逆变器输出SPWM 波形。由于各脉冲的幅值相等，所以逆变器可由恒定的直流电源供电，也就是说，这种交一直一交变频器中的整流器采用不可控的二极管整流器就可以了(见图2-1，2-2，2-3 )。逆变器输出脉冲的幅值就是整流器的输出电压。当逆变器各开关器件都是在理想状态下工作时，驱动相应开关器件的信号也应为与形状相似的一系列脉冲波形，这是很容易推断出来的。
从理论上讲，这一系列脉冲波形的宽度可以严格地用计算方法求得，作为控制逆变器中各开关器件通断的依据。但较为实用的办法是引用通信技术中的“调制”这一概念，以所期望的波形(在这里是正弦波)作为调制波(ModulationWave )，而受它调制的信号称为载波(Carrier Wave )。在SPWM 中常用等腰三角波作为载波，因为等腰三角波是上下宽度线性对称变化的波形，当它与任何一个光滑的曲线相交时，在交点的时刻控制开关器件的通断，即可得到一组等幅而脉冲宽度正比于该曲线函数值的矩形脉冲，这正是SPWM 所需要的结果。
图2-4是SPWM 变频器的主电路，图中VTl~VT6是逆变器的六个功率开关器件(在这里画的是IGBT)，各由一个续流二极管反并联，整个逆变器由恒值直流电压U 供电。图2-5是它的控制电路，一组三相对称的正弦参考电压信号由参
要求的输出频率范围内可调。参考信号的幅值也可在一定范围内变化，决定输出电压的大小。三角载波信号C U 是共用的，分别与每相参考电压比较后，给出“正”或“零”的饱和输出，产生SPWM 脉冲序列波
,,da db dc
U U U 作为逆变器功率开关器件的驱动控制信号。
2-4主电路
当rU U '/2UN d u U =-时，给V4导通信号，给V1关断信号'/2UN d u U =-给V1(V4)加导
通信号时，可能是V1(V4)导通，也可能是VD1(VD4)导通。
d U 和'W N u 的PWM 波形只有±Ud/2两种电平。当urU>uc 时，给V1导通信号，给V4关断信号，
'/2UN d u U =-。U V u 波形可由''U N VN u u -得出，当1和6通时，U V u =d U ，当3和4通时，U V u =－d U ，当1和3或4和6通时，U V u =0。输
出线电压PWM 波由±Ud 和0三种电平构成负载相电压PWM 波由(±2/3)
d U 、(±1/3) d U 和0共5
种电平组成。 防直通的死区时间同一相上下两臂的驱动信号互补，为防止上下臂直通而造成短路，留一小段上下臂都施加关断信号的死区时间。死区时间的长短主要由开关器件的关断时间决定。死区时间会给输出的PWM 波带来影响，使其稍稍偏离正弦波。
第6章 脉冲触发器
6.1 触发器作用
气体放电灯的特点就是启动电压（亦称“着火电压”）明显地高于恒定状态之下能够维持放电的工作电压。换言之，当气体放电灯气体放电真正进入弧光放电的工作状态时，其所需的维持电压就相当低了。气体放电灯的这一特性使得供电网络的电源电压一般都不能使得光源直接正常启动并进入工作状态，必须采用辅助的启动装置来提供瞬时明显高于工作电压触发电能，这个装置就是触发器，由于较多地采用了电子线路，亦称为电子触发器。
6.2 触发器的工作原理
触发器的工作原理可由下列方框图表示。
当电源接通后，在整流或升压元件作用下使储能元件（电容）通过一定的时间充电而存贮相当的电能，然后由受控制元件触发使储能元件上的积存能量通过震荡或升压元件瞬时转变为高频脉冲释放，从而使灯启动、点燃。
6.3 触发器的主要性能
6.3.1 启动性能
触发器应能在额定电源电压的92%时，在不大于5S的时间内，将与之配套的灯正常启动。
6.3.2 脉冲幅度
在规定电压下，正向（负向）脉冲波形上的第一个峰（主峰）的幅值，应符合产品标准规定。如钠灯35W～100W应为：2.5～4.0kV；150W～400W应为：2.5～4.5 kV；1000W应为：4～6 kV。
6.3.3 脉冲宽度
在规定电压下，正向（负向）脉冲波形主峰上按规定幅值处的脉冲持续时间。其宽度不小于1μS。
6.3.4 脉冲电角度
脉冲波形发生在规定电源电压每一周期上所处位置的角度。应在60～90°、240～270°。
6.3.5 开启脉冲电源电压
能够使触发器产生脉冲波形的最低电源电压。正常情况：175V±15V；＋40℃和－40℃：175V±15V。
6.3.6 关闭脉冲电源电压
能使触发器输出脉冲消失的最高电源电压。关闭脉冲电源电压应低于开启脉冲电源电压下限－5V，这样就避免了灯正常燃点后触发器仍在继续工作。
6.3.7 触发距离
当触发器与光源相距一段长度（如5米以上）的情况之下，就应充分考虑触发器至光源那段平行线间的等效电容所引起的能量损耗的问题。在业内，有“短”、“中”、“长”的触发距离之分或以一定距离所使用的特定导线的等效电容量（微微法拉或Pf）表示。≤300pf视为短距离，不超过5米；300～1500pf 视为中距离，处在5～15米之间；＞1500pf视作为远距离，15米以上。
第7 章直流调速系统的仿真
直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。在20 世纪60 年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性，本章主要通过仿真研究直流调速的基本原理和调速性能。
7.1 直流电动机开环调速系统仿真
直流开环调速系统的电气原理如图6-1 所示。直流电动机电枢由三相晶闸管调节晶闸管整流电路经平波电抗器L供电，并通过改变触发器移相控制信号U c的控制角，从而改变整流器的输出电压实现直流电动机的调速。该系统的仿真模型如图6-2 所示。在仿真中为了简化模型，省略了整流变压器和同步变压器，整流器和触发同步使用同一交流电源，直流电动机励磁由直流电源直接供电。触发器(6-Pulse
Generator)的同步电压连接参见本书相关部分内部。触发器的控制角(alphιdeg端)通过了移相控制环节(shifter)移相控制模块的输入是移相控制信号(图6-2 中U c).输出是控制角，移相控制信号U c由常数模块设定。移相特性如图6-3 所示。移相特性的数学表达式为α=90°+（90°-αmin）/ Ucm 在本模型中取αmin = 30 , Ucm = ±lOV，所以α=90 + 6Uc。在电动机的负载转矩输入端TL 接入了斜坡(Ramp) 和饱和(Satutration )两个串联模块，斜坡模块用于设置负载转短上升速度和加载的时刻，饱和模块用于限制负载转矩的最大值。
通过仿真实验和多组仿真实验结果对比分析可知，当触发角α发生改变时，电路的工作情况也发生变化。α增大ud平均值降低，Id也随之降低。滤波电感，使得谐波含量减少，波形更加平缓光滑。
本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上，利用MA TLAB面向对象的设计思想和电气元件的仿真系统，建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其进行了仿真研究。
触发角度为α=80°
整流后的电压波形如上图
上图依次为直流电机的转速曲线，电枢电流曲线，励磁电流曲线以及电磁转矩曲线
第8 章交流调速系统的仿真
自20 世纪80 年代以来交流调速发展很快，交流电动机具有维护简单，体积小重量轻等特点，随着电力电子交流调压、变频和控制技术的日趋成熟，交流调速在应用中越来越普遍。本章主要通过仿真，研究交流调速的性能和控制问题。
8.1转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统仿真
转速开环恒压频比控制是交流电机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都带有这项功能，恒压频比的转速开环工作方式能满足大多数场合交流电动机调速控制的要求，并且使用方便，是通用变频器的基本模式。采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中可以保持电动机气隙磁通基本恒定，在相同转矩条件下电动机的转差率基本不变，所以电动机有较硬的机械特性，使电动机有较好的调速性能。但是如果频率较低，定子阻抗压降所占比重较大,电动机难以保持气隙磁通不变，电动机的最大转矩将随频率的下降而减小。为了使电动机在低频低速时仍有较大的转矩，需要进行低频电压补偿，在低频时适当提高定子电压，使电动机仍有较大的转矩。恒压频比变频调速系统的基本原理结构如图7-6 所示，系统由升降速时间设定、Ulf 曲线、SPWM 调制和驱动等环节组成。其巾升降速时间设定用来限制电动机的升频速度，避免转速七升过快而造成电流和转矩的冲击，起软起动控制的作用。U/f 曲线用于根据频率确定相应的电压，以保持压频比不变( U/f= 常数)，并在低频时进行适当的电压补偿。SPWM 和驱动环节将根据频率和电压要求产生按正弦脉宽调制的驱动信号，控制逆变器以实现电动机的变压变频调速。
为分析转速和转矩产生较大披动的原因，将起动过程中一段的电压、转速等波形展开如图7-10 所示。从逆变器输出电压的波形(见图7-lOb) 中可以看到，输出电压的频率变化呈现出不规则，电压频率不是均匀地上升，中间部分时段电压波形的周期变大，频率减小。将起动过程中的升频曲线(见图7- lOd) 和相应时段的正弦调制信号(见图7-10c) ，以及转速曲线(见图7-10a) 相比较，在频率变化的边界上，正弦调制信号和转速都发生了畸变，这是因为频率变化的时刻不一定是发生在调制信号一个完整周期的末尾，在调制正弦信号一周期尚未结束时，频率发生了变化就可能使下一周期信号的前半周期变宽或变窄,使相应的一周期频率减小或增加。进一步比较频率变化时刻的三相电压波形，这时的三相电压Te(N 'm) 的相序也可能异常，出现瞬时的c) 负相序，电动机也产生了负的转图7-9 转速开环变频调速系统仿真结果矩，从而使电动机的转矩和转速a) 逆变器输出线电压b) 转速波形发生急剧波动。延长起动时间, c) 转速-转矩特性波动的情况可以减小，但是波动还是存在的。如果起动时间设定过小，在正弦一周内发生多次频率的变化，还可以出现增频现象，使逆变器输出频率超过设定频率(50Hz) ，电动机转速出现超调。因此采用等时间间隔的升频过程，都难以完全避免输出电压周期不规则的现象，工程上称之为"跳频"现象。
占空比为0.8，载波频率为调制波的27倍
交流调速系统概述 1.1、交流调速系统的特点 对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类,这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分的。所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能—机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。相比于直流电动机，交流电动机具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，以及易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。 随着电力电子技术，大规模集成电路和计算机控制技术的迅速发展，交流可调传动得到了广泛的发展，诸如交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速，特别是矢量控制技术的应用，使得交流调速系统逐步具备了宽的调速范围、较高的稳速精度、快速的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能。现在从数百瓦的伺服系统到数百千瓦的特大功率高速传动系统，从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应、大范围的调速传动，从单机传动到多机协调运转，已几乎都可采用交流调速传动。 1.2交流调速系统的应用 由于交流调速系统的优越性，其已经普遍应用于现代工业中，主要由以下几个方面：（1）、风机、水泵、压缩机耗能占工业用电的40%，进行变频、串级调速，可以节能。 （2）、对电梯等垂直升降装置调速实现无级调速，运行平稳、档次提高。 （3）、纺织、造纸、印刷、烟草等各种生产机械，采用交流无级变速，提高产品的质量和效率。 （4）、钢铁企业在轧钢、输料、通风等多种电气传动设备上使用交流变频传动。 （5）、有色冶金行业如冶炼厂对回转炉、培烧炉、球磨机、给料等进行变频无级调速控制。 （6）、油田利用变频器拖动输油泵控制输油管线输油。此外，在炼油行业变频器还被应用于锅炉引风、送风、输煤等控制系统。 （7）、变频器用于供水企业、高层建筑的恒压供水。 （8）、变频器在食品、饮料、包装生产线上被广泛使用，提高调速性能和产品质量。 （9）、变频器在建材、陶瓷行业也获得大量应用。如水泥厂的回转窑、给料机、风机均可采用交流无级变速。 （10）、机械行业是企业最多、分布最广的基础行业。从电线电缆的制造到数控机床的制造。电线电缆的拉制需要大量的交流调速系统。一台高档数控机床上就需要多台交流调速甚至精确定位传动系统，主轴一般采用变频器调速（只调节转速）或交流伺服主轴系统（既无级变速又使刀具准确定位停止），各伺服轴均使用交流伺服系统，各轴联动完成指定坐标位置移动。
实验四 直流调速系统仿真与设计 一、 实验目的 1、掌握连续部分的程序实现方法； 2、熟悉仿真程序的编写方法。 二、 实验容 一转速、电流双闭环控制的H 型双极式PWM 直流调速系统，已知电动机参数为：N P =200W ，N U =48V ，N I =4A ，额定转速 500r/min ，电枢电阻Ra=6.5欧，电枢回路总电阻R=8欧，允许电流过载倍数2λ=，电势系数C 0.12min/e V r =?，电磁时间常数s T l 015.0=，机电时间常数s T m 2.0=，电流反馈滤波时间常数 s T oi 001.0=，转速反馈滤波时间常数s T on 005.0=。设调节器输入输出电压** nm im cm U U U 10V ===，调节器输入电阻Ω=k R 400。已计算出电力晶体管D202 的开关频率f 1kHz =，PWM 环节的放大倍数s K 4.8 =。 试对该系统进行动态参数设计，设计指标：稳态无静差，电流超调量i 5%σ≤；空载 起动到额定转速时的转速超调量n 20%σ≤；过渡过程时间s t 0.1s ≤。 建立系统的仿真模型，并进行仿真验证。 一、 设计计算 1. 稳态参数计算 根据两调节器都选用PI 调节器的结构，稳态时电流和转速偏差均应为零；两调 节器的输出限幅值均选择为12V 电流反馈系数；A V A V I U im /25.14210nom * =?==λβ 转速反馈系数：r V r V n U nm min/02.0min /50010max *?===α 2. 电流环设计 （1）确定时间常数 电流滤波时间常数T oi =0.2ms ，按电流环小时间常数环节的近似处理方法，则
仿真设计报告
转速、电流双闭环直流调速系统的Simulink仿真设计 一、系统设计目的 直流调速系统具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，所以在电气传动中获得了广泛应用。根据直流电动机的工作原理建立了双闭环直流调速系统的数学模型，并详细分析了系统的原理及其静态和动态性能。按照自动控制原理，对双闭环调速系统的设计参数进行分析和计算，利用Simulink对系统进行了各种参数给定下的仿真，通过仿真获得了参数整定的依据。在理论分析和仿真研究的基础上，设计了一套实验用双闭环直流调速系统。对系统的性能指标进行了实验测试，表明所设计的双闭环调速系统运行稳定可靠，具有较好的静态和动态性能，达到了设计要求。采用MATLAB 软件中的控制工具箱对直流电动机双闭环调速系统进行计算机辅助设计，并用SIMULINK进行动态数字仿真，同时查看仿真波形，以此验证设计的调速系统是否可行。 二、系统理论分析 2.1双闭环直流调速系统工作原理 电动机在启动阶段，电动机的实际转速低于给定值，速度调节器的输入端偏差信号，经放大后输出的电压保持为限幅值，速度调节器工作在开环状态，速度调节器的输出电压作为电流给定值送入电流调节器，此时以最大电流给定值使电流调节器输出移相信号直流电压迅速上升，电流也随即增大直到最大给定值，电动机以最大电流恒流加速启动。电动机的最大电流可通过整定速度调节器的输出限幅值来改变。在转速上升到给定转速后，速度调节器输入端的偏差信号减小到近于零，速度调节器和电流调节器退出饱和状态,闭环调节开始起作用。对负载引起的转速波动，速度调节器输入端偏差信号将随时通过速度调节器、电流调节器修正触发器的移相电压，使整流桥输出的直流电压相应变化校正和补偿电动机的转速偏差。另外电流调节器的小时间常数，还能对因电网波动引起的电枢电流的变化进行快速调节，可在电动机转速还未来得及发生改变时，迅速使电流恢
实验2.1直流电路分析和仿真实验报告实验题目：直流电路分析和仿真 实验目的： 1.学习Multisim建立电路，分析直流电路的方法。 2.熟悉Multisim分析仿真模式中输出结果的常用后处理方法。 3.熟悉伏安特性的仿真测量。 4.通过实验加深对叠加定理和戴维南定理的理解。 实验内容： 1.测量二极管伏安特性 （1）建立如图所示仿真电路。 （2）通过操作的到二极管伏安特性曲线。
2.验证叠加定理 （1）建立如图所示仿真电路。 （2）仿真开关后分别在每种电源单独作用和共同作用时，用电压表测量个支路电压，记录在表格中，验证叠加定理。
可以发现，理论值与实际值十分接近，仿真模拟十分准确。 3.求戴维南等效电路 （1）建立如图所示仿真电路。
（3）用直流扫描分析方法求出a，b做端口的戴维南等效电路参数。让测试电流源从0变化到10mA，测量得到的扫描曲线，得到a，b端口的开路电压和等效电阻。 直流扫描分析： 导入excel，做出函数图像，求出其函数表达式为y=708.5x+8.25 则仿真结果的开路电压为8.25v，等效电阻为708.5Ω。 理论计算值为 V=15*330/（270+330）=8.25，R=560+270*330/(270+330)=708.5Ω。 两者相符。 4.验证最大功率传输定理 （1）建立如图所示仿真电路。
（2）选择simulate/analyses/parameter meter,设定R4阻值从500Ω变化到1.6k，步长为0.5，输出选择为R4的功率。启动分析仿真后得到R4功率随其阻值变化的曲线。 （3）打开测量游标，查找曲线最大值，得到最大功率值及其对应的负载电阻值。 其中最大功率值为24.016mW，对应的负载电阻为708.333Ω 思考：如何让软件自动寻找曲线的最大值？ 答：得到参数扫描分析图像后，点击曲线图中的属性，选择光标开，在点击选择数值，仅勾选max y，点击确定做出有光标的图像，再讲光标移到max y出，此时x的坐标即为所对饮的负载电阻值。 思考：在验证最大功率传输定理时，如何同时显示R4消耗功率和V1输出功率的曲线？ 答：在进行参数扫描时，在输出选项中，同时勾选p（v1）和p（R4）再进行仿真即可。
TG n ASR ACR U *n + - U n U i U * i + - U c TA V M + - U d I d UP L - M T 双闭环直流调速系统的设计与仿真 1、实验目的 1．熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本原理。 2．掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。 3．掌握调节器的工程设计及仿真方法。 2、实验内容 1．调节器的工程设计 2．仿真模型建立 3．系统仿真分析 3、实验要求 用电机参数建立相应仿真模型进行仿真 4、双闭环直流调速系统组成及工作原理 晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机—发电机组等组成。 本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压U ct 作为触发器的移相控制电压，改变U ct 的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。 为了实现转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别调节转速和电流，即分别引入转速负反馈和电流负反馈，二者之间实行嵌套联接，如图 4.1。把转速调节器的输出当作电流调节器的输入，再用电流的输出去控制电力电子变换器UPE 。在结构上，电流环作为内环，转速环作为外环，形成了转速、电流双闭环调速系统。为了获得良好的静、动态特性，转速和电流两个调节器采用PI 调节器。 图4.1 转速、电流双闭环调速系统 5、电机参数及设计要求 5.1电机参数 直流电动机：220V ，136A ，1460r/min ，C e =0.192V ? min/r ，允许过载倍数=1.5，晶闸管装置放大系数：K s =40 电枢回路总电阻：R=0.5 时间常数：T l =0.00167s, T m =0.075s 电流反馈系数：β=0.05V/A
《运动控制系统》课程设计说明书 课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 转速、电流反馈控制直流调速系统仿真 初始条件： 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电机参数为：额定电压220V U =,额定电流 136I A =； 额定转速n 1460rpm =,0.132min/e V r C =?，允许过载倍数 1.5λ=；晶闸管装置放大系数40s K =；电枢回路总电阻0.5R =Ω；时间常数0.03,0.18l m s s T T ==；电流反馈系数0.05/V A β=;转速反馈系数0.007min/V r α=? 要求完成的主要任务: （1）用MATLAB 建立电流环仿真模型； （2）分析电流环无超调、临界超调、超调较大仿真曲线； （3）用MATLAB 建立转速环仿真模型； （4）分析转速环空载起动、满载起动、抗扰波形图仿真曲线； （5）电流超调量5%i σ≤，转速超调量10%n σ≤。 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。本文介绍了双闭环调速系统的基本原理，而且用Simulink 对系统进行仿真。
转速、电流反馈控制直流调速系统仿真 1 设计的初始条件及任务 1.1概述 本次仿真设计需要用到的是Simulink 仿真方法，Simulink 是Matlab 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink 具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink 已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。 1.2初始条件 某晶闸管供电的双闭环直流调速系统，整流装置采用三相桥式电路，基本数据如下：直流电机参数为：额定电压220V U =,额定电流136I A =；额定转速n 1460rpm =,0.132min/e V r C =?，允许过载倍数 1.5λ=；晶闸管装置放大系数40s K =；电枢回路总电阻0.5R =Ω；时间常数0.03,0.18l m s s T T ==；电流反馈系数0.05/V A β=；转速反馈系数0.007min/V r α=?。 1.3要完成的任务 1）用MATLAB 建立电流环仿真模型； 2）分析电流环无超调、临界超调、超调较大仿真曲线； 3）用MATLAB 建立转速环仿真模型； 4）分析转速环空载起动、满载起动、抗扰波形图仿真曲线； 5）电流超调量5%i σ≤，转速超调量10%n σ≤。
东北大学秦皇岛分校控制工程学院自动控制系统课程设计 设计题目：直流电动机开环调速系统 设计与仿真 专业名称自动化 班级学号 学生姓名 指导教师 设计时间2015.7.13~2014.7.24 成绩
目录 1.设计任务书 (3) 2.概述 (4) 2.1前言 (4) 2.2 系统原理 (4) 2.3 simulink框图 (5) 3.元件参数设置 (7) 3.1三相交流电压源设置 (7) 3.2.同步六脉冲触发器 (7) 3.3.三相全控桥整流电路 (8) 3.4.直流电动机设计 (8) 4.仿真结果分析 (9) α=时 (12) 4.2 当30o α=时 (14) 4.3 当60o α=时 (17) 4.4 当90o 4.5励磁电流 (19) 5.结论 (20) 6.参考文献 (22) 7.结束语 (22)
东北大学秦皇岛分校控制工程学院 《自动控制系统》课程设计任务书 专业自动化班级姓名 设计题目：直流电动机开环调速系统设计与仿真 一、设计实验条件 地点：实验室 实验设备：PC机 二、设计任务 直流电动机的额定数据为220V，136A，1460r/min，4极， R=0.21 ， a 22 GD=22.5N m；励磁电压为220V，励磁电流为1.5A。采用三相桥式全控整流电路。平波电抗器 L=200mH。 p 设计要求：设计并仿真该晶闸管-电动机（V-M）开环调速系统。观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时电动机的转速、转矩和电流变化。 三、设计说明书的内容 1、设计题目与设计任务（设计任务书） 2、前言（绪论）(设计的目的、意义等) 3、主体设计部分 4、参考文献 5、结束语 四、设计时间与设计时间安排 1、设计时间：7月13日～7月24日 2、设计时间安排： 熟悉课题、收集资料：3天（7月13日～7月15日) 具体设计（含上机实验）：6天（7月16日～7月21日) 编写课程设计说明书：2天（7月22日～7月23日) 答辩：1天（7月24日）
实验三、直流仿真和建立电路模型 概述 本章将介绍参数的子网络，在分层设计中如何创建和使用它们。我们将从一个元件建模开始。对于性能较好的元件模型，最低层的子网络应包括封装寄生参数。一个测试模板将用来对一个可以计算，建立并检验的偏置网络的响应进行仿真并输出响应曲线。该实验中的电路是本教材中其它实验使用的放大器基础。 任务 ●建立一个考虑寄生参数的通用BJT模型，并保存在自电路中。 ●设置并运行大量DC仿真来确定其性能。 ●在数据显示中计算偏置电阻。 ●在DC仿真基础上建立一个偏置网络。 ●测试偏置网络。 目录 1.新建任务：amp_1900 (37) 2.设置一个通用BJT符号和模型卡 (37) 3.对电路添加寄生参数和连接部分 (39) 4.观察缺省符号 (39) 5.设置设计参数和内建符号 (40) 6.用曲线指示模板测试bjt_pkg的子电路 (42) 7.修改参数扫描模板 (43) 8.在Beta=100和160时仿真 (44) 9.打开一个新设计，并在主窗口中查看你的所有文件 (45) 10.对直流偏置的参数扫描进行设置并仿真 (46) 11.计算共射电路偏置电阻Rb, Rc的值 (49) 12.偏置网络 (50) 13.对直流解作仿真和注释 (51) 14.选学：温度扫描 (52)
步骤 1、新建任务：amp_1900 a. 如果你还没有创建该任务，就请现在创建。然后在该信任务amp_1900中打 开一个新的原理图窗口并以bjt_pkg为名保存它，并在Option→preferences 中进行你希望的设置。 2、设置一个通用BJT符号和模型卡 a. 在原理图窗口中，选择面板Devices-BJT.。选择BJT-NPN放入原理图中， 如下所示。 b. 插入BJT_Model模型元件，如下所示。
电控学院 运动控制系统仿真课程设计 院（系）：电气与控制工程学院 专业班级： 姓名： 学号：
开环直流调速系统的动态建模与仿真 摘要： MATLAB仿真在科学研究中的地位越来越高，如何利用MATLAB仿真出理想的结果，关键在于如何准确的选择MATLAB的仿真。本文就简单的开环直流调速系统的MATLAB仿真这个例子，通过对MATLAB的仿真，得到不同的仿真结果。通过仿真结果的对比，对MATLAB的仿真进行研究。从而总结出如何在仿真过程中对MATLAB的仿真做到最优选择。 详细介绍了用MATLAB语言对《电机与拖动》中直流电动机调速仿真实验的仿真方法和模型建立。其仿真结果与理论分析一致，表明仿真是可信的，可以替代部分实物实验。首先在分析直流调速系统原理的基础上, 介绍了基于数学模型的仿真, 在仿真中可灵活调节相关参数, 优化参数设计。其次完成了基于系统框图, 并分析了调速系统的抗干扰能力。采用工程设计方法对开环直流调速系统进行设计,选择调节器结构,进行参数的计算和校验；给出系统动态结构图,建立起动、抗负载扰动的MATLAB 仿真模型。分析系统起动的转速和电流的仿真波形,并进行调试,使开环直流调速系统趋于合理与完善。
1.1课题背景 直流调速是现代电力拖动自动控制系统中发展较早的技术。在20世纪60年代，随着晶闸管的出现，现代电力电子和控制理论、计算机的结合促进了电力传动控制技术研究和应用的繁荣。晶闸管-直流电动机调速系统为现代工业提供了高效、高性能的动力。尽管目前交流调速的迅速发展，交流调速技术越趋成熟，以及交流电动机的经济性和易维护性，使交流调速广泛受到用户的欢迎。但是直流电动机调速系统以其优良的调速性能仍有广阔的市场，并且建立在反馈控制理论基础上的直流调速原理也是交流调速控制的基础。现在的直流和交流调速装置都是数字化的，使用的芯片和软件各有特点，但基本控制原理有其共性。 长期以来，仿真领域的研究重点是仿真模型的建立这一环节上，即在系统模型建立以后要设计一种算法。以使系统模型等为计算机所接受，然后再编制成计算机程序，并在计算机上运行。因此产生了各种仿真算法和仿真软件。 由于对模型建立和仿真实验研究较少，因此建模通常需要很长时间，同时仿真结果的分析也必须依赖有关专家，而对决策者缺乏直接的指导，这样就大大阻碍了仿真技术的推广应用。 MATLAB提供动态系统仿真工具Simulink，则是众多仿真软件中最强大、最优秀、最容易使用的一种。它有效的解决了以上仿真技术中的问题。在Simulink 中，对系统进行建模将变的非常简单，而且仿真过程是交互的，因此可以很随意的改变仿真参数，并且立即可以得到修改后的结果。另外，使用MATLAB中的各种分析工具，还可以对仿真结果进行分析和可视化。 Simulink可以超越理想的线性模型去探索更为现实的非线性问题的模型，如现实世界中的摩擦、空气阻力、齿轮啮合等自然现象；它可以仿真到宏观的星体，至微观的分子原子，它可以建模和仿真的对象的类型广泛，可以是机械的、电子的等现实存在的实体，也可以是理想的系统，可仿真动态系统的复杂性可大可小，可以是连续的、离散的或混合型的。Simulink会使你的计算机成为一个实验室，用它可对各种现实中存在的、不存在的、甚至是相反的系统进行建模与仿真。传统的研究方法主要有解析法，实验法与仿真实验，其中前两种方法在具有各自优点的同时也存在着不同的局限性。随着生产技术的发展，对电气传动在启制动、正反转以及调速精度、调速范围、静态特性、动态响应等方面提出了更高要求，
比例积分控制的单闭环直流调速系统仿真 一、实验目的 1．熟练使用MATLAB 下的SIMULINK 仿真软件。 2．通过改变比例系数K P 以及积分时间常数τ的值来研究K P 和τ对比例积分控制的直流调速系统的影响。 二、实验内容 1．调节器的工程设计 2．仿真模型建立 3．系统仿真分析 三、实验要求 建立仿真模型，对参数进行调整，从示波器观察仿真曲线，对比分析参数变化对系统稳定性，快速性等的影响。 四、实验原理 图4-1 带转速反馈的闭环直流调速系统原理图 调速范围和静差率是一对互相制约的性能指标，如果既要提高调速范围，又要降低静差率，唯一的方法采用反馈控制技术，构成转速闭环的控制系统。转速闭环控制可以减小转速降落，降低静差率，扩大调速范围。在直流调速系统中，将转速作为反馈量引进系统，与给定量进行比较，用比较后的偏差值进行系统控
制，可以有效的抑制甚至消除扰动造成的影响。 当t=0时突加输入U in时，由于比例部分的作用，输出量立即响应，突跳到U ex(t)=K P U in，实现了快速响应；随后U ex(t)按积分规律增长，U ex(t)=K P U in+ (t/τ)U in。在t=t1时，输入突降为0，U in=0，U ex(t)=(t1/τ)U in，使电力电子变换器的稳态输出电压足以克服负载电流压降，实现稳态转速无静差。 五、实验各环节的参数及K P和1/τ的参数的确定 5.1各环节的参数： 直流电动机：额定电压U N=220V，额定电流I dN=55A,额定转速n N=1000r/min,电动机电动势系数C e=0.192V ? min/r。 假定晶闸管整流装置输出电流可逆，装置的放大系数K s=44，滞后时间常数T s=0.00167s。 电枢回路总电阻R=1.0Ω，电枢回路电磁时间常数T l=0.00167s电力拖动系统机电时间常数T m=0.075s。 转速反馈系数α=0.01V ? min/r。 对应额定转速时的给定电压U n?=10V。 稳态性能指标D=20，s 5% 。 5.2 K P和1/τ的参数的确定： PI调节器的传递函数为 W PI(s)=K Pτs+1 τs =K P τ1s+1 τ1s 其中，τ1=K Pτ。 （1）确定时间常数 1）整流装置滞后时间常数T s=0.00167s；
实验报告 姓名：实验名称：直流稳压电源电路仿真设计 班级：实验时间： 一、实验目的： 1、认识理解直流稳压电源的构成 2、理解分析直流稳压电源各组成模块的功能 3、掌握单项桥式整流、电容滤波电路的特性。 4、掌握电源电路的仿真设计与分析方法。 二、实验内容： 1、直流稳压电源的基本组成 2、使用仿真软件绘制直流稳压电源电路，进行电路仿真测试 （1）整流电路参数及波形测量： 负载R L测量参数 直流分量（V）交流分量（V） V O波形 -15.309 8.037 240 -15.2857.956 120
D1 1B4B42 1 2 4 3 R1240Ω V1 220 Vrms 50 Hz 0° XSC1 A B Ext Trig + + _ _ +_ T1NLT_PQ_4_16 1 2 XMM1 6 5XMM2 3 4 (2)滤波电路参数测量 负载及电容 （R L /C ） 测量参数 直流分 量（V ） 交流 分量（V ） V O 波形 240/470 uF -20.22 3.75 120/100 uF -19.739 3.8
D1 1B4B42 1 2 4 3 R1 240ΩV1 220 Vrms 50 Hz 0° XSC1 A B Ext Trig + + _ _ +_ T1 NLT_PQ_4_16 1 2 XMM1 C1470uF 6 3 4 (3)稳压电路参数的测量 负载及电容 （R L /C ） 测量参数 直流分 量（V ） 交流 分量（V ） V O 波形 240/470 uF 0.379 0.027 120/100 uF 0.678 0.028
直流调速系统的MATLAB 仿真 一、开环直流速系统的仿真 开环直流调速系统的电气原理如图1所示。直流电动机的电枢由三相晶闸管整流电路经平波电抗器L 供电，通过改变触发器移相控制信号c U 调节晶闸管的控制角α，从而改变整流器的输出电压，实现直流电动机的调速。该系统的仿真模型如图2所示。 图1 开环直流调速系统电气原理图 图2 直流开环调速系统的仿真模型 为了减小整流器谐波对同步信号的影响，宜设三相交流电源电感s 0L =，直流电动机励磁由直流电源直接供电。触发器（6-Pulse ）的控制角（alpha_deg ）由移相控制信号c U 决定，移相特性的数学表达式为 min c cmax 9090U U αα?-=?-
在本模型中取min 30α=?，cmax 10V U =，所以c 906U α=-。在直流电动机的负载转矩输入端L T 用Step 模块设定加载时刻和加载转矩。 仿真算例1 已知一台四极直流电动机额定参数为N 220V U =，N 136A I =， N 1460r /min n =，a 0.2R =Ω，2222.5N m GD =?。励磁电压f 220V U =，励磁电流f 1.5A I =。采用三相桥式整流电路，设整流器内阻rec 0.3R =Ω。平波电抗器 d 20mH L =。仿真该晶闸管-直流电动机开环调速系统，观察电动机在全压起动和起动后加额定负载时的电机转速n 、电磁转矩 e T 、电枢电流d i 及电枢电压d u 的变化情况。N 220V U = 仿真步骤： 1）绘制系统的仿真模型（图2）。 2）设置模块参数（表1） ① 供电电源电压 N rec N 2min 2200.3136 130(V)2.34cos 2.34cos30U R I U α++?= =≈?? ② 电动机参数 励磁电阻： f f f 220146.7()1.5 U R I = ==Ω 励磁电感在恒定磁场控制时可取“0”。 电枢电阻： a 0.2R =Ω 电枢电感由下式估算： N a N N 0.422019.1 19.10.0021(H)2221460136 CU L pn I ?==?≈??? 电枢绕组和励磁绕组间的互感af L ： N a N e N 2200.2136 0.132(V min/r)1460 U R I K n --?= =≈?
摘要 对于可调速的电力拖动系统来说，工程上通常分为直流调速系统和交流调速系统两大类。根据电动机在电能和机械能的转换时电流制型式的不同来分类，关于交流调速系统，它利用交流电动机来进行电能—机械能的转换，并且通过控制产生我们所需要的转速。在电力拖动的发展过程中，交流调速系统和直流调速系统一直并存于各个工业领域中，但是，在科学技术发展的不同时期，他们所处的地位也有所不同。相对于直流调速系统，交流调速系统具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，等优点并且在向高速，高压和大功率的发展前景也较好。近年来，很多国家偏向于对交流调速系统的研究。 关键词：矢量控制，交流调速，变频器，变频调速 第一章交流调速系统的发展 1.1交流调速系统的发展历程 在工业发展的初级阶段，交流电动机仅仅作为动力使用而无需调速。随着工业的进一步发展，尤其是电子方面和起重运输机械的发展，才对电动机的调速提出了要求，才有了直流电动机的出现。直流电机提高了生产的连续性和产品的产量以及质量，并且以其快速的正反转，准确的定位逐渐取代了简单可靠的交流电机，并且到了了广泛的运用于各行业。 80年代以来，由于直流调速系统造价高，维护投入大等缺点，在工业较为发达的国家开始使用直流调速系统，并且逐渐取代直流调速系统。这主要是由于电力电子器件，脉宽调制技术，矢量控制技术的发展，特别是以微处理机为核心的全数字化控制的应用，这才使得简单廉价的交流电机又得以取代直流电机调速系统占据主导地位。 现代控制理论的发展和应用，才促成矢量控制的出现，更是奠定了现代交流电机调速技术的理论基础，这才使得交流电机调速系统的性能能够与直流调速系统相媲美。国家的重视使得各种各样的的交流调速系统不断被开发，应用，普及，节约了社会上的大量资源，更是将社会上的传统产业发生了巨大的变革。 1.2交流调速系统的发展趋势 1.2.1交流调速系统的高性能化 交流电动机是一个多变量，强耦合，非线性的被控对象，单单用电压/频率恒定控制是不能满足我们对调速系统的要求的。接下来，交流调速系统将采用矢量控制技术，它将使调速性能达到并且超过直流调速系统。 矢量变换控制是新时期控制技术的发展随之产生的控制理论和技术，它是根据直流电动机的控制特点模拟它的控制方式来进行交流电动机的控制。直流调速的调速性能好的根本原因是交流电动机的转矩比较容易控制，而交流电动机的调速性能差就由于它的转矩难以控制，所以，要想交流电机得到的控制性能和直流电机的一样，就要通过电机统一理论和坐标变换理论，通过将交流电机的定子电流分解成磁场定向坐标的磁场电流分量以及跟它相垂直的坐标的转矩电流分量，将固定的坐标系转化为旋转坐标系解耦后，就是把交流量的控制转化为
PWM可逆直流调速系统matlab 仿真实习
《运动控制系统仿真》课程设计 ——PWM直流调速系统的动态建模与仿真 学院：电气与控制工程学院 班级：自动化1104班 姓名：钟传琦 学号：1106050430 日期： 2014年6月27日
一、课程设计的目的及任务 《运动控制系统》是自动化专业的一门主干专业课程，在该课程学习结束后单独安排了1周的控制系统仿真课程设计。其目的是要求学生针对某个电机控制系统功能模块或整个控制系统进行设计与实现，使学生能进一步加深对课堂教学内容的理解，了解典型的电机控制系统基本控制原理和结构，掌握基本的调试方法，提高综合应用知识的能力、分析解决问题的能力和工程实践能力，并初步培养实事求是的工作作风和撰写科研总结报告的能力。 二、课程设计的基本要求 《运动控制系统》被控对象是交、直流电动机，能量转换是由电力电子器件构成的变换器，微机构成控制器。因此控制系统仿真课程设计学生应掌握以下基本内容： （1）交、直流电动机； （2）电力电子变换器； （3）微机控制器； （4）转速、电流等检测电路； （5）输入输出转换电路、调理电路和功放电路等。 三．课程设计的内容及基本要求 1．设计题目 1) 开环直流调速系统的动态建模与仿真 2) 单闭环有静差转速负反馈调速系统的动态建模与仿真 3) 单闭环无静差转速负反馈调速系统的动态建模与仿真 4) 带电流截止转速负反馈的单闭环调速系统的动态建模与仿真 5) 单闭环电压负反馈调速系统的动态建模与仿真 6) 双闭环直流调速系统的动态建模与仿真 α=有环流可逆直流调速系统的动态建模与仿真 7) β 8) 逻辑无环流可逆直流调速系统的动态建模与仿真 9)三相异步电动机数学模型的建立 10) PWM直流调速系统的动态建模与仿真 本文所选题目为：10) PWM直流调速系统的动态建模与仿真。 - 0 -
交流调速系统仿真分析 1 课题来源 本课题来源于三峡大学电气与新能源学院毕业论文自选课题。 2 研究的目的和意义 电动机(尤其是交流电动机)在工业.农业.交通运输.国防军事设施以及日常生活中被广泛的应用。其中许多的场合有着调速的要求从节能的角度出发。开发研究与风机，泵类负载相适应的配套调速装置，市场是非常广阔的，与我国的经济能源状况相适应，对交流系统进行建模仿真，可以熟悉交流调速系统的结构，掌握各种调速系统的优缺点，选择合理的方案，解决实际中的问题。 3 国内外的研究现状和发展趋势 目前，交流调速已进入逐步替代直流调速的时代。电力电子器件的发展为交流调速奠定了物质基础。50年代末出现了晶闸管，由晶闸管构成的静止变频电源输出方波和阶梯波的交变电压，取代旋转变频机组实现了变频调速，然而晶闸管属于半控型器件，可以控制导通，但不能由门极控制关断，因此由普通晶闸管组成的逆变器用于交流调速必须附加强迫换相电路。70年代以后，功率晶体管(GTR).门极关断晶闸管(GTO晶闸管).功率场效应晶闸管(Power MOSFET).绝缘栅双极晶体管(IGBT)。 MOS控制晶闸管(MCT)等已经先后问世，这些器件都是既能控制导通又能控制关断的自关断器件，又称全控型器件。它不再需要强迫换相电路，使得逆变器构成简单.结构紧凑。IGBT由于兼有MOSFET和GTR的优点，是用于中小功率目前最为流行的器件，MCT则综合了晶闸管的高电压.大电流的特性和MOSFET的快速开关特性，是极有发展前景的大功率.高频率开关器件。电力电子器件正在向大功率化.高频化.模块化.智能化的方向发展。80年代以后出现的功率集成电路(Power IC)，集功率开关器件，驱动电路，保护电路，接口电路于一体，目前已应用于交流调速的智能功率模块(Intelligent Power Module IPM)采用IGBT作为功率开关，含有电流传感器.驱动电路及过载.短路.超温.欠电压保护电路，实现了信号处理.故障诊断.自我保护等多种智能功能，既减少了体积.减轻了重量，又提高了可靠性，使用.维护都更加方便，是功率器件的重要发展方向。
直流调速系统仿真 目录 一．直流调速系统仿真 1.开环直流调速系统的仿真 2.单闭环有静差转速负反馈调速系统的建模与仿真 3.单闭环无静差转速负反馈调速系统的建模与仿真 4.单闭环电流截止转速负反馈调速系统的建模与仿真 5.单闭环电压负反馈调速系统的建模与仿真 6．单闭环电压负反馈和带电流正反馈调速系统的建模与仿真 7.单闭环转速负反馈调速系统定量仿真 8.双闭环直流调速系统定量仿真 9.PWM直流调速系统仿真 二．双闭环直流调速系统 1双闭环直流调速系统的工作原理 1.1双闭环直流调速系统的介绍 1.2双闭环直流调速系统的组成 1.3双闭环直流调速系统的稳态结构图和静特性 1.4双闭环直流调速系统的数学模型 2系统设计方法及步骤 2.1系统设计的一般原则 2.2电流环设计 2.2.1确定时间常数
2.2.2选择电流调节器结构 2.2.3选择电流调节器参数 2.2.4校验近似条件 2.3转速环设计 2.3.1确定时间常数 2.3.2选择转速调节器结构 2.3.3选择转速调节器参数 2.3.4校验近似条件 三．Simulink环境中的系统模型、仿真结果及分析 3.1Matlab和Simulink简介 3.2 Matlab建模与仿真 3.3电流环的MA TLAB计算及仿真 3.3.1电流环校正前后给定阶跃响的MA TLAB计算及仿真 3.3.2绘制单位阶跃扰动响应曲线并计算其性能指标 3.3.3单位冲激信号扰动的响应曲线 3.3.4电流环频域分析的MA TLAB计算及仿真 3.4转速环的MA TLAB计算及仿真 3.4.1转速环校正前后给定阶跃响应的MA TLAB计算及仿真 3.4.2绘制单位阶跃信号扰动响应曲线并计算其性能指标 3.4.3单位冲激信号扰动的响应曲线 3.4.4转速环频域分析的MA TLAB计算及仿真 4V-M双闭环直流不可逆调速系统的电气原理总图
转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统仿真 一：课题背景： 随着时间经济的不算发展，科学技术的不断提高，充分有效的利用能源已成为紧迫的问题，为了寻求高效可用的能源，各个国家都投入大量的人力和财力，进行不懈的努力研究。就目前而言，电能是全世界消耗最多的能源之一，同时也是浪费最多的能源之一，为解决能源问题先从电能着手，其中其代表性的就是电机的控制。电机是一种将电能转换成机械能的设备，它的用途非常广泛，在现代社会生活中随处可见电机的身影，在发达国家中生产的总电能有一半以上用于电机的能量转换，而这些电机转动系统当中的90%左右又是交流异步电动机。在国内，电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%，并且使用中的电机绝大部风还是中小型异步电机，加之设备的陈旧，管理、控制技术跟不上，所浪费的电能甚多。能源工业作为国名经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都起着极为重要的作用，在高速增长的经济条件下，我国能源工业面临着经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明，的、受资金、技术能源价格的影响，我国能源利用效率比发达国家低很多。为此，国家十五计划中，在电机系统节能方面投入的资金高达500亿元左右，由此可见，在我国异步电动机的变频调速系统将有着巨大的市场潜能。
二：仿真原理 转速开环恒压频比控制室交流电动机变频调速最基本的控制方式，一般变频调速装置都带有这项功能，恒压频比的转速开环工作方式能满足大多数场合交流异步电动机调速控制的要求，并且使用更方便，是通用变频器的基本方式。采用恒压频比控制，在基频以下的调速过程中可以保持电动机气隙磁通基本不变，在恒定负载情况下（恒转矩），电动机在变频调速过程中的转差率基本不变，所以电动机的机械特性较硬，电动机有较好的调速性能。但是如果频率较低，定子阻抗压降所占的比重较大，电动机就很难保持气隙磁通不变，电动机的最大转矩将所频率的下降而减小。为了使电动机在低频低速时仍有较大的转矩，在低频时应适当提高钉子电压（低频电压补偿）使电动机在低频时仍有较大的转矩。 三：MATLAB介绍： MATLAB的含义是矩阵实验室（MATRIX LABORATORY），主要用于方便矩阵的存取，其基本元素是无须定义维数的矩阵。MATLAB自问世以来,就是以数值计算称雄。MATLAB进行数值计算的基本单位是复数数组（或称阵列），这使得MATLAB高度“向量化”。经过十几年的完善和扩充，现已发展成为线性代数课程的标准工具。由于它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。美国许多大学的实验室都安装有MATLAB供学习和研究之用。在那里,MATLAB 是攻读学位的大学生硕士生、博士生必须掌握的基本工具。MATLAB 中包括了被称作工具箱（TOOLBOX）的各类应用问题的求解工具。工具箱实际上是对MATLAB进行扩展应用的一系列MATLAB函数（称为M 文件），它可用来求解各类学科的问题，包括信号处理、图象处理、控制系统辨识、神经网络等。随着MATLAB版本的不断升级，其所含
电子技术软件仿真报告 组长： 组员： 电源（一）流稳压电源（Ⅰ）—串联型晶体管稳压电源 1.实验目的 （1）研究单相桥式整流、电容滤波电路的特性。 （2）掌握串联型晶体管稳压电源主要技术指标的测试方法。 2.实验原理 电子设备一般都需要直流电源供电。除少数直接利用干电池和直流发电机提供直流电外，大多数是采用把交流电（市电）转变为直流电的直流稳压电源。
直流稳压电源由电源变压器、整流、滤波和稳压电路四部分组成，其原理框图如图7.18.1所示。电网供给的交流电源Ui（220V,5OHz）经电源变压器降压后，得到符合电路需要的交流电压U2；然后由整流电路变换成方向不变、大小随时间变化的脉动电压U3；再用滤波器滤去其交流分量，就可得到比较平直的直流电压Ui。但这样的直流输出电压还会随交流电网电压的波动或负载的变动而变化。在对直流供电要求较高的场合，还需要用稳压电路，以保证输出直流电压更加稳定。 图7.18.2所示为分立元件组成的串联型稳压电源的电路图。其整流部分为单相桥式整流、电容滤波电路。稳压部分为串联型稳压电路它由调整元件（晶体管V1）、比较放大器（V2，R7）、取样电路（R1，R2，RP）、基准电压（V2，R3）和过流保护电路（V3及电阻R4，R5，R6）等组成。整个稳压电路是一个具有电压串联负反馈的闭环系统。其稳压过程为：当电网电压波动或负载变动引起输出直流电压发生变化时，取样电路取出输出电压的一部分送入比较放大器，并与基准电压进行比较，产生的误差信号经V2放大后送至调整管V1的基极，使调整管改变其管压降，以补偿输出电压的变化，从而达到稳定输出电压的目的。 由于在稳压电路中，调整管与负载串联，因此流过它的电流与负载电流一样大。当输出电流过大或发生短路时，调整管会因电流过大或电压过高而损坏坏，所以需要对调整管加以保护。在图7.18.2所示的电路中，晶体管V3，R4，R5及R6组成减流型保护电路，此电路设计成在Iop=1.2Io时开始起保护作用，此时输出电路减小，输出电压降低。故障排除后应能自动恢复正常工作。在调试时，若保护作用提前，应减小R6的值；若保护作用迟后，则应增大R6的值。 稳压电源的主要性能指标： （1）输出电压Uo和输出电压调节范围 调节RP可以改变输出电压Uo。 (2)最大负载电流Iom (3)输出电阻Ro 输出电阻Ro定义为：当输入电压Ui(指稳压电路输入电压)保持不变，由于负载变化而引起的输出电压变化量与输出电流变化量之比，即 （4）稳压系数S（电压调整率）
目录 一、摘要.......................................................... - 3 - 二、课程设计任务 .................................................................................................... - 3 - 三、课程设计内容 .................................................................................................... - 3 - 1、PID控制原理及PID参数整定概述.................................................................... - 3 - 2、基于稳定边界法（临界比例法）的PID控制器参数整定算法 ............................ - 5 - 3、利用Simulink建立仿真模型............................................................................ - 8 - 4、参数整定过程 .................................................................................................- 12 - 5、调试分析过程及仿真结果描述.........................................................................- 16 - 四、总结 ...................................................................................................................- 17 - 五、参考文献 ...........................................................................................................- 17 -