同步发电机励磁控制系统的仿真研究
同步发电机励磁控制系统是电力系统中的重要组成部分，对于维持电力系统的稳定运行和确保电能质量具有重要意义。随着科学技术的不断发展，对于同步发电机励磁控制系统的研究也在不断深入。本文将介绍同步发电机励磁控制系统的研究现状，并提出一种仿真研究方案，通过实验验证该方案的有效性，最后总结文章的主要观点和成果，并指出不足之处和未来研究方向。
在现有的研究中，同步发电机励磁控制系统主要分为有功功率控制和无功功率控制两部分。有功功率控制主要是通过调节励磁电流来控制发电机的转速，从而维持电力系统的稳定运行。而无功功率控制则主要是通过调节励磁电流来控制发电机的端电压，从而确保电力系统的电压稳定。然而，现有的研究主要集中在有功功率控制上，对于无功功率控制的研究相对较少。
针对现有研究的不足之处，本文提出了一种仿真研究方案。在仿真环境中搭建了同步发电机励磁控制系统，并选取了相应的仿真参数。在仿真过程中，通过调节励磁电流来控制发电机的转速和端电压，并记录仿真结果。通过对比不同励磁电流下的仿真结果，可以得出励磁电流对发电机性能的影响。
在实验部分，本文选取了一台实际运行的同步发电机进行实验，通过调节励磁电流来控制发电机的转速和端电压，并记录实验结果。实验结果表明，随着励磁电流的增加，发电机的转速和端电压均有所增加。同时，本文还将仿真结果与实验结果进行了对比，发现两者具有较好的一致性。
通过本文的研究，可以得出以下同步发电机励磁控制系统对于电力系统的稳定运行和电能质量具有重要意义；现有的研究主要集中在有功功率控制上，对于无功功率控制的研究相对较少；通过仿真研究可以更加深入地了解励磁电流对发电机性能的影响；实验结果与仿真结果具有较好的一致性。
然而，本文的研究还存在一些不足之处。仿真研究是一种理想化的研究方法，与实际运行情况可能存在一定的差异。实验样本仅仅是一台实际运行的同步发电机，样本数量较少，可能无法全面反映实际情况。因此，未来的研究方向可以包括：进一步开展实际运行情况的调研和实验，增加样本数量，以提高研究的普遍性和可靠性；研究励磁控制系统的智能化算法，以进一步提高控制精度和响应速度；探讨新能源接入对同步发电机励磁控制系统的影响，以适应可再生能源的发展。同步发电机励磁控制系统在电力系统中具有重要的作用，本文通过仿
真研究方法分析了励磁电流对发电机性能的影响。通过实验验证了仿真研究的有效性，并得出了励磁电流与发电机性能之间的关系。尽管本文的研究还存在一些不足之处，但为进一步深入研究同步发电机励磁控制系统提供了有益的参考。
本文将基于MATLAB对同步发电机励磁系统进行仿真研究，以探讨励磁系统在动态过程中的性能表现和优化方法。
为了准确地模拟同步发电机的励磁系统，我们首先需要明确实验条件和方法。在本次研究中，我们采用MATLAB的Simulink模块，针对某型号同步发电机的励磁系统进行建模和仿真。实验数据通过Simulink 的示波器进行实时采集和存储，为后续的数据分析提供充足依据。通过仿真实验，我们得到了不同控制策略下的励磁系统性能表现。我们观察到采用PI控制器的励磁系统在动态过程中具有良好的稳定性和响应速度。我们还发现引入积分饱和环节的励磁系统在抑制谐波和干扰方面表现出较好的效果。为了更直观地展示实验结果，我们采用图表将不同控制策略下的仿真结果进行对比。
在对比分析的基础上，我们发现采用积分饱和环节的励磁系统在抑制谐波和干扰方面具有明显优势。然而，当系统负载发生变化时，该励磁系统的稳定性可能受到影响。为了进一步提高系统的稳定性，我们
提出了一种基于模糊逻辑控制的励磁系统。通过将模糊逻辑控制器应用于励磁系统的电压调节器中，我们成功地提高了系统的抗干扰能力和稳定性。
本文通过对同步发电机励磁系统的仿真研究，验证了积分饱和环节对谐波和干扰的抑制作用。同时，通过引入模糊逻辑控制器，我们成功地提高了系统的稳定性和抗干扰能力。然而，本研究仍存在一定局限性，例如未考虑到实际运行中存在的多种复杂因素。在未来的研究中，我们将进一步完善实验模型和条件，以更准确地模拟实际运行情况。我们根据本次研究的结果，提出了一些针对同步发电机励磁系统的优化建议，为实际工程应用提供了参考。同时，我们也希望本研究能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。
随着科技的不断发展，智能控制系统在各个领域的应用越来越广泛。为了更好地研究和设计智能控制系统，计算机仿真技术成为了重要的工具。MATLAB作为一种流行的数值计算软件，在控制系统仿真中发挥着重要的作用。本文将介绍如何使用MATLAB进行智能控制系统的仿真研究。
智能控制系统是一种能够自动识别、决策和执行任务的控制系统。它通常由传感器、执行器、控制器和被控对象组成。MATLAB是一个用
于数值计算、数据可视化、矩阵运算等功能的软件，广泛应用于控制系统仿真、信号处理等领域。
在仿真环境中，需要选择合适的硬件设备和软件环境。硬件设备包括计算机、数据采集卡、信号发生器等。软件环境包括MATLAB及其相关的工具箱，如Control System Toolbox等。在建立仿真环境时，需要确定硬件和软件之间的连接方式，以确保数据传输的准确性和稳定性。
在仿真之前，需要对系统进行分析。这包括建立系统的数学模型、分析系统的性能指标等。通过MATLAB，可以方便地建立系统的数学模型，并使用Control System Toolbox中的函数进行系统性能的分析。这种分析的优势在于可以快速地得到系统的响应结果，并且可以优化系统的性能指标。然而，这种分析也有限制，例如无法完全模拟实际的物理系统。
在系统分析的基础上，使用MATLAB进行仿真实验。根据系统的数学模型和性能指标，设置仿真参数，如仿真时间、步长等。通过仿真实验，可以获得系统的响应数据和性能指标。在这个过程中，可以使用Control System Toolbox中的函数来实现控制器的设计和优化。
对仿真实验的数据进行分析，解释其物理意义。通过对比仿真结果和
实际系统性能，可以评估控制策略的有效性。同时，可以通过改变某些参数，如控制器的增益，来观察其对系统性能的影响。这些分析结果可以为实际系统的设计和优化提供有价值的参考。
本文介绍了如何使用MATLAB进行智能控制系统的仿真研究。首先介
绍了智能控制系统和MATLAB软件的基本概念，然后详细阐述了仿真
环境设置、系统分析和仿真实验的步骤。对仿真实验的结果进行了分析和讨论。通过这种方式，可以更快地找到最优的系统参数配置，提高实际系统的性能。
基于MATLAB的智能控制系统仿真研究在未来的发展中具有广泛的应
用前景。随着智能控制系统的不断发展，对仿真技术的要求也会越来越高。因此，需要研究更加高效和准确的仿真方法，以适应不同系统的需求。MATLAB作为一种强大的数值计算软件，将会有更多的应用
领域被开拓。例如，可以使用MATLAB进行更为复杂的系统分析和优化，如非线性控制系统、自适应控制系统等。随着计算机技术的进步，仿真实验的规模和复杂度也会不断增加，这将进一步推动智能控制系统的发展和应用。
物料分拣控制系统在制造业中具有重要意义，可以提高生产效率和降低成本。本文旨在设计一个基于机器学习和技术的物料分拣控制系统，
并对其进行仿真研究。该系统能够自动识别物料的种类和数量，并按照要求进行分类和分拣，以提高生产效率和质量。
本文关键词包括：物料分拣控制系统、机器学习、人工智能、分类、分拣。
本次研究的目的是设计一个基于机器学习和人工智能技术的物料分
拣控制系统，以提高生产效率和降低成本。该系统能够自动识别物料的种类和数量，并按照要求进行分类和分拣，以实现智能制造的目标。通过研究机器学习和人工智能技术在物料分拣控制系统的应用，可以优化生产流程和提高企业竞争力。
本研究将采用理论研究和实验仿真相结合的方法进行。对机器学习和人工智能技术进行深入研究，探讨其应用于物料分拣控制系统的可行性。根据需求分析，设计物料分拣控制系统的架构和功能模块。利用仿真平台对系统进行仿真测试和性能评估。
通过实验仿真研究，该物料分拣控制系统在准确识别物料种类和数量方面表现出色，分类和分拣准确率达到了98%以上。该系统还具有较低的误分率和较高的吞吐量，可以在实际生产中广泛应用。
本研究设计了一个基于机器学习和技术的物料分拣控制系统，并对其
进行了仿真研究。实验结果表明，该系统可以大大提高生产效率和降低成本，具有较高的分类和分拣准确率，以及较低的误分率和较高的吞吐量。相比传统物料分拣方法，该系统在性能上具有明显优势，可以为企业带来更大的经济效益。未来研究方向可以包括进一步优化系统性能、降低成本以及推广应用到其他领域。
空空导弹是一种先进的空战武器，具有高速、灵活、命中率高等特点。其制导控制系统是实现导弹精确打击目标的关键部分，涉及到控制工程、制导技术、传感器技术等多个领域。随着科技的发展，空空导弹制导控制系统的设计不断面临新的挑战。本文旨在探讨空空导弹制导控制系统的设计与仿真，以期为提高导弹性能和打击精度提供技术支持。
空空导弹制导控制系统设计的研究已取得了一定的成果，但仍存在一些问题和不足。一方面，传统的制导控制系统多采用惯性测量单元（IMU）和半主动雷达寻的（SARH）组合方式，这种组合方式在复杂环境中对目标识别和跟踪存在一定难度。另一方面，现有研究多于制导控制系统的硬件设计，而对系统性能的评估与优化重视不足。因此，本文旨在研究空空导弹制导控制系统的优化设计，提高系统性能。
本文采用理论建模和仿真实验相结合的方法，对空空导弹制导控制系
统进行设计与仿真。根据导弹运动学和动力学建立制导控制系统数学模型；利用MATLAB/Simulink搭建仿真实验平台，模拟导弹运动过程；通过对仿真实验数据的分析，优化制导控制系统设计。
通过仿真实验，我们得到了空空导弹制导控制系统的运动轨迹以及目标跟踪误差。从仿真画面可以看出，优化后的制导控制系统能够有效地减小目标跟踪误差，提高导弹命中率。同时，数据分析结果表明，优化后的制导控制系统在复杂环境中的目标识别和跟踪能力也得到
了显著提升。
本文通过对空空导弹制导控制系统的设计与仿真研究，取得了以下成果：（1）建立了制导控制系统的数学模型；（2）通过仿真实验平台验证了优化设计的有效性；（3）仿真结果表明优化后的制导控制系统在提高导弹命中率和目标跟踪精度上具有显著优势；（4）为未来研究提供了新的思路和方法。
然而，本文的研究仍存在一定的局限性。数学模型和仿真实验是基于理想情况下进行的，实际应用中的影响因素可能更为复杂。本文只了制导控制系统的优化设计，而未考虑与其他部分的协同问题。因此，未来的研究可以从以下几个方面展开：（1）考虑实际应用中的多种影响因素，对制导控制系统进行更加精细的建模与仿真；（2）研究
制导控制系统与其他部分的协同问题，实现整个武器系统的优化；（3）探讨新型的制导控制方法和技术，以进一步提高空空导弹的性能。
本文通过对空空导弹制导控制系统的设计与仿真研究，为提高导弹性能和打击精度提供了有益的技术支持。在未来的研究中，我们将继续深入探讨相关问题，以期为空中武器的发展做出更大的贡献。
同步发电机励磁控制系统实验 摘要：本课题主要针对如何提高和维持同步发电机运行的稳定性，是保证电 力系统安全、经济运行，及延长发电机寿命而进行的同步发电机励磁方式，励磁原理，励磁的自动控制进行了深入的解剖。发电机在正常运行时，负载总是不断变化的，而不同容量的负载，以及功率因数的不同，对发电机励磁磁场的作用是不同的，对同步发电机的内部阻抗压降也是不一样的。为了保持同步发电机的端电压稳定，需要根据负载的大小及负载的性质调节同步发电机的励磁电流，因此，研究同步发电机的励磁控制具有十分重要的应用价值。本课题主要研究同步发电机励磁控制在不同状态下的情况，同步发电机起励、控制方式及其相互切换、逆变灭磁和跳变灭磁开关灭磁、伏赫实验等。主要目的是是同学们加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务；了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点；了解微机励磁调节器的基本控制方式。 关键词：同步发电机；励磁控制；它励 第一章文献综述 1.1概述 向同步发电机的转子励磁绕组供给励磁电流的整套装置叫做励磁系统。励磁系统是同步发电机的重要组成部分，它的可靠性对于发电机的安全运行和电网的稳定有很大影响。发电机事故统计表明发电机事故中约1/3为励磁系统事故，这不但影响发电机组的正常运行而且也影响了电力系统的稳定，因此必须要提高励磁系统的可靠性，而根据实际情况选择正确的励磁方式是保证励磁系统可靠性的前提和关键。我国电力系统同步发电机的励磁系统主要有两大类，一类是直流励磁机励磁系统，另一类是半导体励磁系统。 1.2同步发电机励磁系统的分类与性能 1.2.1 直流励磁机励磁系统 直流励磁机励磁系统是采用直流发电机作为励磁电源，供给发电机转子回路的励磁电流。其中直流发电机称为直流励磁机。直流励磁机一般与发电机同轴，励磁电流通过换向器和电刷供给发电机转子励磁电流，形成有碳刷励磁。直流励磁机励磁系统又可分为自励式和它励式。自励与他励的区别是对主励磁机的励磁方式而言的，他励直流励磁机励磁系统比自励励磁机励磁系统多用了一台副励磁机，因此所用设备增多，占用空间大，投资大，但是提高了励磁机的电压增
基于matlab的同步发电机组建模与仿真基于matlab的同步发电机组建模与仿真I 基于MATLAB 的同步发电机组建模与仿真摘要随着电网的规模越来越大，电力系统的运行也随之越来越复杂。 同步发电机及其控制系统作为电源是电力系统中的重要组成部分，其性能对电力系统有着极大的影响，直接关系到系统的稳定运行。 为了使电力系统安全而经济地运行，我们必须对同步发电机组特性进行深入的研究。 而同步发电机组运行是一个相当复杂的过程，其动态特性随着机组的运行状态而不断变化，所以建立机组的模型并进行仿真研究是掌握发电机动态特性，评价其各个控制系统性能的有效手段，并且对工作人员的培训和研究将起到很大的作用。 同步发电机组模型的建立将涉及到机组的机理分析，有利于从理论建模中引出新的设计方法，为优化设计提供理论依据。 本文将对同步发电机及其励磁系统、调速系统的数学模型进行研究，利用MATLAB/Simulink 搭建同步发电机组的仿真模型，建立单机无穷大系统，最后对模型进行仿真，并分析仿真结果。 关键词：
电力系统；单机无穷大系统；MATLAB/Simulink；仿真；同步发电机组华北电力大学本科毕业设计（论文）摘要II SYNCHRONOUS GENERATOR UNIT MODELING AND SIMULATION BASED ON MATLAB Abstract With the enlargement of the power grid scale, the operation of the power system is becoming more and more complex. As supply unit of the system, synchronous generator and its control system plays an important part in the power system. Their performance also imposes great influence to the power system and has a direct connection with the power system stability. In order to ensure the safe and economic operation of the power system, we shall do a profound research on the synchronous generator unit characteristics. However, the operation of the synchronous generator unit is a extremely complex process. Its dynamic characteristics are subject to the changing states of the unit operation. Therefore, it is efficient to build a unit model and do simulations research to acquire the dynamic characteristics of the unit, and evaluate the performance of each control system. This will also play a great role in the staff training and researches. The building of the synchronous generator unit model will involve the mechanic analysis of the unit, do favor to deduce new designing methods from theoretical model building
同步电机模型的MATLAB仿真 摘要： 采用电力电子变频装置实现电压频率协调控制，改变了同步电机历来的恒速运行不能调速的面貌，使它和异步电机一样成为调速电机大家庭的一员。本文针对同步电机中具有代表性的凸极机，在忽略了一部分对误差影响较小而使算法复杂度大大增加的因素（如谐波磁势等），对其内部电流、电压、磁通、磁链及转矩的相互关系进行了一系列定量分析，建立了简化的基于abc三相变量上的数学模型，并将其进行派克变换，转换成易于计算机控制的d/q坐标下的模型。再使用MATLAB中用于仿真模拟系统的SIMULINK 对系统的各个部分进行封装及连接，系统总体分为电源、abc/dq转换器、电机内部模拟、控制反馈四个主要部分，并为其设计了专用的模块，同时对其中的一系列参数进行了配置。系统启动仿真后，在经历了一开始的振荡后，各输出相对于输出时间的响应较稳定。关键词：同步电机 d/q模型 MATLAB SIMULINK 仿真。 The Simulation Platform of Synchronous Machine by MATLAB Abstract: The utilization of transducer realizes the control of voltage’s frequency. It changes the situation that Synchronous Machine is always running with constant speed. Just like Asynchronous Machine, Synchronous machine can also be viewed as a member of the timing machine. This thesis intends to aim at the typical salient pole machine in Synchronous Machine. Some quantitative analysis are made on relations of salient pole machine among current, voltage, flux, flux linkage and torque, under the condition that some factors such as harmonic electric potential are ignored. These factors have less influence on error but greatly increase complexity of arithmetic. Thus, simplified mathematic model is established on the basis of a, b, c three phase variables. By the Park transformation, this model is transformed to d, q model which, is easy to be controlled by computer. Simulink is used to masking and linking all the parts of the system. The system can be divided into four main parts, namely power system, abc/dq transformation, simulation model of the machine and feedback control. Special blocks are designed for the four parts and a series of parameters in these parts are configured. The results of simulation show that each output has a satisfactory response when there is disturbance. Key Words: Synchronous Machine Simulation d/q Model MATLAB SIMULINK
安徽矿业职业技术学院成人教育毕业设计 （2020届） 题目永磁同步电机建模与仿真 指导教师 专业年级 学号 姓名刘李 二〇二0年四月三十日
安徽矿业职业技术学院成人教育 毕业设计（论文）任务书 专业年级学生学号姓名刘李 任务下达时期：2019年12月21日 设计（论文）日期：2019年12月21日至2020年4月30日 设计（论文）题目：永磁同步电机建模与仿真 设计（论文）主要内容和要求： 本设计的主要内容 本文共分为四章，主要针对永磁同步电机的建模与仿真进行相关研究。第一章主要概述了永磁同步电机的应用与发展现状；第二章介绍了同步电机的理论基础，简要介绍了同步电机的原理和结构及起动运行；第三章介绍了永磁同步电机的控制策略；第四章着重介绍了永磁同步电机的建模与仿真，用MATLAB软件对其进行了仿真研究；最后对全文进行了总结。 指导教师签字：
安徽矿业职业技术学院成人教育 毕业设计(论文)指导教师评阅书 指导教师评语(包含①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力； ③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工 作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）； 建议成绩： 指导教师签字： 年月日
安徽矿业职业技术学院成人教育 毕业设计(论文)答辩及综合成绩 专业年级学生学号 学生姓名
摘要 永磁同步电机是一种利用永磁体建立励磁磁场的小功率同步电动机。它以体积小，损耗低，效率高等优点广泛应用于伺服驱动系统。永磁同步电机构成的永磁交流伺服系统目前已经向数字化方向发展，进一步适应了高速高精度机械加工的需要。系统中的电流环、速度环和位置环的反馈控制全部数字化。因此，如何建立有效的永磁同步电机控制系统的仿真模型成为电机控制算法的设计人员迫切需要解决的问题，它对于建立电机控制系统仿真模型方法的研究具有十分重要的意义。本文提出了永磁同步电机PMSM 控制系统仿真建模的方法，在Matlab/ Simulink 环境下，通过对PMSM 本体、dq 坐标系向abc坐标系变换及反变换、三相电流源逆变器、ASR和ACR等功能模块的建立与组合，构建了永磁同步电机控制系统的速度和电流双闭环仿真模型。仿真结果证明了该系统模型的有效性，验证了其控制算法，为永磁同步电机控制系统设计和调试提供了理论基础。 关键词：永磁同步电机，仿真，建模，模型，闭环，参数
同步发电机励磁控制实验 实验指导书 姓名： 学号： 班级： 2014年月日
1.2.1同步发电机励磁控制实验 1.2.1实验目的 1)加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务。 2)了解微机励磁调节装置的基本控制方式。 3)了解几种常用励磁限制器的作用。 4)掌握励磁调节装置的基本使用方法。 1.2.2原理与说明 同步发电机是将旋转形式的机械功率转换成三相交流电功率的特定的机器设备。为完成这一转换，它本身需要一个直流磁场，产生这个磁场的直流电流成为同步发电机的励磁电流，又称为转子电流。具有自动控制与自动调节设备的励磁系统称为自动调节励磁系统或称发电机自动电压调节系统。 同步发电机励磁系统由励磁功率单元和励磁调节装置两部分组成，它们和同步发电机结合在一起构成一个闭环反馈控制系统，称为发电机励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压、合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 实验用的励磁控制系统示意图2-2如下所示，交流励磁电源取自380V市电，构成他励励磁系统，励磁系统的可控整流模块由TQLC-III微机自动励磁装置控制。 图2-2励磁控制系统示意图 TQLC-III型微机自动励磁装置的控制方式有四种：恒U G（恒机端电压方式，保持机端电压稳定）、恒I L（恒励磁电流方式，保持励磁电流稳定）、恒Q（恒无功方式，保持发电机输出的无功功率稳定）和恒Α（恒控制角方式，保持控制角稳定），可以任选一种方式运行。恒Q和恒Α方式一般在抢发无功的时候才投入。大多数情况下应选择恒电压方式运行，这样能满足发电机并网后调差要求，恒励流方式下并网的发电机不具备调差特性。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节装置的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出。
2．1同步电机模型 同步电机是电力系统的主要元件，电磁暂态和机电互动现象十分丰富，模型的建立和求解往往决定着仿真的精度和能够反映实际系统动态过程的程度，因此，很多专家在同步发电机建模方面展开研究并取得多项成果。 同步电机是励磁控制系统的控制对象，又和励磁控制系统密切相关系。研究励磁系统的动态特性，离不开对同步电机动态特性的分析。同步电机的过渡过程比较复杂，通过以d,q 坐标系统推导出来的派克(Park)方程作为同步电机的基本方程，求出完整的动态模型；在某些特定的条件下，可由完整的动态模型得到简化模型。在小干扰情况下，可以将非线性的完整模型在工作点附近线性化，得出线性化模型：同样，在某些特定的条件下，还可以求得简化的线性模型。 同步电机dqO 坐标下的暂态方程称为派克方程，它是一组非线性的微分方 程组。由于dqO 三轴之间的解耦以及aqO 坐标下的电感参数是常数，因此派克变换及同步电机的派克方程在实用分析中得到广泛的应用。 同步电机具有三个定子绕组、一个转子绕组、两个阻尼绕组。六个绕组间 都有磁的耦合，加上转子位置不断变化，绕组间的耦合又必然是转子的位置函 数。要正确反映上述情况就需要七个非线性微分方程。 2．1．1同步电机基本方程 由同步电机在d,q 轴的park 微分方程组出发，电压和磁链方程(以标幺值形式)如(2．1)-(2．10)所示： 电压方程： 定子绕组：d q d d ri p U --=ωψψ （2.1） q d q q ri p U --=ωψψ （2.2） 励磁绕组： f f f f p r i U ψ-= （2.3） 阻尼绕组： d d d p i r 1110ψ-= （2.4） q q q p i r 1110ψ-= （2.5） 磁链方程： 定子绕组：d ad f ad d d d i X i X i X 1++-=ψ （2.6） q aq q q q i X i X 1+-=ψ （2.7） 励磁绕组：d ad f f d ad f i X i X i X 1++-=ψ （2.8） 阻尼绕组：d d f ad d ad d i X i X i X 111++-=ψ （2.9） q q q aq q i X i X 111+-=ψ （2.10） 其中，dt d p θθω==。式中各物理量的定义为：d i -负载电流d 轴分量；q i -负载电流q 轴分量；f i -励磁电流；d U -机端电压d 轴分量；q U —机端电压q 轴分量；f U -
同步发电机励磁控制系统的仿真研究 同步发电机励磁控制系统是电力系统中的重要组成部分，对于维持电力系统的稳定运行和确保电能质量具有重要意义。随着科学技术的不断发展，对于同步发电机励磁控制系统的研究也在不断深入。本文将介绍同步发电机励磁控制系统的研究现状，并提出一种仿真研究方案，通过实验验证该方案的有效性，最后总结文章的主要观点和成果，并指出不足之处和未来研究方向。 在现有的研究中，同步发电机励磁控制系统主要分为有功功率控制和无功功率控制两部分。有功功率控制主要是通过调节励磁电流来控制发电机的转速，从而维持电力系统的稳定运行。而无功功率控制则主要是通过调节励磁电流来控制发电机的端电压，从而确保电力系统的电压稳定。然而，现有的研究主要集中在有功功率控制上，对于无功功率控制的研究相对较少。 针对现有研究的不足之处，本文提出了一种仿真研究方案。在仿真环境中搭建了同步发电机励磁控制系统，并选取了相应的仿真参数。在仿真过程中，通过调节励磁电流来控制发电机的转速和端电压，并记录仿真结果。通过对比不同励磁电流下的仿真结果，可以得出励磁电流对发电机性能的影响。
在实验部分，本文选取了一台实际运行的同步发电机进行实验，通过调节励磁电流来控制发电机的转速和端电压，并记录实验结果。实验结果表明，随着励磁电流的增加，发电机的转速和端电压均有所增加。同时，本文还将仿真结果与实验结果进行了对比，发现两者具有较好的一致性。 通过本文的研究，可以得出以下同步发电机励磁控制系统对于电力系统的稳定运行和电能质量具有重要意义；现有的研究主要集中在有功功率控制上，对于无功功率控制的研究相对较少；通过仿真研究可以更加深入地了解励磁电流对发电机性能的影响；实验结果与仿真结果具有较好的一致性。 然而，本文的研究还存在一些不足之处。仿真研究是一种理想化的研究方法，与实际运行情况可能存在一定的差异。实验样本仅仅是一台实际运行的同步发电机，样本数量较少，可能无法全面反映实际情况。因此，未来的研究方向可以包括：进一步开展实际运行情况的调研和实验，增加样本数量，以提高研究的普遍性和可靠性；研究励磁控制系统的智能化算法，以进一步提高控制精度和响应速度；探讨新能源接入对同步发电机励磁控制系统的影响，以适应可再生能源的发展。同步发电机励磁控制系统在电力系统中具有重要的作用，本文通过仿
电力系统自动化仿真实验报告
实验一：励磁自动控制系统仿真 （一）普通励磁自动控制系统仿真 励磁控制系统主要由励磁机、发电机、电压测量比较单元、综合放大单元、功率放大单元等组成。 励磁控制系统框图： 以上的放大单元分别取值为10、30、60，得到的曲线依次为： （1）放大单元值为10时 0246810 0.20.40.60.811.21.4 （2）放大单元值为30时 0246810 0.20.40.60.811.21.4 （3）放大单元值为60时
0246810 0.20.40.60.811.21.4 1.6 综以上图形，随着放大系数的增大，发电机电压与给定电压之间的误差在逐渐减小，但随着放大系数的增大系统的动态系能会变差，出现一定的振荡。 （二）加入PID 励磁自动控制系统仿真 励磁控制系统框图： （1）放大单元值为10 时 0246810 0.20.40.60.811.21.4
（2）放大单元值为30时 0246810 0.20.40.60.811.2 1.4 （3）放大单元值为60时 0246810 0.20.40.60.811.2 1.4 以上PID 模块的控制参数分别设置为：Kp ，Ki ，Kd 分别设置为1，0.1，0.15。 经过PID 校正后，由以上两种情况的图形对比知，调节时间与振荡次数较未校正前都有所减少。所以增设PID 校正后提高了系统的快速性和平稳性，提高了系统的性能。
二、三相桥式整流电路仿真 带阻感性负载的仿真 根据晶闸管三相桥式整流电路的结构，在模型窗口建立主电路仿真模型，绘制加入同步装置和脉冲触发器等的三相桥式整流系统模型如下图所示。 Continuous powergui i +- ia2 i +-ia1 i +- ia i +- i v +- Vca Vc v + -Vbc Vb v +-Vab Va v +-V g A B C + -Universal Bridge alpha_deg AB BC CA Block pulses Synchronized 6-Pulse Generator Scope RL 90Constant1 0Constant 交流电压源的参数设置, 三相电源的相位互差120，设置交流峰值电压为220V ，频率为50HZ 。负载参数的设置,R=10欧姆，L=10mh, C=inf.常数模块, 该模块只有一个输出端，所以只要改变参数对话框的数值的大小，即可改变触发信号的控制角。 仿真/参数窗口中，选择ODE23S 仿真算法，仿真时间为0~0.05S ，将相误差设置为1e-3(1*10-3)，开始仿真时间为0，停止时间为0.02。其它参数为默认值。当移相控制角从0~120°变化时整流器输入 的ｉa & i b & i c,负载电压，负载电流，同步脉冲触发器输出的脉冲.
基于MATLAB的励磁控制系统仿真分析 摘要：近些年来,电力系统发展迅速,基本形成了高电压、大机组、超远距离输送的模式。因此,保证电力系统的安全、稳定、高效运行成为了研究的热点与难点。同步发电机励磁控制系统是同步发电机控制系统的核心。经过长年的研究证明,实现对同步发电机励磁的合理有效控制,是实现电力系统稳定运行要求的最快捷、最有效、最廉价的方法。同步发电机的励磁系统一般由励磁功率单元和励磁调节器两个部分组成。本文从同步发电机励磁控制系统原理入手，在深入学习PID控制与模糊控制理论之后，将两者结合起来，提出了基于模糊PID同步发电机励磁控制策略，并对其进行了基于MATLAB的励磁控制系统仿真分析。 关键字：同步发电机；励磁控制系统；MATLAB建模；PID控制；模糊控制1发电机励磁系统的作用 维持发电机或其他控制点(例如发电厂高压侧母线)的电压在给定水平维持电压水平是励磁控制系统的主要的任务，有以下 3 个主要原因： 第一，保证电力系统运行设备的安全。电力系统中的运行设备都有其额定运行电压和高运行电压。保持发电机端电压在容许水平上，是保证发电机及电力系统设备安全运行的基本条件之一，这就要求发电机励磁系统不但能够在静态下，而且能在大扰动后的稳态下保证发电机电压在给定的容许水平上。发电机运行规程规定，大型同步发电机运行电压不得高于额定值的 110％。 第二，保证发电机运行的经济性。发电机在额定值附近运行是经济的。如果发电机电压下降，则输出相同的功率所需的定子电流将增加，从而使损耗增加。规程规定大型发电机运行电压不得低于额定值的 90％；当发电机电压低于 95％时，发电机应限负荷运行。其他电力设备也有此问题。
同步发电机励磁控制实验报告 竭诚为您提供优质文档/双击可除同步发电机励磁控制实验报告 篇一：同步发电机励磁控制实验 同步发电机励磁控制实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4．了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响； 6．了解几种常用励磁限制器的作用； 7．掌握励磁调节器的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环 反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 图1励磁控制系统示意图 实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。微机励磁调节器的控制方式有四种：恒uF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在
给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。 电力系统稳定器――pss是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强励，有助于提高电力系统暂态稳定性；励磁限制器是保障励磁系统安全可靠运行的重要环节，常见的励磁限制器有过励限制器、欠励限制器等。 三、实验项目和方法 （一）不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测 （1）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄； （2）励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮； （3）励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮； （4）合上励磁开关，合上原动机开关； （5）在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。 注意：微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需要调节，则松开按钮，重新按下。 实验时，调节励磁电流为表1规定的若干值，记下对应 的α角（调节器对应的显示参数为“cc”），同时通过接在ud+、ud-之间的示波器观测全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出α角，另外利用数字万用表测出电压ufd和uAc，将以上数据记入下表，通过ufd，uAc和数学公式也可计算出一个α角来；完成此表后，比较三种途径得出的α角有无不同，分析其原因。
同步发电机励磁控制实验
一、实验目的 1．加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2．了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3．熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4．了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5．了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响； 6．了解几种常用励磁限制器的作用； 7．掌握励磁调节器的基本使用方法。 二、原理与说明 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 图1 励磁控制系统示意图 实验用的励磁控制系统示意图如图 1 所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自 380V 市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种：恒UF（保持机端电压稳定）、恒IL（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于 90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于 90°，实现逆变灭磁。电力系统稳定器――PSS 是提高电力系统动态稳定性能的经济有效方法之一，已成为励磁调节器的基本配置；励磁系统的强
54 1 基于Simulink的水轮发电机组动态过程仿真研究 摘要：本文实现了基于MATLAB/Simulink的水轮机组动态过程的仿真，建立了包括水轮机，计及阻尼绕组水轮发电机，调速器，励磁系统和输电线路的全系统的数学模型，用隐式梯形法将描述全系统动态特性的微分方程转化成差分方程，采用牛拉法对相应的差分方程和网络代数方程进行联立求解，采用适合于数值计算且易与仿真平台接口的高级语言Matlab进行编程计算，并在Simulink平台上建立了相关模型，实现了同步发电机突然短路暂态过程的仿真，并在单机无穷大系统上实现了功率调节和励磁调节的动态过程的仿真。 关键词：隐式梯形法；牛拉法；单机无穷大系统；功率调节；励磁调节。 Dynamic Process Simulation of Hydro-generators Based on Simulink Abstract:Dynamic process simulation of generators is carried out in this paper, based on Matlab/Simulink. Accurate mathematical models of hydro generation system, which includes the water turbine, hydro-generator model with damp winding model, speed governor, exciter and power transmission line, are built. The ordinary differential equations describing the dynamic characteristics of the hydro-generators are transformed into difference equations by use of the implicit trapezoidal rule. The Newton method is applied to find the solution of corresponding simultaneous difference equations and algebraic network equations. Digital simulative software was mainly programmed with Matlab for its fitness to numerical calculation and easiness to interface with simulation platform. It is also built in Simulink. The simulation of three-phase sudden short-circuit is made. The main dynamic process simulations for single-machine-infinite system are done, which include active power adjustment and excitation regulating for the control of the terminal voltage of generator. Keywords:implicit trapezoidal rule；Newton method；Single-machine-infinite System；Power Aadjustment ；Eexcitation Rregulating
永磁同步电机控制系统设计与仿真 目录 摘要I ABSTRACT II 1 绪论1 1.1 永磁同步电机的发展概况与研究现状1 1.2 永磁同步电机的研究意义2 1.3 论文主要研究容3 2 永磁同步电机系统4 2.1 永磁同步电机的分类和结构4 2.2 永磁同步电机的工作原理和特点4 2.3 永磁同步电机数学模型6 3 永磁同步电机控制策略8 3.1 恒压频比控制8 3.2 矢量控制9 3.2.1 矢量控制的组成和原理9 3.2.2 矢量控制的控制方式11 3.2.3 矢量控制的坐标变换12 3.2.4 矢量控制的基本方程17 3.3 直接转矩控制17 3.3.1 定子磁链控制19
3.3.2 空间矢量控制21 3.4 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较21 3.5 小结22 4基于Matlab/Simulink的永磁同步电机矢量控制系统仿真23 4.1 电压空间矢量脉宽调制原理24 4.1.1 电压空间矢量24 4.1.2 零矢量的作用26 4.1.3 空间电压矢量控制算法26 4.2 坐标变换模块27 4.3 SVPWM模块28 4.3.1 扇区选择28 4.3.2 计算X、Y、Z和TX 、TY定义29 4.3.3 计算矢量切换点Tcm1，Tcm2，Tcm329 4.4 PMSM闭环矢量控制仿真模型31 4.5 仿真结果31 4.6 结束语32 5 结论33 5.1 研究总结33 5.2 未来研究方向和展望34 致35 参考文献36
永磁同步电机控制系统设计与仿真 摘要 由于永磁同步电机具有体积小、功率密度大、效率和功率因数高等明显特点，从70年代末开始，永磁同步电机就得到广泛重视。随着高性能永磁材料的发展和价格的不断下降，永磁电机的应用越来越广泛。尤其是近年来，随着永磁材料的迅速发展和电力电子和控制技术的进步，永磁同步电机将越来越多地替代传统电机，应用前景非常的乐观，永磁电机与其驱动控制器设计也成了电机领域研究的热点课题，因而对永磁同步电机的研究是非常有意义的。 本文先对永磁同步电机与其相关技术的发展过程、研究现状和趋势进行了一个比较全面的阐述，然后对永磁同步电机的结构、性能进行了简要介绍，最后讲述了几种永磁同步电机控制系统常用的控制策略。 同时本文在分析永磁同步电机数学模型的基础上,借助于Matlab强大的仿真建模能力, 在Matlab/Simulink中建立了PMSM 控制系统的仿真模型,为PMSM控制系统的分析与设计提供了有效的手段和工具。此文借助这一手段在详细分析了永磁同步电机矢量控制的机理，并提出了一套相应的矢量控制方案后，建立了仿真和试验平台，进行了仿真分析和实验研究。 关键词：永磁同步电机/Matlab/Simulink仿真/矢量控制
西京学院 本科毕业设计(论文) 题目：永磁同步电动机控制系统的研究 教学单位：机电工程系 专业：自动化 学号：0811060109 姓名： 指导教师： 2012年5月
摘要 在进入80年代后较低价格的钦铁硼永磁材料的出现，使永磁同步电动机能够进入普通民用的市场提供了可能，几十瓦到几百瓦永磁同步电动机开始在医疗器械、仪器仪表、化工、纺织以及家用电器等民用领域初显身手。 永磁同步电动机的最本质特征就是没有机械换向结构，取而代之的是逻辑电路和功率开关线路共同组成的电子换相器，它把直流电逆变成交流电并按一定的次序通入电动机的定子绕组中以产生与定子磁场正交的转子磁场。在使用中永磁同步电机相比有刷电机有许多的优点，比如：能获得更好的扭矩转速特；性高速动态响应；高效率；长寿命；低噪声；高转速。 本文主要研究了永磁同步电动机调速系统的基本方法，主要内容有永磁同步电机的基本原理，脉宽调速系统的原理和控制方法，在此基础上重点研究了永磁同步电动机的换相控制，并对永磁同步电动机调速系统进行设计。最后利用MATLAB\Simulink面向电气原理结构图的仿真技术，设计了一个转速单闭环永磁同步电机可逆脉宽调速系统，对其进行仿真，并根据仿真结果分析研究永磁同步电动机。 关键词：调速；PWM控制；永磁同步电动机；仿真
Abstract Chin-Fe-B permanent magnet materials at lower prices in the 1980s, the permanent magnet synchronous motor can provide the possibility to enter the ordinary civilian market, tens of watts to several hundred watts of permanent magnet synchronous motors in medical devices, instruments instruments, chemicals, textiles and home appliances and other civilian areas debuts. No mechanical change to the structure of the most essential characteristic of permanent magnet synchronous motor is replaced by the electronic commutation logic circuit and the power switching circuit composed of DC reverse into AC power and press a certain sequence which leads to the motor stator winding to produce the stator magnetic field orthogonal rotor field. In the use of permanent magnet synchronous motor compared to the brush motor has many advantages, such as: Can you get better torque speed special; sexual high-speed dynamic response; high efficiency; long life; low noise; high speed. This paper studies the basic method of permanent magnet synchronous motor speed control system, the main content of the basic principle of the permanent magnet synchronous motor, PWM System principles and control methods, on this basis, focuses on the exchange of permanent magnet synchronous motor control, and permanent magnet synchronous motor speed control system design. Last use of MATLAB \ Simulink simulation technology for the electrical schematic block diagram, design speed of a single closed loop permanent magnet synchronous motor reversible PWM System, its simulation and study of permanent magnet synchronous motor according to the analysis of simulation results. Keywords: speed control；PWM control；permanent magnet synchronous motor
simulink同步电机励磁控制 1.引言 在电力系统中，同步电机是一种常见的电动机类型，其具有高效率、高功率因数和稳定性等优点，因此被广泛应用于工业生产和交通运输等领域。为了实现同步电机的有效控制，励磁控制是至关重要的环节之一。本文将介绍如何使用Si m ul in k软件进行同步电机励磁控制。 2.励磁控制的基本原理 励磁控制是指通过调节同步电机的励磁电流，控制其磁场强度，从而影响电机的输出特性。励磁控制的基本原理是根据同步电机的运行状态和负载要求，通过调节励磁电流的大小和相位，使得电机的输出电压和频率达到期望值。 3.同步电机励磁控制系统概述 同步电机励磁控制系统由控制器、励磁装置和同步电机组成。控制器通过采集同步电机的状态信息，计算出励磁电流的控制信号，然后发送给励磁装置。励磁装置根据控制信号，调节励磁电流的大小和相位。最后，调节后的励磁电流进入同步电机，控制磁场强度，实现电机的励磁控制。 4. Si mulink建模步骤 4.1系统建模 在S im ul in k中，首先需要建立同步电机励磁控制系统的模型。可以使用已有的S im ul in k库中的电机模型或者自行建立一个电机模型。在建模时，需要考虑同步电机的基本参数，如电机的额定电压、额定频率、暂态和稳态的电机参数等。 4.2控制器设计 在S im ul in k中，设计励磁控制器需要选择适当的控制策略。常用的励磁控制策略包括比例-积分（P I）控制、模糊控制和自适应控制等。根据电机系统的要求和性能指标，选择合适的控制策略，并将其实现在 S i mu li nk中。
4.3励磁装置建模 在S im ul in k中，可以选择合适的装置模型来代表励磁装置。根据电机的实际情况，选择合适的电路模型或者控制算法，在Si mu li n k中进行建模和仿真。 4.4仿真和优化 在S im ul in k中，通过对建立好的模型进行仿真，可以评估励磁控制系统的性能和稳定性。根据仿真结果，进行必要的优化和调整，以达到预期的控制效果。 5.结论 本文介绍了使用S imu l in k软件进行同步电机励磁控制的基本原理和建模步骤。通过合理地设计励磁控制器和励磁装置，可以实现对同步电机励磁电流的精确控制，从而达到期望的输出特性。Si mu li nk软件提供了一个方便、直观的建模和仿真环境，为同步电机励磁控制系统的设计和优化提供了有力的支持。