电力拖动Matlab仿真实验指导书剖析

牵引电机试验线路及原理简介电力机车牵引电机试验台的原理线路图如图5-1所示：图中1、2是被、陪试电机，由LJ 作同轴连接。

感应调压器GT 和整流器ZL 构成“线路发电机”提供试验电机端电压U ；SY 是一个专用的相控整流器，称为“升压机”，用于提高陪试机支路电压，使其作为发电机运行，提供负载试验电流，其两端电压为U s 。

LF 1、LF 2分别是电机1和电机2的串激绕组；H 1、H 2分别是电机1和电机2的换向绕组。

图5-1 试验线路图 现将线路的工作原理简述如下：当调节升压机相控角α使得E s =0时，电机1、2都是在电网电压U 下空载运行的电动机，由电源输送空载电源I 0及I '0（如图虚线所示方向），由于1和2两电机机械耦合，其转速相同，而且激磁绕组串于同一支路，激磁电流相等，因此，两电机的电势E 1和E 2相等，且小于电网电压U 。

当调节升压机相控角α使得E s 与E 2同向且二者之和大于U ，则Es 在机电2及1的输入送了电流I'，这时在电机2的支路中总电流为2I I I '-'= 而在电机D 的支路中总电流为1I I I '+'= I 1与I 2的电流方向如图中所示，按照图中所示的极性，I 1的方向与E 1方向相反，1作为电动机运转；I 2的方向与E 2方向相相同，电机2作为发电机运转。

因此，决定该电机负载（制动力）的大小的电流I 2为()222R UE E I S -+=式中，R 2为电机2的电枢、换向极及补偿绕组的电阻。

如上所述，此线路的升压机SY 的作用可归结为：如没有升压机，则作为负载电机（陪试机）的电机2就不可能作为发电机运转。

当升压机E S 过低时，可能使E S +E 2≤U ，这时电机1与2就是处于空载状态下的串激电动机，它们将处于飞速状态，因此，在试验过程中，过分调大升压机的相控角α是不允许的。

试验起动过程是：先调高线路机输出电压（不超过试验电机的30%），使机组成并联电动机运行，然后调节升压机增加负载电流，再调节线路机电压、再调节升压机调整负载电流，直到需要的试验值为止。

摘要仿真是对操控系统的参考，探究和实验有着重要的含义，MATLAB编写的语句以及simulation元器件可以进行操控系统仿真，本人用MATLAB最新版本的软件来，写出些经典的直流操控系统实行了模拟实验，出现了不一样模型的图形，对系统做的两种状态的性能实验检查。

对一样的直流电机调节速度系统，可以抽取有传函模行建立系统模形方针，根据电汽构图中建立混在一块的模块系统模形仿真和编写仿真，并阐述了各种方法的特点。

对数字pid掌握算数实行的参考，里面有容易地数字pid掌握算数和不全部积分式，微分分离式两种进行的数字PID掌握算法，探讨了利用仿真技术整理计算机掌握直流电机系统的采样时间和PID参考的方法，以获得优良的系统调速性能。

关键词：MATLAB；仿真；直流电机；调速ABSTRACTSimulation is the reference of control system, has important meaning to explore and experiment, MATLAB statements and simulation components can control system simulation, I use the latest version of the MATLAB software to write some classical dc control system implemented simulation experiment, the different model of graphics, experiments on the performance of the system to do two kinds of state inspection. The dc motor speed regulating system of the same, you can extract a transfer function model line set up system modeling approach, according to the building up of mixed vapor composition in which a module of system modeling simulation and simulation, and expounds the charac teristics of various methods.Reference in digital pid control arithmetic to somewhere inside change of digital pid control arithmetic and not all integral type, differential separate two kinds of digital pid control algorithm, discusses the use of simulation technology of computer control dc motor system sampling time and the method of pid reference, in order to obtain excellent speed regulating performance.Key Words:MATLAB;simulation;DC machine;speed regulation目录摘要 ............................................................................................................................................... I ABSTRACT ..................................................................................................................................... II 目录 . (1)1 绪论 (3)1.1研究的目标与内容 (4)2 MATLAB简介 (5)2.1 MATLAB的发展历程 (5)2.2 MATLAB平台的组成 (6)2.3 MATLAB语言的特点 (7)3 MAT LAB软件在操制系统中的仿真 (9)3.1计算机仿真技术概括 (9)3.2 计算机仿真基本概念 (9)3.3自动控制系统仿真 (9)3.4 MAT LAB在控制系统地仿真功能和含义 (10)3.5控制系统仿真里面常用的函数 (10)4 Simulink基础 (12)4.1 Simulink简介 (12)4.2常用的标准模块 (12)4.3 Simulink主要的仿真模块介绍 (14)5直流电动机直接启动仿真 (16)5.1建立仿真模型 (16)5.2模块参数设置 (16)5.3仿真参数设置 (20)5.4仿真 (20)6直流电动机在电枢串联电阻起动仿真 (22)6.1建立仿真模型 (22)6.2模块参数设置 (23)6.3仿真参数设置 (23)6.4进行仿真 (23)7直流电动机反接制动仿真 (25)7.1建立仿真模型 (26)7.2模块参数设置 (26)7.3仿真参数设置 (26)7.4仿真 (26)8 直流电动机改变励磁电流调速仿真 (28)8.1建立仿真图形 (28)8.2模块参数设置 (28)8.3仿真参数设置 (29)8.4仿真 (29)9直流电动机改变电枢电压调速仿真 (31)9.1建立仿真模型 (31)9.2模块参数设置 (33)9.3仿真参数设置 (33)9.4仿真 (33)10 晶闸管单环直流调速系统的MATLAB仿真................................................ 错误!未定义书签。

计算机仿真及应用实验指导书电气与电子信息工程学院实验一 S 函数实现单摆运动一、实验目的掌握S 函数的定义、功能模块调用方法、工作原理及应用场合。

二、预习及思考1、S 函数应用于哪些场合？2、S 函数的子程序是如何调用的？三、实验步骤在建立实际的S-函数时，可在该 模板必要的子程序中编写程序并输入参数便可。

S-函数的模板程序位于toolbox/simulink/blocks 目录下，文件名为sfuntmpl.m ，可以自己查看。

在运用S-函数进行仿真前，应当自行编制S-函数程序，因此必须知道系统在不同时刻所需要的信息：（1）在系统开始进行仿真时，应先知道系统有多少状态变量，其中哪些是连续变量，哪些是离散变量，以及这些变量的初始条件等信息。

这些信息可通过S-函数中设置flag=0获取。

（2）若系统是严格连续的，则在每一步仿真时所需要的信息为：通过flag=1获得系统状态导数；通过flag=3获得系统输出。

（3）若系统是严格离散的，则通过flag=2获得系统下一个离散状态；通过flag=3获得系统离散状态的输出。

单摆示意图：单摆的状态方程从MATLAB 的toolbox\simulink\blocks 子目录下，复制sfintempl.m ，并把它改名为simpendzzy.m ，再根据状态方程对文件进行修改，最后形成文件。

构成名为simpendzzy 的S-函数模块从simulink 的“user -defined Function ”子库中复制S-Function 框架模块到空白模型窗，如图所示。

m 121sin d g x K x K ux x θ=--+=双击S-Function框架模块，弹出下图所示对话窗；在“S-Function name ”栏中填写函数名simpendzzy；在“S-Function parameters”栏中填写函数simpendzzy.m的第4、5、6、个输入宗量名dampzzy,gngzzy(次序要对)；再点击【OK】，就得到单摆S-函数模块，如图所示。

电力拖动自动控制系统Matlab仿真实
验报告
电力拖动自动控制系统
---Matlab仿真实验报告
实验一二极管单相整流电路一．【实验目的】
1．经过对二极管单相整流电路的仿真，掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识；
2．经过实验进一步加深理解二极管单向导通的特性。

图1-1 二极管单相整流电路仿真模型图
二．【实验步骤和内容】
1.仿真模型的建立
①打开模型编辑窗口；
②复制相关模块；
③修改模块参数；
④模块连接；
2.仿真模型的运行
①仿真过程的启动；
②仿真参数的设置；
3.观察整流输出电压、电流波形并作比较，如图1-2、1-3、1-4所示。

三．【实验总结】
由于负载为纯阻性，故输出电压与电流同相位，即波形相同，但幅值不等，如图1-4所示。

图1-2 整流电压输出波形图图1-3 整流电流输出波形图
图1-4 整形电压、电流输出波形图
实验二三相桥式半控整流电路
一．【实验目的】
1．经过对三相桥式半控整流电路的仿真，掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识；
2．研究三相桥式半控整流电路整流的工作原理和全过程。

二．【实验步骤和内容】
1.仿真模型的建立：打开模型编辑窗口，复制相关模块，修改模块
参数，模块连接。

2.仿真模型的运行；仿真过程的启动，仿真参数的设置。

相应的参数设置：
（1）交流电压源参数U=100 V，f=25 Hz，三相电源相位依次延迟120°。

电力拖动自动控制系统仿真实验报告课程名称：电力拖动自动控制系统课程编号：年级/专业/班：姓名：学号：任课老师：实验总成绩：电力拖动自动控制系统仿真实验报告实验项目名称：转速反馈控制直流调速系统实验指导老师：一、实验目的：1、进一步学习利用MA TLAB下的SIMULINK来对控制系统进行仿真。

2、掌握转速、电流反馈控制直流调速系统的原理。

3、学会利用工程的方法设计ACR、ASR调节器的方法。

二、仿真实验电路模型：比例积分控制的无静差直流调速系统的仿真模型三、实验设备及使用仪器：安装windows系统和MATLAB软件的计算机一台四、仿真实验步骤（按照实际建模操作过程填写）：1、打开模型相关编辑窗口：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。

复制相关原器件：双击所需要子模块图标，以鼠标左键选中所需的子模块，拖入模型编辑窗口。

2、模块连接：以鼠标左键单击起点模块输出端，拖动鼠标至终点模块输入端处，则在两模块间产生—>线。

修改相关参数：双击模型图案，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。

3、仿真过程的启动：单击启动仿真工具的按钮或选择Simulation—Strat菜单栏，则可启动仿真过程，再双击Scope模块就可以显示仿真结果。

4、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，对示波器的默认值注意改动，这里把Strat time和Stop time栏分别填写仿真的起始时间和结束时间，把默认时间从10.0s修改为0.6s。

重新启动仿真。

5、调节其参数的调整：根据工程的要求，选择一个合适的PI参数。

Kp=0.25,1/t=3,系统转速的相应无超调，但调节时间很长；当Kp=0.8，1/t=15，系统转速的相应的超调较大，但快速性较好。

五、实验数据、图表或计算等：修改控制参数后的仿真结果Kp=0.25,1/t=3,系统转速的相应无超调，但调节Kp=0.8，1/t=15，系统转速的相应的超调较大，但快速性较好。

“电力电子”仿真实验指导书MATLAB仿真实验主要是在simulink环境下的进行的。

Simulink是运行在MATLAB环境下，用于建模、仿真和分析动态系统的软件包。

它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统。

由于它具有直观、方便、灵活的特点，已经在学术界、工业界的建模及动态系统仿真领域中得到广泛的应用。

Simulink提供的图形用户界面可使用鼠标的拖放操作来创建模型。

Simulink本身包含sources、sinks、Discrete、math、Nonlinear和continuous 等模块库。

实验主要使用Sinks、Sources、Signals & System和Power System Blockset这四个模块库中的一些模块搭建电力电子课程中的典型电路进行仿真。

在搭建成功的电路中使用scope显示模块显示仿真的波形、验证电路原理分析结果。

这些典型电路包括：1)单相半波可控整流电路（阻性负载和阻感负载）2)单相全控桥式整流电路（阻性负载和阻感负载）3)三相全控桥式整流电路（双窄脉冲阻性负载和双窄脉冲阻感负载）4)降压斩波电路、升压斩波电路5)三相半波逆变电路、三相全波逆变电路。

一、matlab、simulink基本操作多数学生在做这个实验是时候可能是第一次使用matlab中的simulink来仿真，因此下面首先介绍一下实验中要掌握得的一些基本操作（编写试验指导书时所使用的matlab6.1版本）。

若实验过程中使用matlab的版本不同这些基本操作可能会略有不同。

图0-1 matlab启动界面matlab的启动界面如图0-1所示，点击matlab左上方快捷键就可以进入simulink程序界面（在界面右侧的Command Window中输入simulink命令回车或者在Launch Pad窗口中点击simulink子菜单中Library Browser都可以进入simulink程序界面）如图0-2所示。

电力拖动自动控制系统---Matlab仿真实验报告实验一二极管单相整流电路一．【实验目的】1．通过对二极管单相整流电路的仿真，掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识；2．通过实验进一步加深理解二极管单向导通的特性。

图1-1二极管单相整流电路仿真模型图二．【实验步骤和内容】1.仿真模型的建立1打开模型编辑窗口；2复制相关模块；3修改模块参数；4模块连接；2.仿真模型的运行1仿真过程的启动；2仿真参数的设置；3.观察整流输出电压、电流波形并作比较，如图1-2、1-3、1-4所示。

三．【实验总结】由于负载为纯阻性，故输出电压与电流同相位，即波形相同，但幅值不等，如图1-4所示。

图1-2整流电压输出波形图图1-3整流电流输出波形图图1-4整形电压、电流输出波形图实验二三相桥式半控整流电路一．【实验目的】1．通过对三相桥式半控整流电路的仿真，掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识；2．研究三相桥式半控整流电路整流的工作原理和全过程。

二．【实验步骤和内容】1.仿真模型的建立：打开模型编辑窗口，复制相关模块，修改模块参数，模块连接。

2.仿真模型的运行；仿真过程的启动，仿真参数的设置。

相应的参数设置：（1）交流电压源参数U=100V，f=25Hz，三相电源相位依次延迟120°。

（2）晶闸管参数Rn=0.001Ω，Lon=0.0001H，Vf=0V，Rs=50Ω，Cs=250e-6F。

（3）负载参数R=10Ω，L=0H，C=inf。

（4）脉冲发生器的振幅为5V，周期为0.04s（即频率为25Hz），脉冲宽度为2。

图2-1三相桥式半控整流电路仿真模型图当α=0°时，设为0.0033s，0.0166s，0.0299s。

图2-2α=0°整流输出电压等波形图当α=60°时，触发信号初相位依次设为0.01s，0.0233s，0.0366s。

图2-3α=60°整流输出电压等波形图三.【实验总结】三相可控整流电路中，最基本的是三相半波可控整流电路，应用最为广泛的是三相桥式全控整流电路、双反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等，均可在三相半波的基础上进行分析。

电力拖动自动控制系统---Matlab仿真实验报告实验一二极管单相整流电路一.【实验目的】1.通过对二极管单相整流电路的仿真,掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识;2.通过实验进一步加深理解二极管单向导通的特性。

图1-1 二极管单相整流电路仿真模型图二．【实验步骤与内容】1.仿真模型的建立①打开模型编辑窗口;②复制相关模块;③修改模块参数;④模块连接;2.仿真模型的运行①仿真过程的启动;②仿真参数的设置;3.观察整流输出电压、电流波形并作比较,如图1-2、1-3、1-4所示。

三．【实验总结】由于负载为纯阻性,故输出电压与电流同相位,即波形相同,但幅值不等,如图1-4所示。

图1-2 整流电压输出波形图图1-3 整流电流输出波形图图1-4 整形电压、电流输出波形图实验二三相桥式半控整流电路一.【实验目的】1.通过对三相桥式半控整流电路的仿真,掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识;2.研究三相桥式半控整流电路整流的工作原理与全过程。

二．【实验步骤与内容】1.仿真模型的建立:打开模型编辑窗口,复制相关模块,修改模块参数,模块连接。

2.仿真模型的运行;仿真过程的启动,仿真参数的设置。

相应的参数设置:(1)交流电压源参数U=100 V,f=25 Hz,三相电源相位依次延迟120°。

(2)晶闸管参数Rn=0、001 Ω,Lon=0、000 1 H,Vf=0 V,Rs=50 Ω,Cs=250e-6 F。

(3)负载参数R=10 Ω,L=0 H,C=inf。

(4)脉冲发生器的振幅为5 V, 周期为0、04 s ( 即频率为25 Hz), 脉冲宽度为2。

图2-1 三相桥式半控整流电路仿真模型图当α=0°时, 设为0、003 3s,0、016 6s,0、029 9 s。

图2-2 α=0°整流输出电压等波形图当α=60°时,触发信号初相位依次设为0、01s,0、0233s,0、0366s。

异步电机矢量控制Matlab仿真实验1 异步电机动态模型推导1.1 异步电机动态数学模型的性质电磁耦合是机电能量转换的必要条件，电流与磁通的乘积产生转矩，转速与磁通的乘积得到感应电动势。

无论是直流电动机，还是交流电动机均如此。

交、直流电动机结构和工作原理的不同，至使表达式差异很大。

异步电动机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。

(1)变压变频调速时需要进行电压（或电流）和频率的协调控制，有电压（或电流）和频率两种独立的输入变量。

在输出变量中，除转速外，磁通也是一个输出变量。

因此异步电机是一个多变量（多输入多输出）系统。

(2)异步电动机无法单独对磁通进行控制，电流乘磁通产生转矩，转速乘磁通产生感应电动势，在数学模型中含有两个变量的乘积项。

因此即使不考虑磁路不饱和等因素，数学模型也是非线性的。

(3)三相异步电动机三相绕组存在交叉耦合，每个绕组都有各自的电磁惯性，再考虑运动系统的机电惯性，转速与转角的积分关系等，动态模型是一个高阶系统。

1.2 异步电动机的三相数学模型1.2.1 异步电机三相数学模型的前提假设在研究异步电机数学模型时，作如下的假设(1)忽略空间谐波，三相绕组对称，产生的磁动势沿气隙按正弦规律分布。

(2)忽略磁路饱和，各绕组的自感和互感都是恒定的。

(3)忽略铁心损耗。

(4)不考虑频率变化和温度变化对绕组电阻的影响。

无论异步电动机转子是绕线型还是笼型的，都可以等效成三相绕线转子，并折算到定子侧，折算后的定子和转子绕组匝数相等。

异步电动机三相绕组可以是Y连接，也可以是Δ连接。

若三相绕组为Δ连接，可先用Δ—Y变换，等效为Y 连接。

然后，按Y连接进行分析和设计。

三相异步电机的物理模型如下图1所示，定子三相绕组轴线A、B、C在空间是固定的，转子绕组轴线a、b、c随转子以角转速w旋转。

图1 三相异步电动机的物理模型1.2.2 异步电机的三相动态模型的数学表达式异步电动机的动态模型由磁链方程、电压方程、转矩方程和运动方程组成。

基于MATLAB的电路模型仿真应用实验报告系别：物理与信息技术系专业：电子信息科学与技术年级：09级姓名：学号：基于MATLAB的电路模型仿真应用实验指导书一、实验目的1、掌握采用M文件及SIMULINK对电路进行仿真的方法。

2、熟悉POWERSYSTEM BLOCKSET 模块集的调用、设置方法。

3．进一步熟悉M脚本文件编写的方法和技巧。

二、实验原理1、通过M文件实现电路仿真的一般仿真步骤为：(1)分析仿真对象——电路；（2）确定仿真思路——电路分析的方法；(2)建立仿真模型——方程；（3）根据模型编写出仿真程序；(3)运行后得到仿真结果。

2、采用SIMULINK仿真模型进行电路仿真可以根据电路图利用SIMULINK中已有的电子元件模型直接搭建仿真模块，仿真运行得到结果。

通过SIMULINK仿真模型实现仿真为仿真者带来不少便利，它免除了仿真者在使用M文件实现电路仿真时需要进行理论分析的繁重负担，能更快更直接地得到所需的最后仿真结果。

但当需要对仿真模型进行一定理论分析时，MATLAB的M 语言编程就有了更大用武之地。

它可以更令灵活地反映仿真者研究电路的思路，可更加灵活地将自身想法在仿真环境中加以验证，促进理论分析的发展。

因此，可根据自己的实际需要，进行相应的选择：采用SINMULIN模块搭建电路模型实现仿真非常直观高效，对迫切需要得到仿真结果的用户非常适用；当用户需要深刻理解及深入研究理论的用户来说，则选择编写M文件的方式进行仿真。

注意：本节实验的电路SINMULINK仿真原理，本节实验主要是应用提供的电路仿真元件搭建仿真模型，类似于传统仿真软件PSPICE的电路仿真方法。

采用SIMULINK进行电路仿真时元器件模型主要位于仿真模型窗口中SimPowerSystems节点下。

其中本次实验可能用到的模块如下：“DC Voltage Source” 模块：位于SimPowerSystems 节点下的“Electrical Sources”模块库中，代表一个理想的直流电压源；●“Series RLC Branch” 模块：位于SimPowerSystems 节点下的“Elements”模块库内，代表一条串联RLC 支路。

实验一、运用MATLAB/Simulink进行系统仿真实验一、实验目的机电一体化系统建模是进行机电一体化系统分析与设计的基础，通过对系统的简化分析建立描述系统的数学模型，进而研究系统的稳态特性和动态特性，为机电一体化系统的物理实现和后续的系统调试工作提供数据支持，而仿真研究是进行系统分析和设计的有利方法。

本实验目的在于通过实验使同学对机电一体化系统建模方法和仿真方法有初步的了解，初步掌握在MATLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。

（1）掌握机电一体化系统数学建模的基本方法；（2）掌握对机电一体化系统进行数学仿真的基本方法和步骤；（3）在初步掌握在MATLAB/ SIMULINK环境下对机电一体化系统数学模型进行仿真的方法。

二、实验设备（1）计算机（2）MATLAB/ SIMULINK软件三、实验原理（一）建立数学模型就是（以一定的理论为依据）把系统的行为概括为数学的函数关系，包括以下内容：1）确定模型的结构，建立系统的约束条件，确定系统的实体、属性与活动。

2）测取有关的模型数据。

3）运用适当理论建立系统的数学描述，即数学模型。

4）检验所建立的数学模型的准确性。

机电一体化系统数学模型的建立是否得当，将直接影响以此为依据的仿真分析与设计的准确性、可靠性，因此必须予以充分重视，以采用合理的方式、方法。

（二）机电一体化系统的计算机数字仿真实现：1）根据已建立的数学模型和精度、计算时间等要求，确定所采用的数值计算方法。

2）将原模型按照算法要求通过分解、综合、等效变换等方法转换为适于在数字计算机上运行的公式、方程等。

3）用适当的软件语言将其描述为数字计算机可接受的软件程序，即编程实现。

4）通过在数字计算机上运行，加以校核，使之正确反映系统各变量动态性能，得到可靠的仿真结果。

（三）．凑试法确定PID调节参数凑试法是通过模拟或闭环运行（如果允许的话）观察系统的响应曲线（例如阶跃响应），然后根据各调节参数对系统响应的大致影响，反复凑试参数，以达到满意的响应，从而确定PID调节参数。

实验一转速反馈控制（单闭环）直流调速系统仿真一．实验目的1．研究直流电动机调速系统在转速反馈控制下的工作。

2．研究直流调速系统中速度调节器ASR的工作及其对系统响应特性的影响。

3.观察转速反馈直流调速系统在给定阶跃输入下的转速响应。

二、实验设备1．计算机；2．模拟实验装置系统；3．A/D & D/A 接口卡、扁平电缆（如下图所示）。

总线槽扁平电缆计算机A/D & D/A接口卡模拟实验装置系统三、实验原理直流电动机：额定电压UN220V ，额定电流IdN,55 A额定转速 n N1000r/ min，电动机电势系数 C e 0.192V min/ r 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=1.0 Ω，电枢回路电磁时间常数 T1=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=0.01 V ·min/r。

对应额定转速时的给定电压 U n*10V图 1比例积分控制的直流调速系统的仿真框图四、实验内容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，图2 SIMULINK 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。

在本例中拖入模型编辑窗口的为：Source 组中的 Step 模块； Math Operations 组中的Sum模块和 Gain 模块； Continuous 组中的 Transfer Fcn模块和Integrator模块；Sinks 组中的Scope 模块；图 3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。

电气控制系统的MATLAB仿真技术实验指导书（自动化专业）张晗霞电子工程系实验中心2010-07-15《电气控制系统的MATLAB仿真技术》课程实验教学指导书一、课程基本信息1、实验名称：《电气控制系统的MATLAB仿真技术》课程实验2、课程性质：专业选修课3、课程编号：4、总学时：32（其中上课16学时，实验16学时）5、先修课程：高等数学,线性代数,C语言，计算机基础与应用，自动控制原理，现代控制理论、过程控制系统6、面向对象：自动化专业本科生（本二，本三）7、开课系（室）：自动化专业教研室二、课程性质、目的和要求MATLAB/SIMULINK是一个功能十分强大的数学应用软件，能够快速处理大量复杂的数学计算，如求矩阵的逆、矩阵的特征向量等等，同时可以进行大量的工程实验仿真。

学生熟练掌握MATLAB，将能为后继课程的学习提供很好的计算工具和仿真平台。

在经过全面的训练后，学生应达到下列要求：1、基本掌握MATLAB基本语法和基本函数的用法，利用MATLAB这门工具语言联系以前所学知识，突破数学计算方面的障碍，更好地理解基本概念、基本原理。

2、掌握MATLAB在自动控制理论、现代控制理论及过程控制中的应用，加深对自动控制理论、现代控制理论及过程控制原理的相关知识的理解。

3、掌握MATLAB的工具箱SIMULINK的使用，要求能够熟练建立不同控制系统模型并实现仿真。

4、能根据需要选学参考书，查阅手册，通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己独立分析问题、解决问题，具有一定的创新能力。

三、主要仪器PC机一台。

四、实验方式与基本要求本课程开设8个实验，实验共16学时。

五、实验项目的设置与内容见后面附1。

六、考核与报告1、熟悉MATLAB 软件和simulink 环境，并完成所给的习题。

完成以上内容的同学，在完成后交教师验收，完成好而快的同学可进入下一层次，由教师做考勤记录，缺勤20%者跟下一届学生补做，迟到和缺勤者影响成绩。

《电力电子技术》课程设计报告题目：基于MATLAB的电力电子技术仿真分析院（系）：机电与自动化学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2014年1月13日至2014年1月17日华中科技大学武昌分校电力电子技术课程设计任务书课程设计成绩评定表目录1课程设计目的 (1)2课程设计主要内容 (1)3课程设计题目描述与要求 (1)3.1课程设计题目描述 (1)3.2课程设计要求 (2)4 各电路的建模与仿真 (2)4.1单相半波可控整流器 (2)4.2晶闸管三相桥式整流电路 (9)4.3Boost变换器 (16)4.4相位控制的晶闸管单相交流调压器 (19)5课程设计总结 (22)1 课程设计目的通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：（1）培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料；（2）培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力；（3）培养学生运用知识的能力和工程设计的能力；（4）提高学生课程设计报告撰写水平；（5）提高学生通过实验测试、研究分析和完善设计的水平。

2 课程设计主要内容（1）晶闸管的仿真模型及以单相半波整流器为例，说明晶闸管元件应用系统的建模与仿真方法。

（2）晶闸管三相桥式整流带电阻性负载时系统的建模与仿真。

（3）绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个由IGBT元件组成的Boost变换器的建模与仿真。

（4）相位控制的晶闸管单相交流调压器带电阻性负载时系统的建模与仿真。

3 课程设计题目描述与要求3.1课程设计题目描述本次课程设计包含了六个内容的建模与仿真：1．晶闸管的仿真模型及以单相半波整流器为例，说明晶闸管元件应用系统的建模与仿真方法；2．晶闸管三相桥式整流系统的建模与仿真；3. 可关断晶闸管的仿真模型及以可关断晶闸管元件组成的Buck变换器为例的仿真过程；4．绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个由IGBT元件组成的Boost变换器的建模与仿真；5．相位控制的晶闸管单相交流调压器系统的建模与仿真；6．晶闸管三相半波有源逆变器的建模与仿真。

电力拖动自动统造系统之阳早格格创做---Matlab仿真正在验报告真验一二极管单相整流电路一．【真验脚法】1．通过对于二极管单相整流电路的仿真，掌握由电路本理图变更成仿真电路的基础知识；2．通过真验进一步加深明白二极管单背导通的个性.图1-1 二极管单相整流电路仿真模型图二．【真验步调战真量】1.仿真模型的建坐①挨开模型编写窗心；②复造相关模块；③建改模块参数；④模块对接；2.仿真模型的运止①仿真历程的开用；②仿真参数的树坐；3.瞅察整流输出电压、电流波形并做比较，如图1-2、1-3、1-4所示.三．【真验归纳】由于背载为杂阻性，故输出电压与电流共相位，即波形相共，然而幅值不等，如图1-4所示.图1-2 整流电压输出波形图图1-3 整流电流输出波形图图1-4 整形电压、电流输出波形图真验二三相桥式半控整流电路一．【真验脚法】1．通过对于三相桥式半控整流电路的仿真，掌握由电路本理图变更成仿真电路的基础知识；2．钻研三相桥式半控整流电路整流的处事本理战齐历程.二．【真验步调战真量】1.仿真模型的建坐：挨开模型编写窗心，复造相关模块，建改模块参数，模块对接.2.仿真模型的运止；仿真历程的开用，仿真参数的树坐.相映的参数树坐：（1）接流电压源参数U=100 V，f=25 Hz，三相电源相位依次延缓120°.（2）晶闸管参数Rn=0.001 Ω，Lon=0.000 1 H，Vf=0 V，Rs=50 Ω，Cs=250e-6 F.（3）背载参数R=10 Ω，L=0 H，C=inf.（4）脉冲爆收器的振幅为5 V，周期为0.04 s （即频次为25 Hz），脉冲宽度为2.图2-1 三相桥式半控整流电路仿真模型图当α=0°时，设为0.003 3s，0.016 6s，0.029 9 s.图2-2 α=0°整流输出电压等波形图当α=60°时，触收旗号初相位依次设为0.01s，0.0233s，0.0366s.图2-3 α=60°整流输出电压等波形图三 .【真验归纳】三相可控整流电路中，最基础的是三相半波可控整流电路，应用最为广大的是三相桥式齐控整流电路、单反星形可控整流电路以及十二脉波可控整流电路等，均可正在三相半波的前提上举止领会.正在电阻背载时，当，背载电流连绝（其，Ud最大）；当，背载电流断绝，电阻背载时的移相范畴为0~150°，阻感背载时的移相范畴为0~90°.真验三三相桥式齐控整流电路一．【真验脚法】1. 加深明白三相桥式齐控整流及有源顺变电路的处事本理；2. 钻研三相桥式齐控整流电路整流的处事本理战局里领会图3-1 三相桥式齐控整流电路仿真模型图二．【真验步调战真量】1.仿真模型的建坐：挨开模型编写窗心，复造相关模块，建改模块参数，模块对接.2.仿真模型的运止；仿真历程的开用，仿真参数的树坐.参数树坐：（1）接流电压源参数U=100 V，f=25 Hz，三相电源相位依次延缓120°.（2）晶闸管参数Rn=0.001 Ω，Lon=0.000 1 H，Vf=0 V，Rs=50 Ω，Cs=250e-6 F.（3）背载参数R=10 Ω，L=0 H，C=inf.（4）脉冲爆收器的振幅为5 V，周期为0.04 s （即频次为25 Hz），脉冲宽度为2.当α=0°时，正相脉冲分别设为0.0033，0.0166，0.0299 s；-C,-A,-B相触收脉冲依次是0.01,0.0233,0.0366s.图3-2 α=0°整流输出电压等波形图三 .【真验归纳】暂时正在百般整流电路中，应用最为广大的是三相桥式齐控整流电路.整流输出电压ud一周脉动六次，屡屡脉动的波形皆一般，故该电路为六脉波整流电路.戴电阻背载时三相桥式齐控整流电路角的移相范畴是0~120°，戴阻感背载时角的移相范畴是0~90°真验四直流斩波一．【真验脚法】1. 加深明白斩波器电路的处事本理;2. 掌握斩波器主电路、触收电路的调试步调战要领;3. 认识斩波器电路各面的电压波形;图4-1 直流斩波仿真模型图图4-2 示波器1输出波形图1.仿真模型的建坐：挨开模型编写窗心，复造相关模块，建改模块参数，模块对接.2.仿真模型的运止；仿真历程的开用，仿真参数的树坐，直流电压E??V.背载电压的仄衡值为??????（??）式中，为V处于通态的时间；为V处于断态的时间；T为开关周期；为导通占空比.背载电流的仄衡值为（??）由于占空比为??August，所以斩波输出电压背值为??V.三 .【真验归纳】根据对于输出电压仄衡值举止调造的办法分歧，斩波电路可犹如下三种统造办法：1.脆持开关周期T稳定，安排开关导通时间, 称为脉冲宽度调造（PulseWidth Modulation，PWM）;2.脆持开关导通时间稳定，改变开关周期T，称为频次调造或者调频型；3.战T皆可调，使占空比改变，称为混同型.真验五单关环转速反馈统造直流调速系统一．【真验脚法】1. 加深对于比率积分统造的无静好直流调速系统的明白；??钻研反馈统造关节对于系统的效率战效率二．??【真验步调战真量】1.仿真模型的建坐：挨开模型编写窗心，复造相关模块，建改模块参数，模块对接.2.仿真模型的运止；仿真历程的开用，仿真参数的树坐转速背反馈关环调速系统??直流电效果：额定电压，额定电流额定转速电效果电动势系数??假定晶闸管整流拆置输出电流可顺，拆置的搁大系数??，滞后时间常数??，电枢回路总电阻，电枢回路电磁时间常数，电力拖动系统机电时间常数，转速反馈系数对于应额定转速时的给定电压比率积分统造的直流调速系统的仿真框图如图5-1所示.图5-1 比率积分统造的直流调速系统的仿真框图图5-2开环比率统造直流调速系统仿真模型图图5-3 开环空载开用转速直线图图5-4 开环空载开用电流直线图图5-5 关环比率统造直流调速系统仿真模型图正在比率统造直流调速系统中，分别树坐关环系统开环搁大系数k=0.56, 2.5, 30，瞅察转速直线图，随着K值的减少，稳态速落减小，然而当K值大于临界值时，系统将爆收震荡并得去宁静，所以K值的设定要小于临界值.当电机空载开用宁静运止后，加背载时转速下落到另一状态下运止，电流降下也随之降下.图5-9k=30转速直线图图5-10 关环比率积分统造直流调速系统仿真模型图图5-11 PI统造转速n直线图图5-12 PI统造电流直线图正在关环比率积分（PI）统造下，不妨真止对于系统无静好安排，即,普及了系统的宁静性.三 .【真验归纳】通过对于本次真验的仿真，考证了比率部分能赶快赞同统造效率，积分部分则最后与消稳态缺面.比率积分统造概括了比率统造战积分统造二种顺序的便宜，又克服了各自的缺面，扬少躲短，互相补充.若央供PI统造调速系统的宁静性佳，又央供系统的赶快性佳，共时还央供稳态粗度下战抗搞扰本能佳.然而是那些指标是互相冲突的，安排时往往需要用多种脚法，反复试凑.正在稳、准、快战抗搞扰那四个冲突的圆里之间博得合中，才搞赢得比较谦意的截止.真验六单关环统造直流调速系统一．【真验脚法】1. 加深相识转速、电流反馈统造直流调速系统的组成及其静个性；2. 钻研安排器的工程安排要领正在系统中的效率战职位.三．【真验步调战真量】1. 仿真模型的建坐：挨开模型编写窗心，复造相关模块，建改模块参数，模块对接.2. 仿真模型的运止；仿真历程的开用，仿真参数的树坐.图6-1 电流环仿真模型图当KT=0.5时，电流环传播函数当KT=0.25, 电流环传播函数KT=1.0，电流环传播函数当KT=0 .25时，很快天得到了电流环的阶跃赞同仿真截止如图6-3所示，无超调，然而降下时间少；当KT=1.0，共样得到了电流环的阶跃赞同的仿真截止如图6-4所示，超调挨，然而降下时间短.三??【真验归纳】一．【真验脚法】1. 相识同步电效果动背数教模型的本量；2. 明白坐标变更的基础思路；3. 进一步掌握同步电效果调速要领；4.教会M文献的编写与运止.图7-1 三相同步电效果仿真模型图二．【真验步调战真量】1. 仿真模型的建坐：挨开模型编写窗心，复造相关模块，建改模块参数，模块对接.2. 仿真模型的运止：仿真历程的开用，仿真参数的树坐.图7-2三相同步电效果电流仿真截止图7-3 同步电效果空载起动历程的转速仿真图t=0.5, 加背载值30图7-4同步电效果空载起动战加载历程电流仿真截止图图7-3 同步电效果空载起动战加载历程的转速仿真图同步电效果调速办法额定条件下的磁链战板滞个性直线图Un=380v, fn=50Hz,图7-4 额定条件下的磁链直线图图7-5 额定条件下的板滞个性图1.调压调速电效果共步转速脆持为额定值稳定，随着电压的落矮最大电磁转矩减小.图7-6 电压正在300V下的板滞个性图图7-7 电压正在280V下的板滞个性图2.恒压频比，基频以下调速共步转速下落，最大电磁转矩下落（那里频次为弧度造）图7-8 350/289下的板滞个性图图7-9280/231下的板滞个性图3. 电压稳定，基频以上调速最大电磁转矩下落、共步转速降下.图7-10 频次为340rad/s下的板滞个性图图7-11 频次为380rad/s下的板滞个性图真验八同步电效果转子电流的测定一．【真验脚法】1. 相识同步电效果动背数教模型的本量；2. 明白坐标变更的基础思路；3. 进一步掌握同步电效果调速要领；图8-2 同步电效果空载起动战加载历程的电流仿真图三 .【真验归纳】正在采与矢量统造技能后，通过坐标变更，不妨把接流电效果的定子电流领会成转矩分量战励磁分量，分别用去统造电效果的转矩战磁通，不妨赢得战直流电效果相仿的下动背本能.正在举止同步电效果仿真时，不需要对于四种状态圆程逐一举止，只消以一种为内核，正在中围加上坐标变更战状态变更，便可得到正在分歧坐标系下、分歧状态量的仿真截止.。

电力系统MATLAB仿真实训说明书——输电线路双端故障测距仿真————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：燕山大学课程设计说明书题目：输电线路双端故障测距仿真学院（系）：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：教师职称：燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：电力工程系学号学生姓名专业（班级）设计题目输电线路双端故障测距仿真设计技术参数测距方法大致分3大类：行波法、阻抗法和故障分析法，其中建立在工频电气量基础之一的阻抗算法目前得到了广泛的工程应用。

在掌握双端测距基本原理的基础上，搭建输电线路MATLAB故障测距仿真模型，分析不同的故障、故障距离、两侧电源相位差和接地过渡电阻对测距结果的影响。

具体参数见参考资料。

设计要求1．搭建输电线路MATLAB故障测距仿真模型，分析不同的故障、故障距离、两侧电源相位差和接地过渡电阻对测距结果的影响；2．遵守实训期间的纪律要求，独立完成实训任务，；3．撰写实训总结报告一份（不少于五千字），要求有理论分析和仿真结果，文字符号符合国家现行标准。

工作量1．学会使用MATLAB/SIMULINK电力系统仿真工具箱；2．独立完成仿真电路设计、连接与调试；3．参加答辩并完成实训报告。

工作计划1．学习使用MATLAB/SIMULINK电力系统仿真工具箱，下发任务书；2．完成实训内容的原理分析与电路设计；3．在MA TLAB仿真平台上进行电路连接、调试并验收。

4．参加答辩并撰写实训报告。

参考资料1．吴天明. MA TLAB电力系统设计与分析. 国防工业出版社2．毕潇, 李学农, 陈延枫, 等. 一各双端故障测距算法的仿真及现场实例分析.高电压技术, 2006, 32(3):105-1073．自查资料指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。

<一>、程序仿真图：（1）、变压器空载运行变压器空载运行仿真图1.1（2）、变压器负载运行程序如下：SN=10e3;U1N=380;U2N=220;r1=0.14;r2=0.035;x1=0.22;x2=0.055;rm=30;xm=310;ZL=4+j*3; I1N=SN/U1N;I2N=SN/U2N;k=U1N/U2N;Z1=r1+j*x1;rr2=k^2*r2;xx2=k^2*x2;ZZ2=rr2+j*xx2;ZZL=k^2*ZL;Zm=rm+j*xm;Zd=Z1+1/(1/Zm+1/(1/ZZ2+ZZL));U11=U1N;I11=U11/Zd;E11=-(U11-I11*Z1);I221=E11/(ZZ2+ZZL);I21=k*I221;U221=I221*ZZL;U21=U221/k;cospsi1=cos(angle(Zd));cospsi2=cos(angle(ZL));P1=abs(U11)*abs(I11)*cospsi1;P2=abs(U21)*abs(I21)*cospsi2;eta=P1/P2;ImI=-E11/Zm;pFe=abs(ImI)^2*rm;pcu1=abs(I11)^2*r1;pcu2=abs(I21)^2*r2;disp('原边电流='),disp(abs(I11))disp('副边电流='),disp(abs(I21))disp('副边电压='),disp(abs(U21))disp('原边功率因素='),disp(cospsi1)disp('原边功率='),disp(P1)disp('副边功率因素='),disp(cospsi2)disp('副边功率'),disp(P2)disp('效率='),disp(eta)disp('励磁电流='),disp(abs(ImI))disp('铁损耗='),disp (pFe)disp('原边铜损耗='),disp(pcu1)disp('副路铜损耗='),disp(pcu2)（3）、直流电动机的转矩特性程序如下：Cm=10;Ra=1.8;k=.1;k1=.2;Ia=0:.01:15;Temb=Cm*k1*Ia;plot(Ia,Temb,'k')hold onaxis([0,20,0,60])Temc=Cm*k*Ia.^2;plot(Ia,Temc,'b')hold onTemt=Cm*k*Ia;plot(Ia,Temt,'r')xlabel('Ia[A]')ylabel('Temc[N/m]')（4）、直流电动机的机械特性程序如下：U=220;Ra=0.17;p=2;N=398;a=1;psi=0.0103;Cpsi=0.0013; Te=0:0.1:5;Ce=p*N/60/a;Cm=p*N/2/pi/a;n=U/Ce/psi-Ra*Te/Ce/Cm/psi^2;subplot(2,1,1)plot(Te,n,'k')hold onC1=1/Ce*(Cm/Cpsi)^.5;C2=1/Ce/Cpsi;n=C1*U*(Te+.001).^(-.5)-C2*Ra;subplot(2,1,2)plot(Te,n,'b')hold onaxis([0,5,0,60000])（5）、直流电动机软启动直流电动机软启动的仿真图1.2（6）他励直流电动机的调节电枢电压调速：仿真图：他励电动机的调压调速仿真图1.3（7）、直流电动机的能耗制动制动前的模型图：直流电动机的能耗制动前的仿真图1.4制动后的仿真模型图：直流电动机能耗制动后的仿真图1.5（8）、三相异步电动机的机械特性仿真程序如下：clcclearU1=220/sqrt(3);Nphase=3;P=2;fN=50;R1=0.095;X1=0.680;X2=0.672;Xm=18.7;omegas=2*pi*fN/P;nS=60*fN/P;for m=1:5if m==1R2=0.1;elseif m==2R2=0.2;elseif m==3R2=0.5;elseif m==4R2=1.0;elseR2=1.5;endfor n=1:2000s(n)=n/2000;Tmech=Nphase*P*U1*2*R2/s(n)/omegas/[(R1+R2/s(n))^2+(X1+X2)^2]; plot(s(n),Tmech)hold onendhold onendhold onendhold onendhold onendhold onxlabel('转差率')ylabel('电磁转矩')（9）、三相异步电动机的串电阻启动三相异步电动机的串电阻启动仿真图1.6（10）、三相异步电动机的调压调速三相异步电动机的调压调速仿真图1.7（11）、三相异步电动机的反转三相异步电动机的反转仿真图1.8 （12）、三相异步电动机的能耗制动：三相异步电动机的能耗制动前的仿真图1.9三相异步电动机的能耗制动后的仿真图1.10<二>、运行结果： （1）、变压器空载运行：空载输出波形图2.1结果分析：通过显示波形可以看出，本空载实验中，电压和电流都趋于饱和状态，因为显示了完整的正弦波形图。