计算机仿真期末作业实验报告
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计算机仿真技术作业一题目:转速反馈单闭环直流调速系统仿真直流电机模型框图如下图所示,仿真参数为R=0.6,T l=0.00833,T m=0.045,Ce=0.1925。
本次仿真采用算法为ode45,仿真时间5s。
图1 直流电机模型一、开环仿真模型建立:其中Ud0=220V R=0.6,T l=0.00833,T m=0.045,Ce=0.1925其中0~2.5s,电机空载,即I d=0;2.5s~5s,电机满载,即I d=55A采用算法:ODE45:5秒前2.5秒:后2.5秒:空载转速:1143rpm负载转速:971rpm 空载静差率s=0 负载静差率s=0.1505仿真时有波动ODE23:整体:前2.5秒后2.5秒整体:前2.5秒后2.5秒整体:前2.5秒后2.5秒整体:前2.5秒后2.5秒算法分析比较:从上可以看出ODE45与ODE23算法较差,仿真结果与理论不符合,电机转速有纹波。
ODE23s ODE23t ODE23tb效果较好,基本满足仿真需要,波形基本符合理论。
原因在于:ODE45、与ODE23都是一步解法,即只要知道前一时间点的解y (tn-1 ) ,就可以立即计算当前时间点的方程解y (tn)。
后三种算法适用于刚性系统的解法,而前两种不可。
其中ODE23tb最适合电力电子系统仿真,它采用TR-BD F2算法,即在龙格.库塔法的第一阶段用梯形法,第二阶段用二阶的Backward Differentiation Formulas 算法。
2、闭环仿真模型建立:1、比例校正(K=5)转速指令为1130rpm为了便于比较不同k p值时转速波形,简便框图先进行模块封装:1、确定输入输出与变量K2.选中整个模块右键选择create subsystem即得:3、右键选择create mask得:定义变量名K,并使变量K与封装模块中的变量K相互对应。
4、此时点击该模块可得:即可更改变量K然后将多个模块集中在一起显示:仿真K=5,K=10,K=20三种,采用算法ODE23tb得:整体:(黄、红、绿分别代表K=5,K=10,K=20)我们可以看出,在一定范围内,K越大静态误差就越小,但是比例环节无法消除静态误差。
一、实验内容:实验三 利用欧拉法、梯形数法和二阶显式Adams 法对RLC 串联电路的仿真1前向欧拉法状态方程:Du CX y Bu AX X m +=+=+•1 然后根据前向欧拉法(其中h 为步长)•++=m m m hX X X 1即可得到系统的差分方程2后向欧拉法根据前向欧拉法得到的系统状态方程,结合后向欧拉法(其中h 为步长)•+++=11m m m hX X X 即可得到系统的差分方程3梯形法由前面的系统状态方程,结合梯形法)(211+••+++=m m m m X X h X X 即可得到系统的差分方程4二阶显式Adams 方法由前面的状态方程,结合二阶显式Adams 方法)51623(12211--++-+=m m m m m F F F h X X 即可得到系统的差分方程但是二阶显式Adams 法不能自起步,要使方程起步,需要知道开始的三个值,但是我们只知道第一个值。
经过分析后,二阶显式Adams 方法精度是二阶的,而梯形法精度也是二阶的,因此我们可以先借助梯形法得到输出的前三个值,以达到起步的目的,然后借助上面得到的差分方程对其进行求解。
二、实验波形:下图为前向欧拉法、后向欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 方法的系统差分方程得到相应的输出波形:图1 h=410 时四种方法的输出波形图2 h=56-⨯时四种方法的输出波形10图3 h=510-时四种方法的输出波形图4 h=610-时四种方法的输出波形三、实验分析:由输出波形可以看到各种方法的特点(在图中蓝色线均表示连续系统模型的实际输出波形,红色线表示在对应方法下系统的输出波形。
):1前向欧拉法和二阶显式Adams方法对步长的要求很强。
步长太大,最后的到的结果不是绝对收敛,而是发散。
在小步长下才显得收敛,这也从另一方面验证,步长越小,截断误差越小;2步长不能太小,太小的步长相应的舍入误差和累积误差也会增大;3前向欧拉法也可称为显式欧拉法,后向欧拉法也可称为隐式欧拉法,可以看到,后向欧拉法的稳定域要比前向欧拉法大,计算精度也要高一些。
山东工商学院计算机仿真及应用实验报告实验七 MATLAB的基本应用(二)及Simulink仿真(验证性实验)学院:专业班级:实验时间:学号:姓名:一、实验目的1、掌握连续信号的仿真和傅里叶分析方法2、掌握连续系统的分析方法(时域分析法,拉氏变换法和傅里叶分析法);3、掌握离散信号的仿真和分析运算方法4、掌握离散系统的分析方法(时域分析法);5、掌握符号运算方法;6、掌握Simulink仿真工具;二、实验原理1、连续信号的仿真和分析法,参考教材第6.1节,重点:单位冲激信号的仿真方法;单位阶跃信号的仿真方法;复指数信号的仿真方法2、连续系统的分析方法,参考教材第6.1节,重点:例6.2,LTI系统的零输入响应的求解方法;例6.3,LTI系统的冲激响应的求解方法例6.5,LTI系统的零状态响应的求解方法例6.6,系统中有重极点时的计算3、系统的频域分析方法,参考教材第6.2节,重点:例6.7,方波分解为多次正弦波之和例6.8:全波整流电压的频谱例6.10:调幅信号通过带通滤波器例6.12:用傅里叶变换计算滤波器的响应和输出4、离散信号的仿真和分析法,参考教材第6.3节,7.1节,重点:单位脉冲序列impseq,单位阶跃序列stepseq例7.1:序列的相加和相乘例7.2:序列的合成与截取例7.3:序列的移位和周期延拓运算三、实验内容(包括内容,程序,结果)以自我编程练习实验为主,熟悉各种方法和设计,结合课堂讲授,实验练习程序代码。
1、根据教材第6.1节的内容,练习连续信号和系统的时域分析和拉氏变换方法。
q602clear,clca=input('输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= ');n=length(a)-1;Y0=input('输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= ');p=roots(a);V=rot90(vander(p));c=V\Y0';dt=input('dt= ');tf=input('tf= ');t=0:dt:tf;y=zeros(1,length(t));for k=1:n y=y+c(k)*exp(p(k)*t); end plot(t,y),grid hold on输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= [3 5 7 1] 输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= [1 0 0] dt= 0.2 tf= 8Warning: Imaginary parts of complex X and/or Y arguments ignored. > In q602 at 9输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= [3 5 7 1] 输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= [0 1 0] dt= 0.2 tf= 8Warning: Imaginary parts of complex X and/or Y arguments ignored. > In q602 at 9输入分母系数向量a=[a1,a2,...]= [3 5 7 1] 输入初始条件向量Y0=[y0,Dy0,D2y0,...]= [0 0 1] dt= 0.2 tf= 8Warning: Imaginary parts of complex X and/or Y arguments ignored. > In q602 at 91234567800.10.20.30.40.50.60.70.80.91q603clear,clca=input('多项式分母系数向量a= ');b=input('多项式分子系数向量b= ');[r,p]=residue(b,a),disp('解析式h(t)=r(i)*exp(p(i)*t)')disp('给出时间数组t=[0:dt:tf]')dt=input('dt= ');tf=input('tf= ');t=0:dt:tf;h=zeros(1,length(t));for i=1:length(a)-1 h=h+r(i)*exp(p(i)*t); end plot(t,h),grid多项式分母系数向量a= poly([0 -1+2i -1-2i -2 -5]) 多项式分子系数向量b= [8 3 1]r =0.62000.1300 - 0.3900i0.1300 + 0.3900i-0.90000.0200p =-5.0000-1.0000 + 2.0000i-1.0000 - 2.0000i-2.0000解析式h(t)=r(i)*exp(p(i)*t)给出时间数组t=[0:dt:tf]dt= 0.2tf= 8012345678-0.15-0.1-0.0500.050.10.150.20.252、 根据教材第6.2节练习傅里叶分析方法。
计算机仿真技术实验报告实验三利用数值积分算法的仿真实验实验三 利用数值积分算法的仿真实验一. 实验目的1) 熟悉MATLAB 的工作环境;2) 掌握MATLAB 的 .M 文件编写规则,并在命令窗口调试和运行程序; 3) 掌握利用欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 法及四阶龙格库塔法构建系统仿真模型的方法,并对仿真结果进行分析。
二. 实验内容系统电路如图 2.1所示。
电路元件参数:直流电压源V E 1=,电阻Ω=10R ,电感H L 01.0=,电容F C μ1=。
电路元件初始值:电感电流A i L 0)0(=,电容电压V u c 0)0(=。
系统输出量为电容电压)(t u c 。
连续系统输出响应)(t u c 的解析解为:))/sin (cos 1()(ωωωa t t e U t u at s c ⨯+⨯-=- (2-1)其中,LRa 2=,221⎪⎭⎫ ⎝⎛-=L R LC ω。
)(t u c 图2.1 RLC 串联电路三、要求1) 利用欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 法及显式四阶Runge-Kutta 法构建系统仿真模型,并求出离散系统的输出量响应曲线;2) 对比分析利用欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 法及显式四阶Runge-Kutta 法构建系统仿真模型的仿真精度与模型运行的稳定性问题; 3) 分别编写欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 法及显式四阶Runge-Kutta 法的.m 函数文件,并存入磁盘中。
.m 函数文件要求输入参数为系统状态方程的系数矩阵、仿真时间及仿真步长。
编写.m 命令文件,在该命令文件中调用已经编写完成的上述.m 函数文件,完成仿真实验;4) subplot 和plot 函数将输出结果画在同一个窗口中,每个子图加上对应的标题。
四.实验原理(1)连续系统解析解连续系统输出响应)(t u c 的解析解为:))/sin (cos 1()(ωωωx t t e U t u at s c ⨯+⨯-=-其中,LRx 2=,221⎪⎭⎫ ⎝⎛-=L R LCω (2)原系统的传递函数根据所示电路图,我们利用电路原理建立系统的传递函数模型,根据系统的传递函数是在零初始条件下输出量的拉普拉斯变换与输入量的拉普拉斯变换之比,可得该系统的传递函数:LCLs R s LCs E s U s G C /1//1)()()(2++==(3)系统的仿真模型在连续系统的数字仿真算法中,较常用的有欧拉法、梯形法、二阶显式Adams 法及显式四阶Runge-Kutta 法等。
第1篇实验名称:仿真软件操作实验实验目的:1. 熟悉仿真软件的基本操作和界面布局。
2. 掌握仿真软件的基本功能,如建模、仿真、分析等。
3. 学会使用仿真软件解决实际问题。
实验时间:2023年X月X日实验地点:计算机实验室实验器材:1. 仿真软件:XXX2. 计算机一台3. 实验指导书实验内容:一、仿真软件基本操作1. 打开软件,熟悉界面布局。
2. 学习软件菜单栏、工具栏、状态栏等各个部分的功能。
3. 掌握文件操作,如新建、打开、保存、关闭等。
4. 熟悉软件的基本参数设置。
二、建模操作1. 学习如何创建仿真模型,包括实体、连接器、传感器等。
2. 掌握模型的修改、删除、复制等操作。
3. 学会使用软件提供的建模工具,如拉伸、旋转、镜像等。
三、仿真操作1. 设置仿真参数,如时间、步长、迭代次数等。
2. 学习如何进行仿真,包括启动、暂停、继续、终止等操作。
3. 观察仿真结果,包括数据、曲线、图表等。
四、分析操作1. 学习如何对仿真结果进行分析,包括数据统计、曲线拟合、图表绘制等。
2. 掌握仿真软件提供的分析工具,如方差分析、回归分析等。
3. 将仿真结果与实际数据或理论进行对比,验证仿真模型的准确性。
实验步骤:1. 打开仿真软件,创建一个新项目。
2. 在建模界面,根据实验需求创建仿真模型。
3. 设置仿真参数,启动仿真。
4. 观察仿真结果,进行数据分析。
5. 将仿真结果与实际数据或理论进行对比,验证仿真模型的准确性。
6. 完成实验报告。
实验结果与分析:1. 通过本次实验,掌握了仿真软件的基本操作,包括建模、仿真、分析等。
2. 在建模过程中,学会了创建实体、连接器、传感器等,并能够进行模型的修改、删除、复制等操作。
3. 在仿真过程中,成功设置了仿真参数,启动了仿真,并观察到了仿真结果。
4. 在分析过程中,运用了仿真软件提供的分析工具,对仿真结果进行了数据分析,并与实际数据或理论进行了对比,验证了仿真模型的准确性。
《计算机仿真技术》实验报告实验一 数字仿真方法验证一、实验目的1.掌握基于数值积分法的系统仿真、了解各仿真参数的影响; 2.掌握基于离散相似法的系统仿真、了解各仿真参数的影响; 3.掌握SIMULINK 动态仿真;4.熟悉MATLAB 语言及应用环境。
二、实验环境网络计算机系统,MATLAB 语言环境三、实验内容、要求(一)试将示例1的问题改为调用ode45函数求解,并比较结果。
示例1:设方程如下,取步长 h =0.1。
上机用如下程序可求出数值解。
调用ode45函数求解: 1)建立一阶微分方程组 du=u-2*t/u2)建立描述微分方程组的函数m 文件 function du=sy11vdp(t,u) du=u-2*t/u3)调用解题器指令ode45求解y[t,u]=ode45('sy11vdp',[0 1],1) plot(t,u,'r-'); xlabel('t'); ylabel('u'); 结果对比:euler 法:t=1,u=1.7848; RK 法:t=1,u=1.7321; ode45求解:t=1,u=1.7321;[]1,01)0(2∈⎪⎩⎪⎨⎧=-=t u u t u dt duode45求解t-u 图:00.10.20.30.40.50.60.70.80.9111.11.21.31.41.51.61.71.8tu(二)试用四阶RK 法编程求解下列微分方程初值问题。
仿真时间2s ,取步长h=0.1。
⎪⎩⎪⎨⎧=-=1)0(2y t y dt dy 四阶RK 法程序:clear t=2; h=0.1; n=t/h; t0=0; y0=1;y(1)=y0; t(1)=t0;for i=0:n-1 k1=y0-t0^2;k2=(y0+h*k1/2)-(t0+h/2)^2; k3=(y0+h*k2/2)-(t0+h/2)^2 k4=(y0+h*k3)-(t0+h)^2;y1=y0+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6; t1=t0+h; y0=y1; t0=t1;y(i+2)=y1; t(i+2)=t1;end y tplot(t,y,'r'); 结果:t=2,y=2.61090.511.522.511.21.41.61.822.22.42.62.83:(三)试求示例3分别在周期为5s 的方波信号和脉冲信号下的响应,仿真时间20s ,采样周期Ts=0.1。
计算机仿真技术实验报告今天我要给大家讲一讲我做的计算机仿真技术实验。
这个实验可有趣啦,就像玩一场超级神奇的游戏。
我做这个实验的目的呢,就是想看看计算机怎么能像变魔术一样模拟出真实的东西。
我用到的工具就是学校电脑室里的电脑,那电脑的屏幕大大的,闪着光,好像在等着我去探索它的秘密。
实验开始的时候,我打开了一个专门做仿真的软件。
这个软件的界面花花绿绿的,有好多小图标。
我点了一个看起来像小房子的图标,屏幕上就出现了一个简单的小房子模型。
这个小房子就像我们用积木搭起来的一样,方方正正的,还有个三角形的屋顶。
我可以用鼠标拖着它转来转去,从各个角度看这个小房子,就像我真的围着小房子在走一样。
然后呢,我想让这个小房子变得更像真的。
我就在软件里找到了一个可以给小房子加颜色的功能。
我给房子的墙涂成了白色,就像我们家的房子一样。
屋顶呢,我涂成了红色,就像圣诞老人的帽子。
这时候的小房子看起来漂亮多了,就像从童话里走出来的一样。
接着,我又想给小房子周围加点东西。
我就在软件里找啊找,发现了可以加树的工具。
我在小房子前面加了几棵大树,那些大树有粗粗的树干和绿绿的树叶。
我还在树下加了一些小花,五颜六色的小花在风中好像还会轻轻晃动呢。
现在小房子看起来就像是住在森林里的小木屋,感觉特别温馨。
在这个实验里,我还发现了一些特别有趣的事情。
比如说,我可以让太阳在小房子的上空移动。
当太阳慢慢升起的时候,阳光洒在小房子和树上,小房子和树的影子就会慢慢变短。
当太阳慢慢落下的时候,影子又会变长。
这就像我们在外面玩的时候,早上和傍晚影子长长的,中午影子短短的一样。
我还能让天空中的云动起来。
我加了一些白白的云,那些云就像棉花糖一样。
我让风一吹,云就慢慢地飘走了,有的云还会变成各种形状,像小兔子,像小绵羊。
这个计算机仿真技术实验真的太好玩了。
它就像一个魔法世界,我可以在这个世界里创造出我想要的东西。
通过这个实验,我也明白了计算机好厉害呀,它能做出这么像真的东西。
实验一 常微分方程的求解及系统数学模型的转换一.实验目的通过实验熟悉计算机仿真中常用到的Matlab指令的使用方法,掌握常微分方程求解指令和模型表示及转换指令,为进一步从事有关仿真设计和研究工作打下基础。
二. 实验设备个人计算机,Matlab软件。
三. 实验准备预习本实验有关内容(如教材第2、3、5章中的相应指令说明和例题),编写本次仿真练习题的相应程序。
四. 实验内容1. Matlab中常微分方程求解指令的使用题目一:请用MATLAB的ODE45算法分别求解下列二个方程。
要求:1.编写出Matlab仿真程序;2.画出方程解的图形并对图形进行简要分析;3.分析下列二个方程的关系。
1.2.1.仿真程序方程一:f1=inline('-x^2','t','x');[t,x]=ode45(f1,[0,30],[1]);plot(t,x,'-*');grid方程二:f2=inline('x^2','t','x');[t,x]=ode45(f2,[0,30],[-1]);plot(t,x,'-*');grid2.方程解的图形图形进行简要分析3.3.二个方程的关系题目二:下面方程组用在人口动力学中,可以表达为单一化的捕食者-被捕食者模式(例如,狐狸和兔子)。
其中表示被捕食者, 表示捕食者。
如果被捕1x 2x 食者有无限的食物,并且不会出现捕食者。
于是有,则这个式子是以指1'1x x 数形式增长的。
大量的被捕食者将会使捕食者的数量增长;同样,越来越少的捕食者会使被捕食者的数量增长。
而且,人口数量也会增长。
请分别调用ODE45、ODE23算法求解下面方程组。
要求编写出Matlab 仿真程序、画出方程组解的图形并对图形进行分析和比较。
fun3 m 文件:function fun3=fun3(t,x)fun3=[x(1)-0.1*x(1)*x(2)+0.01*t;-x(2)+0.02*x(1)*x(2)+0.04*t]Ode45解函数程序:[t,x]=ode45('fun3',[0,20],[30,20]);plot(t,x,'-*');title('ode45解函数');gtext('捕食者');gtext('被捕食者');xlabel('t=0:20');gridOde45解函数图像:Ode23解函数程序:[t,x]=ode23('fun3',[0,20],[30,20]);plot(t,x,'-*');title('ode23解函数');gtext('捕食者');gtext('被捕食者');xlabel('t=0:20');gridOde23解函数图像:2. Matlab 中模型表示及模型转换指令的使用题目三:若给定系统的的传递函数为1132106126)(23423+++++++=s s s s s s s s G 请用MATLAB 编程求解其系统的极零点模型。
三相PWM 整流器仿真
一、实验内容
1. 记录三相电源电压Nj u 与电流j i 的实验波形,说明三相PWM 整流器交流侧电流的特点。
利用FFT 分析模块画出a 相电流a i 的频谱图,分析其规律并简要说明原因。
2. 计算交流侧功率因数。
可以用THD 模块计算a 相交流电流a i 的THD ,导出基波因数ζ;
用simpowersystems/extra library/discrete measurements 中的discrete active & reactive power 模块得到基波有功和无功,并计算基波功率因数DPF ;由ζ和DPF 计算功率因数。
3. 记录直流电压波形,观察稳态直流电压的波动,简要分析原因并提出减小波动的解决方
法。
4、 根据实验结果,分析间接电流控制系统的优缺点。
二、实验原理
三相PWM 整流原理:
三相电压型PWM 整流器为三相全桥电路,主电路结构如图1所示,其中开关器件应采用全控器件和与之反并联的二极管构成。
PWM 整流器交流侧每个桥臂与电网每一相之间都需有一个储能电感Nj L (j=a ,b ,c ,以下相同),直流侧有支撑电容C d 。
图中,Nj u 为三相电网电压,j i 为电感电流,u d 为直流电压。
定义,Lj u 为输入侧电感电压,AB u 、BC u 、CA u 分别为PWM 整流器输入端的各相交流电压。
d
图1 三相电压型PWM 整流器主电路图
由图1可以看出,通过构成三相桥式整流的整流二极管1D ~6D 可将电网交流电能变为
直流,供给中间储能回路或负载;也可以经主开关管1T ~6T 将中间储能回路或负载方面的直流能量逆变为交流,反馈给电网。
不同的器件的导通,使PWM 整流器处于不同的工作模式下。
下面给出单相PWM 整流器的工作原理,三相PWM 整流器的原理相同。
图2为单相PWM 整流器的主电路图,表1为单相PWM 整流器的所有可能的工作模式。
图 2 单相PWM 整流器的主电路图 表1 PWM 整流器的工作模式
单相PWM 整流器在进行脉宽调制工作时,上述的各种工况总是依次有规律的交替出现,其中能量的总趋势,是由电网向直流中间环节(或负载)传递,属整流工况,若后者向前者反馈,属逆变工况。
这由控制方式所决定,其中主要与电压u s (t)和网压u N (t)之间的相位有关。
三相PWM 整流器的控制原理与单相PWM 整流器的类似,采用间接电流控制的系统结构图如图3。
图 3 三相PWM 整流器间接电流控制系统结构图
图中乘法器为三相乘法器的简单表示,实际上由三个单乘法器组成,PI 调节器的输出电流信号d i 分别乘以超前a 、b 、c 三相相电压相位90度的余弦信号,在乘以各相电感的感抗,就可以得到各相电流在电感上的压降Li u 。
各相电源相电压Nj u 分别减去前面所求得的输入电流在电感上的压降,就得到所需要的整流器交流输入端各相的相电压A u 、B u 、C u 的信号。
用该交流信号对三角载波进行调制,就可以得到需要的控制开关状态,从而达到系统的控制效果。
功率因数定义:
在非理想正弦条件下,功率因数除了与电压电流的相位角有关外,还与谐波含量有关。
此处认为电网电压为理想正弦波,而电流含有谐波。
电流总谐波畸变率THD(total harmonic distortion)定义为除基波电流外的所有谐波电流有效值与基波电流有效值之比,即
1
2
2
2
/1211
2
1
2
1)(T HD I I
I I I I I n n
∑∞
==
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-=-=
其中,I 、I 1和I n 分别是电流有效值、电流基波有效值和第n 次谐波电流有效值。
还可定义基波因数I
I 1
=
ζ,表示电流波形对正弦的偏离度,较大的ζ表明电流波形较接近正弦
波,ζ可以由THD 导出。
基波功率因数DPF 定义为电压与电流基波之间相位角1ϕ的余弦,即
1cos DPF ϕ=
而功率因数PF 则定义为基波因数与基波功率因数的乘积,即
11
1cos cos PF ϕϕζI
I =
= 三、实验仿真及分析
实验接线图
1. 记录三相电源电压Nj u 与电流j i 的实验波形,说明三相PWM 整流器交流侧电流的特点。
利用FFT 分析模块画出a 相电流a i 的频谱图,分析其规律并简要说明原因。
展开前电压电流波形
展开后电压电流波形
a相电流频谱图
由上面的频谱图可以看出,谐波的含量很小,这符合PWM整流的特点,而且没有偶次谐波及3次谐波。
右上图可读出5次谐波250Hz与基波的幅值比4.43%,7次谐波350Hz与基波的幅值比1.86%。
都非常小,这样电流的畸变就小。
不含三次谐波主要是因为调制波调制出来为6阶梯波,所以不会含三次谐波。
由傅里叶分析可知,展开式中不会有偶次谐波。
2. 计算交流侧功率因数。
可以用THD 模块计算a 相交流电流a i 的THD ,导出基波因数ζ;
用simpowersystems/extra library/discrete measurements 中的discrete active & reactive power 模块得到基波有功和无功,并计算基波功率因数DPF ;由ζ和DPF 计算功率因数。
用THD 模块测得THD=0.047
1
2
2
2
/1211
2
1
2
1)(T HD I I
I I I I
I
n n
∑∞
==
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡-=-=
计算出ζ=0.999,由此可知畸变特别小
用有功无功测量模块discrete active & reactive power 测得有功为5.832e4,无功为5377,由此可计算出1cos DPF ϕ==5.832e4/(5.832e42
+53772
)=0.995 ϕ=5.4o , 图中的傅里叶模块 计算出电压的角度为-5.258 o ,电流的角度为0.009 o ,它们之间的相位角为5.267 o ,基本上和用功率模块计算出的相位角是一样的。
功率因数11
1cos cos PF ϕϕζI
I =
==0.999*0.995=0.994.功率因数接近1,这正体现了PWM 整流器的特点,功率因数比较高。
3. 记录直流电压波形,观察稳态直流电压的波动,简要分析原因并提出减小波动的解决方
法。
Kp=0.66, Ki=25 展开前
展开后
Kp=0.66,Ki=9.6
展开前
展开后
有上面的分析可知,当Ki值增大后,波动会减小因此应该把Ki设的小一些。
另外我认为减小波动的方法还有就是参数的设置,设置合理的参数,让调制波更接近理论值。
这样就可以使波动值减小。
4、根据实验结果,分析间接电流控制系统的优缺点
“间接电流控制”的显著优点是结构简单,静态特性良好,电流畸变因数小,但这种控制方式的缺点是:稳定性差、动态响应慢、动态过程中存在直流电流偏移和很大的电流过冲、自身无限流保护、需有过流保护,制约了该种策略的应用,另外,这种
L,同时也忽略了电网电阻的影响,电路控制方法在信号运算过程中要用到电路参数
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参数的误差势必会影响到系统的控制效果。
由仿真的过程确实验证了动态响应速度慢的缺点。
四、实验感想
这次的仿真花费了大量的时间,主要是控制模块的建立和设置,由于仿真时间比较慢,没改一次仿真设定值,都要花费很多的时间。
不过最后还是成功完成,一学期的仿真的学习,不仅熟悉了Matlab,而且电力电子知识也长进了很多。