控制系统建模与仿真技术研究

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风光互补微电网控制系统建模及仿真模拟研究

作者：张峰 郭恒

来源：《现代信息科技》2017年第01期

摘 要：文章首先对微电网的保护与控制技术进行简要分析，在此基础上对基于风光互补微电网控制系统的建模与仿真进行论述。期望通过本文的研究能够对微电网运行稳定性和可靠性的提升有所帮助。

关键词：风光互补；微电网；建模仿真

中图分类号：TM743 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2017）01-0068-03

Abstract：This paper first briefly analyzes the protection and control technology of microgrid，and then discusses the modeling and simulation of microgrid control system based on wind solar

complementary.It is expected that this study can help to improve the stability and reliability of

microgrid operation.

Keywords：wind and solar complementary；micro grid；modeling and simulation

1 微电网的保护与控制技术分析

在对微电网的保护与控制技术进行分析前，需要对微电网的运行方式加以了解，并网和孤岛是微电网较为典型的两种运行方式。在并网条件下，微电网具有如下运行特性：功率缺额由大电网平衡，可对分布式电源的运行情况进行灵活控制。

1.1 微电网的保护技术分析

微电网是比较特殊的一种电网，它的这种特殊性，使其在保护方面有别于传统的保护。在微电网的馈线上存在若干个DG，并且微电网本身还具有两种不同的运行模式，基于这一前提，使短路电流也存在非常大的差异，由此进一步增大了微电网的保护难度。如何在不同运行方式下均可以对微电网内部故障进行快速、准确响应是微电网保护的难点问题，针对这一情况，业内的专家结合前人的研究成果，并经过反复的论证，提出了如下两种方法，一种是基于对称电流分量法，另一种是孤岛检测法，上述方法与两种运行方式相对应，给微电网的可靠运行提供了保障。

西北工业大学硕士学位论文摘要

摘要

随着现代工业的发展，对液压传动与控制系统的性能和控制精度等提出了

更高的要求，而运用计算机仿真技术对液压系统进行分析具有重要的意义。计

算机仿真技术不仅可以预测系统性能，减少设计时间，还可以对所涉及的系统

进行整体分析和评估，从而达到优化系统、缩短设计周期和提高系统稳定性的

目的。

本文首先研究了液压流力学基础，对主要液压元件的工作原理、特性及数

学模型进行详细地分析；还对常见的液压传动基本回路的分类、工作原理及特

性作了研究：其次，对液压系统的建模方法的原理、步骤、特点都进行了详细

的分析和研究。再次，研究了液压机械建模仿真软件ＡＭＥＳｉｍ及其系列软件的

功能和特性，着重研究了主体软件ＡＭＥＳｉｍ的使用方法，并以一液压位置控制

系统为例，详细分析了ＡＭＥＳｉｍ的应用。最后，以ＡＭＥＳｉｍ为仿真平台，对

某型注塑机液压系统进行了仿真研究。

研究表明：数字仿真方法是分析液压系统动态特性的有效途径，ＡＭＥＳｉｍ

是对机械液压系统进行建模仿真研究的理想工具。用ＡＭＥＳｉｍ软件对某型注塑

机液压系统进行仿真研究，结果与实际情况基本吻合，从而验证了利用超级元

件功能创建新元件的正确性、系统模型搭建与参数设置的合理性。

【关键词】：液压传动液压控制建模仿真ＡＭＥＳｉｍ软件西北工业大学硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴ

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ，　ｉｔ　ｉｓ　ｄｅｍａｎｄｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ

ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｈａｖｅ　ｈｉｇｈｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ

ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．　Ｕｓｉｎｇ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｃａｎ　ｂｅ

ｆｏｒｅｃａｓｔｅｄ，　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｙｃｌｅ　ｃａｎ　ｂｅ　ｓｈｏｒｔｅｎ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃａｎ　ｂｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ

第３Ｏ卷第２期　２　０　１　１年６月　计算技术与　自　动化　Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ＶｏＩ’３０．ＮＯ．２　Ｊｕｎ．２　０　１　１　

文章编号：１ｏ０３—６１９９（２０１１）０２—０ｏ４２—０３　

无线网络控制系统的建模与仿真研究　

王　洁，何　宁，陈超波　

（西安工业大学电子信息工程学院，西安７１００３２）　

摘要：针对无线网络控制系统的仿真技术进行研究，通过在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ环境下设计电机数学模型，采　用微分先行数字ＰＩＤ控制器设计方法，结合ＴｒｕｅＴｉｍｅ实时仿真工具箱建立无线网络环境下电机实时控制　系统模型，通过仿真对路径损耗以及节点物理位置对于无线网络控制系统性能的影响进行分析。　关键词：无线网络；节点物理位置；路径损耗；ＴｒｕｅＴｉｍｅ　中图分类号：ＴＰ２７３　文献标识码：Ａ　

Ｍｏｄｅｌｉｎｇ　ａｎｄ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　

ＷＡＮＧ　Ｊｉｅ，ＨＥ　Ｎｉｎｇ，ＣＨＥＮ　Ｃｈａｏ—ｂｏ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ。Ｘｉ’ａｎ　７１００３２．Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｍａｉｎｌｙ．Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｍｏｔｏｒ，ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ－－ｆｉｒｓｔ　ｄｉｇｉｔａｌ　ＰＩＤ　ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ＴｒｕｅＴｉｍｅ　ｔｏｏｌｂｏｘ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ，ａ　ｍｏｄｅｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｂｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ　ｍｏｄｅｌ，ａｎａｌｙｓｉｓ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐａｔｈ　ｌｏｓｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏｄｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｎｅｔｗｏｒｋｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ；ｐｈｙｓｉｃａｌ　ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎｏｄｅ；ｐａｔｈ　ｌｏｓｓ；ＴｒｕｅＴｉｍｅ　

永磁同步电机控制方法建模与仿真研究

1. 本文概述

本文旨在探讨永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous

Motor, PMSM）的控制方法建模与仿真研究。永磁同步电机作为现代电力驱动系统中的重要组成部分，其性能优越、控制精度高等特点使得它在电动汽车、风力发电、工业机器人等领域得到广泛应用。随着科学技术的不断进步，对永磁同步电机的控制方法提出了更高的要求，对其进行深入研究和优化具有重要意义。

本文首先介绍了永磁同步电机的基本原理和结构特点，为后续的控制方法建模提供理论基础。接着，文章重点阐述了永磁同步电机的控制方法，包括矢量控制、直接转矩控制等，并分析了各种控制方法的优缺点。在此基础上，文章提出了一种基于模型预测控制的永磁同步电机控制策略，并通过仿真实验验证了该控制策略的有效性和优越性。

为了更好地理解和分析永磁同步电机的动态性能和控制效果，本文建立了永磁同步电机的数学模型，并利用MATLABSimulink等仿真工具进行了仿真研究。仿真结果展示了不同控制方法下永磁同步电机的运行状态和性能表现，为实际工程应用提供了有益的参考。

本文通过对永磁同步电机的控制方法建模与仿真研究，深入探讨了永磁同步电机的控制策略和优化方法，为永磁同步电机的进一步应用和发展提供了理论支持和技术指导。

2. 永磁同步电机基本原理

永磁同步电机（PMSM）是一种高效、高性能的电机，广泛应用于各种工业控制系统和电动汽车等领域。其基本原理基于电机内部磁场与电流之间的相互作用，通过控制电机定子电流来实现对电机转速和转矩的精确控制。

PMSM的核心组成部分包括定子、转子和永磁体。定子通常由多个线圈组成，这些线圈在通电时产生磁场。转子则装配有永磁体，这些永磁体产生恒定的磁场。当定子通电产生的磁场与转子永磁体磁场相互作用时，会产生转矩，进而驱动转子旋转。

PMSM的一个重要特性是其同步性，即电机转速与电源频率之间保持严格的同步关系。这种同步性使得PMSM能够在高速运行时保持稳定的性能，并且具有较高的功率密度和效率。