电力拖动自动控制系统Matlab仿真实验报告

09自动化张家明080312009081控制系统仿真实验报告实验2:MATLAB的数学运算、M文件及外部数据操作班级：09自动化报告人：张家明完成时间：2012-10-221. M文件和函数的创建1）创建一个计算阶乘的函数2）创建一个M文件，并用它调用1）所创建的函数进行阶乘计算3）创建一个能读取外部数据的函数，并建立一个有数据的外部文件，使用该函数读取文件中的数据并求数据之和、平均值。

1).M函数：function result=jc(n)result=1;for i=1:nresult=result*i;endresult2).创建一个M文件，在文件中输入：result=jc(6)运行结果：result =7203).M函数：function [data,average,total]=cal(x1)Fid=fopen(x1,'rt');if Fid==-1disp('file does not exist !')elsedata=fscanf(Fid, '%f',inf);fclose(Fid);dataaverage=mean(data)total=sum(data)end运行结果：>> cal('data.dat')09自动化张家明0803120090811234567891011121314151617181920average =10.5000total =2102. MATLAB的程序设计function result=find_zero(m,n)a=rand(m,n)<0.7result=zeros(m,1);for i=1:mfor j=1:nif ~a(i,j)result(i)=j;break;endendif result(i)==0result(i)=Inf;endendresult运行结果：>> find_zero(3,4)a =0 1 1 11 0 1 11 0 0 0result =1223. 编写函数：判断一个点与三角形的位置关系，能够给出点在三角形内部，在三角形边上，还是在三角形外部的信息。

MATLAB与控制系统仿真实验报告第一篇：MATLAB与控制系统仿真实验报告《MATLAB与控制系统仿真》实验报告2013-2014学年第 1 学期专业：班级：学号：姓名：实验三 MATLAB图形系统一、实验目的：1.掌握绘制二维图形的常用函数。

2.掌握绘制三维图形的常用函数。

3.熟悉利用图形对象进行绘图操作的方法。

4.掌握绘制图形的辅助操作。

二、实验原理：1，二维数据曲线图（1）绘制单根二维曲线plot(x,y);（2）绘制多根二维曲线plot(x,y)当x是向量，y是有一维与x同维的矩阵时，则绘制多根不同颜色的曲线。

当x，y是同维矩阵时，则以x，y对应列元素为横、纵坐标分别绘制曲线，曲线条数等于矩阵的列数。

（3）含有多个输入参数的plot函数plot(x1,y1,x2,y2,…,xn,yn)（4）具有两个纵坐标标度的图形plotyy(x1,y1,x2,y2)2,图形标注与坐标控制1）title(图形名称)；2）xlabel（x轴说明）3）ylabel（y轴说明）4）text（x，y图形说明）5）legend（图例1，图例2，…）6）axis（[xmin xmax ymin ymax zmin zmax]）3, 图形窗口的分割 subplot（m,n,p）4,三维曲线plot3（x1,y1,z1,选项1，x2,y2，选项2，…,xn,yn,zn,选项n）5，三维曲面mesh(x,y,z,c)与surf(x,y,z,c)。

一般情况下，x，y，z是维数相同的矩阵。

X，y是网格坐标矩阵，z是网格点上的高度矩阵，c用于指定在不同高度下的颜色范围。

6，图像处理1）imread和imwrite函数这两个函数分别用于将图象文件读入matlab工作空间，以及将图象数据和色图数据一起写入一定格式的图象文件。

2）image和imagesc函数这两个函数用于图象显示。

为了保证图象的显示效果，一般还应使用colormap函数设置图象色图。

《自动控制原理》课程实验报告实验名称初步认识MATLAB和系统仿真专业班级过程自动化03班学号2011500169姓名鲁雅洁指导教师李离学院名称电气信息学院2013 年10 月22 日实验一初步认识MATLAB和控制系统仿真一、实验目的（1）了解并掌握MATLAB仿真软件的使用方法;（2）掌握控制系统数学模型的多种描述方法及其仿真实现和互相转换; （3）熟悉控制系统仿真常用的MATLAB函数。

二、实验设备（1）硬件：个人计算机；（2）软件：MATLAB仿真软件（版本6.5或以上）。

三、实验内容和步骤1.质量—弹簧—阻尼器系统的零输入响应修改并运行程序lab1_1.m以求取下列情形的零输入响应曲线并存盘：Lab1_1_1.m程序：y0=0.15;wn=sqrt(2);zeta=1/(2*sqrt(2));t=[0:0.1:10];c=(y0/sqrt(1-zeta^2));y=c*exp(-zeta*wn*t).*sin(wn*sqrt(1-zeta^2)*t+acos(zeta));bu=c*exp(-zeta*wn*t);bl=-bu;plot(t,y,t,bu,'k--',t,bl,'k--'),gridxlabel('Time (sec)'),ylabel('y(t) (meters)')legend(['\omega_n=',num2str(wn),' \zeta=',num2str(zeta)]) 仿真结果：(1)零输入响应曲线Lab1_1_2.m程序：y0=0.15;wn=sqrt(2);zeta=1;t=[0:0.1:10];y=y0*(exp(-wn*t)+wn*t.*exp(-wn*t));plot(t,y),gridxlabel('Time (sec)'),ylabel('y(t) (meters)')legend(['\omega_n=',num2str(wn),' \zeta=',num2str(zeta)]) 仿真结果：(2)零输入响应曲线Lab1_1_3.m程序：y0=0.15;wn=sqrt(2);zeta=sqrt(2);t=[0:0.1:10];s1=-wn*(zeta+sqrt(zeta^2-1));s2=-wn*(zeta-sqrt(zeta^2-1));k1=(1-zeta/sqrt(zeta^2-1))/2;k2=(1+zeta/sqrt(zeta^2-1))/2;y=y0*(k1*exp(s1*t)+k2*exp(s2*t));plot(t,y),gridxlabel('Time (sec)'),ylabel('y(t) (meters)')legend(['\omega_n=',num2str(wn),' \zeta=',num2str(zeta)]) 仿真结果：（3）零输入响应曲线2.系统传递函数的MATLAB实现及零极点分布（1）多项式的表示及求值：系数按降幂顺序构成行向量；求值函数polyval；（2）多项式的根：由函数roots求得；函数poly（roots（））的功能；（3）多项式的积：由函数conv实现；（4）系统传递函数：由函数tf实现；（5）传递函数的零极点表示：函数pole，zero和pzmap的运用。

《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2010）一．仿真实验内容及要求：1．MATLAB软件要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB 仿真集成环境Simulink的使用。

2．各章节实验内容及要求1）第三章 线性系统的时域分析法对教材P136.3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果；对教材P136.3-9系统的动态性能及稳态性能通过的仿真进行分析，说明不同控制器的作用；在MATLAB环境下完成英文讲义P153.E3.3。

对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在时，试采用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标。

2）第四章 线性系统的根轨迹法在MATLAB环境下完成英文讲义P157.E4.5；利用MATLAB绘制教材P181.4-5-(3）；在MATLAB环境下选择完成教材第四章习题4-10或4-18，并对结果进行分析。

3）第五章 线性系统的频域分析法利用MATLAB绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线；4）第六章 线性系统的校正利用MATLAB选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能。

5）第七章 线性离散系统的分析与校正利用MATLAB完成教材P383.7-20的最小拍系统设计及验证。

利用MATLAB完成教材P385.7-25的控制器的设计及验证。

二．仿真实验时间安排及相关事宜1．依据课程教学大纲要求，仿真实验共6学时，教师可随课程进度安排上机时间，学生须在实验之前做好相应的准备，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容；2．实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告；3．仿真实验报告请参照有关样本制作并打印装订；4．仿真实验报告必须在本学期第15学周结束之前上交授课教师。

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。

电力拖动自动控制系统Matlab仿真实验报告实验一单闭环转速反馈控制直流调速系统一．【实验目的】1. 加深对比例积分控制的无静差直流调速系统的理解；2. 研究反馈控制环节对系统的影响和作用 .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 .转速负反馈闭环调速系统 :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T1 =0.00167s，电力拖动系统机电时间常数Tm=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 比例积分控制的直流调速系统的仿真框图如图 5-1 所示。

图 5-1 比例积分控制的直流调速系统的仿真框图图 5-2 开环比例控制直流调速系统仿真模型图图 5-3 开环空载启动转速曲线图图 5-4 开环空载启动电流曲线图图 5-5 闭环比例控制直流调速系统仿真模型图在比例控制直流调速系统中，分别设置闭环系统开环放大系数 k=0.56 , 2.5, 30 ，观察转速曲线图，随着 K 值的增加，稳态速降减小，但当 K 值大于临界值时，系统将发生震荡并失去稳定，所以 K 值的设定要小于临界值。

当电机空载启动稳定运行后，加负载时转速下降到另一状态下运行，电流上升也随之上升。

图 5-6 k=0.56 转速曲线图图 5-7 k=0.56 电流曲线图图 5-8 k= 2.5 转速曲线图图 5-9 k= 30 转速曲线图图 5-10 闭环比例积分控制直流调速系统仿真模型图图 5-11 PI 控制转速 n 曲线图图 5-12 PI 控制电流曲线图在闭环比例积分（ PI ）控制下，可以实现对系统无静差调节，即, 提高了系统的稳定性。

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。

matlab操作实验报告一、实验目的1、学会使用matlab建立.m文件。

2、学会二机五节点的潮流计算计算原理。

3、学会使用matlab命令窗编写程序。

4、学会潮流计算的matlab的程序。

5、学会matlab中simulink模块库的模型用法。

二、实验原理潮流分布（1）描述电力系统运行状态的技术术语，它表明电力系统在某一确定运行方式和接线方式下，系统从电源经网络到负荷各处的电压、电流、功率的大小和方向的分布情况。

（2）电力系统潮流分布主要取决于负荷的分布、电力网参数、以及和供电电源之间的关系。

潮流计算的方法1）建立描述电力系统运行状态的数学模型；2）确定解算数学模型的方法；3）制定程序框图，编写计算机计算程序，并进行计算；4）对计算结果进行分析。

对图1所示电力系统拓扑图进行潮流计算该拓扑图为2机5节点的系统应用Matpower计算潮流技巧的核心在于输入好三个矩阵和部分参数，清晰的知道输入参数、矩阵中每一个元素的含义。

参数一、MATPOWER CaseFormat:Version2mpc.version='2';解释：目前普遍采用2形式的算法。

参数二、system MVA base mpc.baseMVA=100;解释：采用有铭值图1mpc.baseMVA=100；（Matpower只能计算有铭值得网络）矩阵一%%bus data %bus_i type Pd Qd Gs Bs area Vm Va baseKV zone Vmax Vmin解释：bus data母线参数也就是我们所说的节点参数，下面逐条注释：1bus number(positive integer)：第一列表示节点的编号（括号里面注释正整数）； 2bus type：第二列表示节点的类型，一般只用得到1、2、3三种节点类型，4类型的节点目前没有接触到。

PQ bus=1PV bu=2reference bus=3isolated bu=43Pd,(MW)：表示负荷所需要的有功功率（所有数据都是正数）（有铭值）。

实验一 典型环节的MATLAB 仿真 一、实验目的1．熟悉MATLAB 桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK 功能模块的使用方法。

2．通过观察典型环节在单位阶跃信号作用下的动态特性，加深对各典型环节响应曲线的理解。

3．定性了解各参数变化对典型环节动态特性的影响。

二、实验内容① 比例环节1)(1=s G 和2)(1=s G ；Simulink 图形实现：示波器显示结果：② 惯性环节11)(1+=s s G 和15.01)(2+=s s GSimulink 图形实现：示波器显示结果：③ 积分环节s s G 1)(1Simulink 图形实现：示波器显示结果：④ 微分环节s s G )(1Simulink 图形实现：波器显示结果：⑤ 比例+微分环节（PD ）2)(1+=s s G 和1)(2+=s s G1）、G1（s ）=s+2Simulink 图形实现：示波器显示结果：2）、G2（s）=s+1 Simulink图形实现：示波器显示结果：⑥ 比例+积分环节（PI ）s s G 11)(1+=和s s G 211)(2+=1）、G1（1）=1+1/sSimulink 图形实现：示波器显示结果：2）G2（s）=1+1/2s Simulink图形实现：示波器显示结果：三、心得体会通过这次实验我学到了很多，对课本内容加深了理解，熟悉MATLAB桌面和命令窗口，初步了解SIMULINK功能模块的使用方法，加深对各典型环节响应曲线的理解，这为对课程的学习打下了一定基础。

实验二线性系统时域响应分析一、实验目的1．熟练掌握step( )函数和impulse( )函数的使用方法，研究线性系统在单位阶跃、单位脉冲及单位斜坡函数作用下的响应。

2．通过响应曲线观测特征参量ζ和nω对二阶系统性能的影响。

3．熟练掌握系统的稳定性的判断方法。

二、实验内容1．观察函数step( )的调用格式，假设系统的传递函数模型为243237()4641s s G s s s s s ++=++++绘制出系统的阶跃响应曲线？2．对典型二阶系统222()2n n n G s s s ωζωω=++1）分别绘出2(/)n rad s ω=，ζ分别取0,0.25,0.5,1.0和2.0时的单位阶跃响应曲线，分析参数ζ对系统的影响，并计算ζ=0.25时的时域性能指标,,,,p r p s ss t t t e σ。

电力电子技术MATLAB仿真实验报告Harbin Institute of Technology电力电子技术MATLAB仿真实验报告院系：班级：姓名：学号：哈尔滨工业大学一、实验目的1. 根据电路接线图利用MATLAB仿真分析单相桥式半控整流电路的各输出结果。

2. 改变参数后再进行仿真分析，进而分析总结各参数对输出的影响。

3. 在实验过程中掌握运用MATLAB对电力电子各电路进行仿真分析的方法。

4. 对实验进行总结整理并写出报告。

二、实验内容1根据实验电路图进行理论分析单相桥式半控整流电路图2 利用理论对电路进行分析这是单相桥式半控整流电路的另一种接法，相当于把原本的VT3和VT4换为二极管VD3和VD4，这样可以省去续流二极管VDR,续流由VD3和VD4来实现。

因此，理论分析各时间段电压电流及二极管导通状态如下：① wt1-π：Ua＞Ub，VT1，VD4导通，Ud＝U2，i:a→VT1→R→L→VD4→b；②π-wt2 ：Ua＜Ub，VD2，VD4导通，Ud＝0，i:b→VD2→R→L→VD4→b；③ wt2-2π：Ua＜Ub，VT3，VD2导通，Ud＝-U2，i:b→VD2→R→L→VT3→a；④ 2π- wt3：Ua＞Ub，VD2，VD4导通，Ud＝0，i:b→VD2→R→L→VD4→b。

23理论分析满足的输出波形如下U20 wt1 wt2 wt3Ud4根据电路图在MATLAB中连接各元器件得出接线图35仿真结果[各波形代表的输出结果为二次侧电压，负载电压，负载电流，VT1电流，VT1电压]①阻性负载：R=20Ω，L=0,a=30°:②阻性负载：R=20Ω，L=0,a=60°:4③阻感负载：R=20Ω，L=0.008,a=30°:④阻感负载：R=20Ω，L=0.008,a=60°:5⑤阻感负载：R=20Ω，L=0.08,a=60°:三、实验结论1、通过理论分析与MATLAB仿真结果比拟，发现理论分析与仿真结果一致。

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实验报告实验一双闭环可逆直流脉宽调速系统一，实验目的：1.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的组成、原理及各主要单元部件的工作原理。

2.熟悉直流 PWM 专用集成电路 SG3525 的组成、功能与工作原理。

3.掌握双闭环可逆直流脉宽调速系统的调试步骤、方法及参数整定。

二，实验内容：1.PWM 控制器 SG3525 的性能测试。

2.控制单元调试。

3.测定开环和闭环机械特性 n=f(Id) 。

4.闭环控制特性 n=f(Ug) 的测定。

三．实验系统的组成和工作原理U-U i图 6— 10双闭环脉宽调速系统的原理图在中小容量的直流传动系统中，采用自关断器件的脉宽调速系统比相控系统具有更多的优越性，因而日益得到广泛应用。

双闭环脉宽调速系统的原理框图如图6— 10 所示。

图中可逆PWM 变换器主电路系采用MOSFET所构成的 H 型结构形式， UPW 为脉宽调制器， DLD 为逻辑延时环节， GD 为 MOS 管的栅极驱动电路， FA为瞬时动作的过流保护。

脉宽调制器 UPW 采用美国硅通用公司（ Silicon General）的第二代产品 SG3525，这是一种性能优良，功能全、通用性强的单片集成 PWM 控制器。

由于它简单、可靠及使用方便灵活，大大简化了脉宽调制器的设计及调试，故获得广泛使用。

四．实验设备及仪器1．MCL 系列教学实验台主控制屏。

2．MCL— 18 组件（适合MCL—Ⅱ )或 MCL— 31 组件（适合MCL—Ⅲ）。

3．MCL— 10 组件或 MCL— 10A 组件。

4．MEL-11 挂箱5．MEL— 03 三相可调电阻（或自配滑线变阻器）。

6．电机导轨及测速发电机、直流发电机M01 （或电机导轨及测功机、MEL— 13 组件。

7．直流电动机M03 。

8．双踪示波器。

五．注意事项1．直流电动机工作前，必须先加上直流激磁。

2．接入 ASR构成转速负反馈时，为了防止振荡，可预先把 ASR的 RP3电位器逆时针旋到底，使调节器放大倍数最小，同时， ASR的“ 5”、“ 6”端接入可调电容（预置 7μ F）。

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。

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。

第五章仿真及实验第一节晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定一、实验目的1 熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。

2掌握晶闸管直流调速系统参数及反馈环节测定方法。

二、实验原理晶闸管直流调速系统由整流变压器、晶闸管整流跳水装置、平波电抗器、电动机-发电机组等组成。

在本实验中，整流装置的主电路喂三相桥式电路，控制电路可直接由给定电压Ug作为触发器的移相控制电压Ua。

改变Ug的大小即可改变控制角a，从而获得可调的直流电压，以满足实验要求。

实验系统的组成原理如图5.1所示。

三．实验内容1测定晶闸管直流调速系统主电路总电阻值R。

2测定晶闸管直流系统电路电感值L..3测定直流电机-直流发电机-测速发电机的飞轮惯量GD的平方。

4测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数Td。

5测定直流电动机电势常数Ce和转矩常数Cm。

6测定晶闸管直流调速系统机电时间常数Tm。

7测定晶闸管触发及整流装置特性Ud=f（Ue）。

8测定测速发电机特性Utg=f（n）。

四．实验仿真晶闸管直流调速系统的原理如图5.1所示。

该系统由给定信号、同步脉冲触发器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。

图5.2势采用面向电气原理图方法构成的晶闸管直流系统的仿真模型。

下面介绍各部分建模与参数设置过程。

1．系统的建模和模型参数设置系统的建模包括主电路的建模和控制电路的建模俩部分。

1）主电路的建模和参数设置由图5.2可见，开环直流调速系统的主电路由三相对称交流电压器、晶闸管整流桥、平波电抗器、直流电动机等部分组成。

由于同步脉冲与晶闸管整流桥是不可分割的两个环节，通常作为一个组合体讨论，所以将触发器归到主电路进行建模。

2）三相整流桥时，桥臂数取3，A，B，C三相交流电源接到整流桥的输入端，电力电子元件选择晶闸管，参数设置的原则是：如果是针对某个具体的变流装置进行参数设置，对话框中的Cs ,Ron,Ion ,Vf应取该装置中晶闸管元件的实际值；如果是一般情况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可先取默认值，若仿真结果理想，就可认可这些参数，这一参数设置原则对其他原价的参数设置也是实用的。

兰州理工大学《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验报告院系：电信学院班级：姓名：学号：时间：2010 年11 月22 日电气工程与信息工程学院《自动控制原理》MATLAB分析与设计仿真实验任务书（2010）一．仿真实验内容及要求：1．MATLAB软件要求学生通过课余时间自学掌握MATLAB软件的基本数值运算、基本符号运算、基本程序设计方法及常用的图形命令操作；熟悉MATLAB仿真集成环境Simulink的使用。

2．各章节实验内容及要求1）第三章线性系统的时域分析法•对教材P136.3-5系统进行动态性能仿真，并与忽略闭环零点的系统动态性能进行比较，分析仿真结果；•对教材P136.3-9系统的动态性能及稳态性能通过的仿真进行分析，说明不同控制器的作用；•在MATLAB环境下完成英文讲义P153.E3.3。

•对英文讲义中的循序渐进实例“Disk Drive Read System”，在100=K时，试采a用微分反馈使系统的性能满足给定的设计指标。

2）第四章线性系统的根轨迹法•在MATLAB环境下完成英文讲义P157.E4.5；•利用MATLAB绘制教材P181.4-5-(3）；•在MATLAB环境下选择完成教材第四章习题4-10或4-18，并对结果进行分析。

3）第五章线性系统的频域分析法利用MATLAB绘制本章作业中任意2个习题的频域特性曲线；4）第六章线性系统的校正利用MATLAB选择设计本章作业中至少2个习题的控制器，并利用系统的单位阶跃响应说明所设计控制器的功能。

5）第七章线性离散系统的分析与校正•利用MATLAB完成教材P383.7-20的最小拍系统设计及验证。

•利用MATLAB完成教材P385.7-25的控制器的设计及验证。

二．仿真实验时间安排及相关事宜1．依据课程教学大纲要求，仿真实验共6学时，教师可随课程进度安排上机时间，学生须在实验之前做好相应的准备，以确保在有限的机时内完成仿真实验要求的内容；2．实验完成后按规定完成相关的仿真实验报告；3．仿真实验报告请参照有关样本制作并打印装订；4．仿真实验报告必须在本学期第15学周结束之前上交授课教师。

实验四控制系统计算机辅助分析一、实验目的1、掌握如何使用Matlab进行系统的时域分析2、掌握如何使用Matlab进行系统的频域分析3、掌握如何使用Matlab进行系统的根轨迹分析二、实验学时：2学时三、试验原理：1、稳定性的基本概念与必要条件根据李雅普诺夫稳定性理论，线性控制系统的稳定性可定义如下：如果线性控制系统在初始扰动的影响下，其动态过程随时间的推移逐渐衰减并趋于零（原平衡工作点），则称系统渐近稳定，简称稳定。

否则，若在初始扰动影响下，系统的动态过程随时间的推移而发散，则称系统不稳定。

线性系统稳定的充分必要条件是：闭环系统特征方程的所有根均具有负实部；或者说，闭环传递函数的极点均严格位于左半s平面。

由上述线性系统稳定性概念与系统稳定的充分必要条件可知，判定线性系统稳定性的最直接方法就是求出闭环系统特征方程的所有根或者全部闭环极点，根据特征方程所有根是否具有负实部或闭环极点是否全部位于左半s平面来判定系统的稳定性。

四、实验内容：（三题选做两题）1、时域分析（1）根据下面传递函数模型：绘制其单位阶跃响应曲线并从图上读取最大超调量，并求出单位脉冲响应曲线。

程序：s=tf('s');G=5*(s^2+5*s+6)/(s^3+6*s^2+10*s+8);step(G);grid;hold on;impulse(G);结果：超调量=（|3.75-4|）/4x100%=6.25%0123456-112345Step ResponseTime (sec)A m p l i t u d e（2）典型二阶系统传递函数为：当ζ=0.7,ωn 取2、4、6、8、10、12的单位阶跃响应。

程序： kesi=0.7for wn=2:2:12 num=wn^2;den=[1 2*kesi*wn wn^2]; G=tf(num,den); t=0:0.01:10; step(G); hold on; endtitle('wn 不同值下的单位阶跃响应'); xlabel('t');ylabel('阶跃响应'); grid; 结果：00.51 1.52 2.53 3.540.20.40.60.811.21.4w n 不同值下的单位阶跃响应t (sec)阶跃响应（3）典型二阶系统传递函数为：当ωn =6,ζ取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5、2.0的单位阶跃响应。