电力拖动毕业论文电力拖动仿真软件

《电力拖动自动控制系统》课程实践报告--双闭环直流调速系统MATLAB仿真安阳师范学院物理与电气工程学院基于matelab仿真平台《电机拖动自动控制系统》课程实践双闭环直流调速系统MATLAB仿真指导老师：苗风东姓名：韩衍翀班级：电气一班学号：111102022双闭环直流调速系统MATLAB仿真摘要转速、电流双闭环控制直流调速系统是性能很好、应用最广的直流调速系统。

具有调速范围广、精度高、动态性能好和易于控制等优点，所以在电气传动系统中得到了广泛的应用。

常用的电机调速系统有转速闭环控制系统和电流闭环控制系统，二者都可以在一定程度上克服开环系统造成的电动机静差率，但是不够理想。

实际设计中常采用转速、电流双闭环控制系统，一般使电流环(ACR)作为控制系统的内环，转速环(ASR)作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能。

关键词：直流双闭环调速系统电流调节器转速调节器主电路原理图及其说明主电路采用转速、电流双闭环调速系统，使电流环(ACR)作为控制系统的内环，转速环(ASR)作为控制系统的外环，以此来提高系统的动态和静态性能。

二者串级连接，即把电流调节器的输出作为转速调节器的输入，再用转速调节器的输出去控制电力电子变换器UPE。

从而改变电机的转速。

通过电流和转速反馈电路来实现电动机无静差的运行。

仿真结构图双闭环调速系统结构框图仿真步骤根据实验指导书给定数据，在MATLAB中的simulink环境中对系统进行仿真，总结构图2，转速环ASR如图3，电流环ACR如图4所示：图 2总结构图图3转速环ASR图4电流环ACR对图3 、图4进行封装，连接主电路图，开始仿真，观察现象。

仿真结果图电机转速n仿真波直流电动机负载电流Id仿真波形转速调节器输出Ui*波形电流调节器输出电压（整流装置输入电压Uct）波形电机电枢电压Ud0波形波形分析：由转速波形和电枢电流波形可以看出，启动过程经过了电流上升、恒流升速和调速阶段。

中国工程大学信息工程院电力拖动自动控制系统结课论文题目: 基于MATLAB／SIMULINK交流变频调速系统的仿真研究班级： 03094003姓名：任天语学号： 030940031时间： 2012年5月29日基于MATLAB/ SIMULINK交流调速系统的仿真研究摘要:从异步电动机的数学模型着手,介绍一种基于MA TLAB/ SIMUL IN K的异步电动机仿真模型,使用时只需要输入不同的电动机参数即可。

在此基础上设计一个典型的矢量控制系统,然后利用MATLAB/ SIMUL IN K仿真软件对该控制系统进行仿真研究。

关键词:MA TLAB/ SIMUL IN K;异步电动机;矢量控制;仿真0 引言随着电力电子变流技术和交流电机控制理论的发展,出现了许多新型变流装置和交流电机的调速控制方法。

众所周知,异步电动机是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统,再加上在变流装置的非正弦供电条件下运行,使经典的交流电机理论和传统的控制系统分析方法不能完全适用于现代交流调速系统。

采用计算机仿真的方法来分析研究交流电机及其调速是解决这类工程问题的一种有效工具。

利用目前国际上最流行的仿真软件之一MA TLAB/ SIMUL IN K,建立一个通用的仿真模型。

然后用到直接矢量控制系统中去,对该系统进行仿真研究。

1 异步电动机的仿真模型为了使仿真模型结果尽可能接近异步电动机的实际运行情况,仿真模型应尽可能接近物理对象。

由于异步电动机的具有非线性、多变量、强耦合的性质,其模型的建立是否接近实际的物理对象,是整个系统仿真结果是否接近实际情况的关键。

为此建立了基于静止两相坐标系的异步电动机的模型。

根据交流电机理论,鼠笼式异步电动机在静止两相坐标系的电压方程:电机转子磁链与电流的关系:Ψα2 = L 2 iα2 + L miα1 (2)Ψβ2 = L 2 iβ2 + L miβ1 (3) 由式(1) (2) (3) 可推出:( R + pLσ) iα1 = uα1 + AΨα2 + BωΨβ2 (4)( R + pLσ) iβ1 = uβ1 + AΨβ2 - BωΨα2 (5)(R2/L 2+ p) Ψα2= - ωΨβ2 +L m/L 2*R2 iα1 (6)(R2/L 2+ p) Ψβ2 = - ωΨα2 +L m/L 2*R2 iβ1 (7)电机的电磁转矩方程为: Te = N p*L m/L 2( iβ1Ψα2 - iα1Ψβ2) (8)运动方程为: T e - TL = J*dω/N p*d t (9)式中, R1 、R2 为定、转子电阻; L 1 、L 2 为定、转子自感; L m 为定、转子间互感;ω为电机转子的电气角速度; uα1 、uβ1为α、β轴定子电压; uα2 、uβ2为α、β轴转子电压; i α1 、iβ1为α、β轴定子电流; iα2 、iβ2为α、β轴转子电流;Ψα2 、Ψβ2为α、β轴转子磁链; Te 为电磁转矩; TL 为负载转矩; N p 为电极对数; J 为机组的转动惯量;R = R1 +L2m/L22; Lσ= L 1 -L 2m/L 2; A =L m/L22*R ; B =L m/L 2.由式(4) 、(5) 、(6) 、(7) 、(8) 、(9) 建立如图1 电动机的仿真模型。

电力系统仿真软件综述电力系统仿真软件综述随着电力系统规模不断扩大和复杂性增加，对于电力系统的仿真和分析工作变得越来越重要。

电力系统仿真软件被广泛应用于电力系统规划、运行和维护等领域，为电力行业提供了强大的工具和支撑。

本文将综述当前市场上常见的电力系统仿真软件，并对其特点和优势进行分析。

1. PSS/EPSS/E 是一款功能强大的电力系统仿真软件，广泛应用于电气工程领域。

它具有强大的建模、仿真和分析能力，可以模拟复杂的电力系统网络，包括传输线路、变压器、发电机、电容器等设备。

PSS/E 提供了多种仿真分析功能，包括电压稳定性分析、动态稳定分析、短路分析等，可以帮助工程师进行电力系统规划和故障诊断。

2. DIgSILENT PowerFactoryDIgSILENT PowerFactory 是一款领先的电力系统仿真软件，具有广泛的应用场景和强大的建模和仿真功能。

它可以模拟各种电力系统网络，包括输电网、配电网和微电网等。

DIgSILENT PowerFactory 提供了多种分析模块，包括稳态分析、暂态分析、谐波分析等，可以帮助工程师进行电网规划和运行分析。

同时，DIgSILENT PowerFactory 还支持与其他软件的接口对接，方便系统集成和数据交换。

3. EMTP-RVEMTP-RV 是一款专业的电磁暂态仿真软件，主要用于对高压和超高压电力系统进行分析。

它具有高精度的仿真能力，可以模拟各种暂态现象，包括开关操作、故障和雷电等。

EMTP-RV 提供了丰富的元件和模型库，使得建模过程更加简便和准确。

此外，EMTP-RV 还支持并行计算和分布式仿真，提高了仿真效率。

4. PSATPSAT 是一款免费开源的电力系统分析软件，主要用于稳态和暂态分析。

它提供了多种建模元件和模型，可以模拟各种电力设备和控制装置。

PSAT 支持稳态潮流分析、动态模拟和谐波分析等多种分析功能，为电力系统设计和运行提供了强大的工具和支持。

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。

电力系统仿真软件的运用与比较电力系统仿真软件在电力系统的规划、设计和运行中具有重要意义。

通过对电力系统的仿真模拟，我们可以预测和评估各种电力系统配置的性能表现，优化系统设计，提高系统稳定性与可靠性。

本文将介绍常用的电力系统仿真软件，分析其优缺点，并比较其在不同运用场景下的表现。

PSS/E：PSS/E是一款功能强大的电力系统仿真软件，由美国电力科学研究院开发。

它支持多种仿真模型，如发电机、变压器、负荷等，可以模拟复杂的电力系统稳态和动态行为。

PSS/E的优点是精度高、速度快、稳定性好，缺点是价格昂贵，且对用户的要求较高。

MATLAB/Simulink：MATLAB/Simulink是MathWorks公司开发的著名仿真软件，可以用于各种动态系统的建模与仿真。

它支持自定义模型库，用户可以根据需要创建自己的模型。

MATLAB/Simulink的优点是易学易用、模块丰富、功能强大，缺点是对于某些特定领域的模型库支持不够完善。

ETAP：ETAP是一款广受欢迎的电力系统仿真软件，由美国ETAP公司开发。

它支持电力系统的稳态和暂态仿真，具有强大的分析功能和广泛的设备模型库。

ETAP的优点是界面友好、操作简单、支持广泛，缺点是价格较高，且可能存在一定的学习曲线。

电力系统仿真软件在以下几个方面有广泛运用：动态模拟：通过对电力系统的动态模拟，我们可以研究不同运行条件下的系统性能，如故障恢复、负荷波动等。

稳态分析：稳态分析有助于我们了解电力系统的长期运行状态，优化系统配置，提高电力系统的稳定性。

电机启动：电机启动过程中可能会对电力系统产生较大冲击，通过仿真软件可以预测和评估不同启动方案对系统的影响。

我们将使用不同仿真软件对同一电力系统进行仿真，并对结果进行比较。

在动态模拟方面，PSS/E和MATLAB/Simulink均表现出较高的精度和速度，而ETAP在这方面略逊一筹。

在稳态分析方面，PSS/E和ETAP的结果相近，但MATLAB/Simulink在一些关键参数的模拟上存在一定误差。

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---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。

电力拖动自动控制系统与MATLAB仿真课程设计1. 课程目标本课程的主要目标是介绍电力拖动自动控制系统的基本原理和MATLAB仿真的基本方法，通过课程设计使学生掌握电力拖动自动控制系统的设计和仿真方法，并能够理解其在实际生产中的应用。

2. 课程内容2.1 电力拖动自动控制系统概述本课程首先介绍电力拖动自动控制系统的基本概念和原理，包括控制系统的组成、控制对象、控制信号、控制器等方面的内容。

2.2 控制系统设计在掌握电力拖动自动控制系统的基本概念和原理后，本课程将介绍控制系统的设计方法，包括控制系统的建模、控制器的设计以及系统的稳定性分析等方面的内容。

2.3 MATLAB仿真本课程将介绍MATLAB仿真的基本方法和工具，包括MATLAB的编程语言、仿真器、图形用户界面等方面的内容。

同时，将以电力拖动自动控制系统作为实例，演示如何使用MATLAB进行系统的仿真和分析。

2.4 课程设计在完成理论部分的学习后，本课程将开展课程设计，要求学生使用所学知识，基于电力拖动自动控制系统的实际问题，完成系统的设计和仿真，并撰写课程设计报告。

3. 课程评估课程评估将基于以下两个方面：3.1 课程作业课程作业将占总评估成绩的50%。

作业内容包括理论学习笔记、仿真程序设计、课程设计报告等方面。

学生需在规定时间内完成作业，按时提交。

3.2 期末考试期末考试将占总评估成绩的50%。

考试内容将涵盖课程的基本概念、原理和应用，要求学生能够熟练掌握所学知识并能够运用于问题解决。

4. 参考资料本课程主要参考以下资料：•《电力拖动自动控制系统理论与实践》•MATLAB官方文档•《电力系统控制工程》5. 总结通过本课程的学习，学生能够掌握电力拖动自动控制系统的基本原理和MATLAB 仿真的基本方法，并能够独立完成系统的设计和仿真工作。

同时，本课程还将培养学生分析问题、解决问题的能力，为其在实际工作中提供有力的支持。

可修改可编辑教学单位电子电气工程系学生学号200895014075编号DQ2012DQ075 本科毕业设计题目学生姓名专业名称指导教师2010年月日电力电子电路典型环节的MATLAB仿真摘要:本文主要研究了电力电子电路典型环节的MATLAB仿真，首先介绍了MATLAB软件及其图形仿真界面Simulink的基础应用知识，然后介绍了用于电力电子仿真的SimPowerSystems中的各种模块库，完成了对整流电路、斩波电路典型环节的建模与仿真，并且给出了仿真结果波形。

通过MATLAB/SIMULINK软件来建立各电路的仿真模型，并且对各个模块和系统内部的参数进行设置，例如仿真算法、电子器件的选择和电源幅值和频率等，最终实现电力电子系统在MATLAB中的仿真。

仿真结果和理论分析结果相一致，验证了仿真建模的有效性和正确性。

最后，本文对研究成果进行了总结，并提出了进一步改进建议。

关键词：Matlab/Simulink，仿真，整流电路，斩波电路Abstract:This paper mainly studies the MATLAB simulation of the typical session to the power electronic circuit, This article first introduces the MATLAB software and the application of knowledge based on graphical interface Simulink simulation, and then introduced the various modules of SimPowerSystems library for the power electronic simulation, also completed Modeling and Simulation to the typical session of rectifier circuit and Chopper circuit, and show the results of the simulation waveform.Established various electric circuits through MATLAB/SIMULINK software the simulation model, and set the establishment to each module and the interior parameter of system, for example simulation algorithm, electronic device choice and electrical source peak-to-peak value and frequency and so on, finally realized simulation that the electric power electronics alternating-current circuit in MATLAB. Simulation result and theoretical analysis result consistent, has confirmed the simulation modelling validity and the accuracy.Finally, this paper summarizes the research results and makes suggestions for further improvement.Keywords:Matlab/Simulink , Simulation, Rectifier circuit, Choppercircuit目录第1章概述 (5)1.1国内外研究概况 (5)1.2本课题的研究内容 (5)1.3本课题的研究目的与意义 (6)第2章MATLAB/SIMULIK基础知识 (7)2.1MATLAB介绍 (7)2.1.1 MATLAB主要组成部分 (7)2.1.2 MATLAB的系统开发环 (8)2.2SIMULINK仿真基础 (9)2.2.1 SIMULINK启动 (10)2.2.2 SIMULINK的模块库介绍 (11)2.2.3 电力系统模块库的介绍 (12)2.2.4 SIMULINK的仿真步骤 (13)第3章整流电路的SIMULINK仿真设计 (15)3.1单相桥式整流电路的仿真 (15)3.1.1 单相桥式全控整流电路的工作原理 (15)3.1.2 建立仿真模型 (15)3.1.3 设置模型参数 (17)3.1.4 模型仿真 (18)3.2三相桥式整流电路的仿真 (21)3.2.1 三相桥式全控整流电路的工作原理 (21)3.2.2 建立仿真模型 (22)3.2.3 设置模型参数 (23)第4章斩波电路的SIMULINK仿真设计 (26)4.1降压斩波电路的仿真 (26)4.1.1 降压变换器的工作原理 (26)4.1.2 建立仿真模型 (27)4.1.3 设置模型参数 (28)4.1.4 模型仿真 (28)4.2升压斩波电路的仿真 (30)4.2.1 升压变换器的工作原理 (30)4.2.2 建立仿真模型 (30)4.2.3 设置模型参数 (31)4.2.4 模型仿真 (32)第5章仿真调试 (34)5.1模型仿真应注意的问题 (34)5.1.1 模型建立和仿真参数的设置 (34)5.1.2 仿真运行和观测仿真结果 (35)结论 (37)参考文献 (38)致谢 (40)第1章概述1.1 国内外研究概况电力电子技术综合了微电子、电路、自动控制等多学科知识，是电能变换与控制的核心技术，在工业、能源、交通、国防等各个领域发挥着越来越重要的作用。

几种电力仿真软件的优缺点！EMTP和NETOMAC都是世界范围通用的电力系统仿真软件，其特点为计算速度快、结果准确度高、功能强大，几乎可以对任何复杂电力网络进行模拟。

2)PSS/E是一个集成化的交互式软件，主要用于电力系统的潮流计算，界面友好，可与多种输出设备相连，输入输出可根据用户要求进行设计，它要求使用者有一定的编程基础，输入不如EMTP和PSASP方便［7］。

? 3)PSB特点为可以对复杂的控制方法进行仿真，如神经网络、模糊控制、鲁棒特性等，而且界面相当友好，有在线帮助等功能，但其运算速度比其它软件要慢。

4)PSASP 特点在于其使用简单，功能简单齐全，但计算模式有局限性，不易进行复杂模型的算法仿真。

EMTP和PSCAD基本上属于电磁暂态仿真的范畴，对于稳定性的研究比较有限。

但EMTP或ATP是免费软件，PSCAD对于交直流系统的仿真非常适合。

而PSS/E，BPA和PSASP是一种很专业性的综合仿真程序，用于机电暂态的仿真，对于电力系统暂稳定的研究很专业。

其中PSS/E还可以做中长期稳定仿真。

BPA里面的模型现在也比较全面了，里面增加了各种励磁、调速器、PSS（包括水轮机组和汽轮机组）、直流、电力电子等模型。

中国电力科学研究院以BPA程序为基础，已形成一套大型电力系统分析软件包——PSD电力系统分析软件工具（PSD Power T ools）PSD-BPA潮流计算程序PSD-BPA暂态稳定程序PSD-FDS电力系统全过程动态仿真程序PSD-SSAP电力系统小干扰稳定性分析程序PSD-VSAP电力系统电压稳定分析软件PSD-SCCP电力系统短路电流程序PSD-OPF无功优化程序PSD-EMTPE电力电子与电磁暂态仿真软件包PSD-PSDB电网计算数据库系统PSD-PCS电力系统数字平台PSD-PSAW系统分析集成平台PSD地理接线图格式潮流图程序PSD电力系统单线图格式潮流图程序PSD-MyChart稳定曲线对比工具PSASP=>PSD-BPA潮流及稳定数据转换程序综合仿真选PSS/E，BPA，PSASPPSS/E用起来很复杂，很难学。