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1、开环直流调速系统的动态建模与仿真学院：电气与控制工程学院班级：学号：姓名：设计题目： 开环直流调速系统的动态建模与仿真 设计目的：1.掌握开环直流调速系统的建模方法2.熟悉 MATLAB/Simulink 的使用方法MATLAB的概述：MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称，是美国 MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、 数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括 MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、 可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将
2、数值分析、 矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等 诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、 工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种 全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计 语言(如C、Fortran )的编辑模式，代表了当今国际科学计算软 件的先进水平。MATLAB是目前国际上最流行，应用最广泛的科学与工程计算 软件，它由MATLAB语言，MATLAB工作环境，MATLAB图像处理系 统，MATLAB数据函数库，MATLAB应用程序接口五大部分组成的集 数值计算，图形处理，程序开发为一体的功能强大的系统.它应 用于自动控制
3、，数学计算，信号分析，计算机技术，图像信号处 理，财务分析，航天工业，汽车工业，生物医学工程，语音处理 和雷达工程等各行业，也是国内高校和研究部门进行许多科学研 究的重要工具。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达 式与数学，工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题 要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多。MATLAB是以矩阵运算为基础的交互式程序语言，能够满足科 学、工程计算和绘图的需求。与其它计算机语言相比，其特点是 简洁和智能化，适应科技专业人员的思维方式和书写习惯，使得 编程和调试效率大大提高。它用解释方式工作，键入持续后立即 得出结果，人机交互性能好，
4、易于调试并被科技人员所乐于接受。 特别是它可适应多种平台，并且随着计算机硬软件的更新及时升 级，因此MATLAB语言在国外的大学工学院中，特别是频繁进行数 值计算的电子信息类学科中，已经成为每个学生都掌握的工具了。 它大大提高了课程教学、解题作业、分析研究的效率。设计参数： 直流调速系统的基本数据如下:晶闸管三相桥式全控整流电路供电的 双闭环直流调速系统,直流电动机：220V,136A,1460r/min,电枢电阻 Ra=0.2 Q，允许过载倍数入=1.5;电枢回路总电阻:R=0.5 Q ,电枢回路总 电感:L= 15mH,电动机轴上的总飞轮力矩:GD2= 22.5Nm2,晶闸管装 置:放大系
5、数Ks=40,电流反馈系数：B =0.05V/A,转速反馈系数：a =0.007Vmin/r,滤波时间常数:Toi=0.002s ,Ton=0.01s相关参数的计算：查表可得三相桥式电路的平均失控时间Ts=0.00167sU -1 RC =NNa =220 136 x 0.2160=0.132 V min/rC = 30 Cm 兀 e电磁时间常数T = - L - 0.015 s - 0.03s1 R 0.5机电时间常数GD2R22.5x 0.5T = s 0.18sm375C c30CeCm375 x 0.132 x x 0.132兀KP 二 4.82设计方案： 直流调速系统的仿真有两种方法
6、： 1：根据系统的动态结构图进行仿真 2：用 power system 的相关模块仿真 由于本次设计比较简单所以采用方法一 仿真模型与结果：无干扰时：转速：电流1s后加入扰动：（扰动值取100）转速：电流电势实验心得：本次控制系统仿真设计实习中，我学到了 Simulink 仿真的一些 方法，更加深入的了解了 MATLAB这款非常优秀的数学软件。通过它 使我对运动控制系统的设计有了很大的帮助。 MATLAB 是一个基于 矩阵运算的软件，它的运算功能非常强大，编程效率高，强大而 智能化的作业图功能，可扩展性强， simulink 动态仿真功能，主 要用于仿真、验证、算法思想是否正确。利用 MATLAB ，可以使原 本复杂的计算过程大大简化，在处理矩阵、复数运算的过程中尤 其明显。虽然我们的实习只有短短一周，但是我们却学到了很多课本上学 不到的东西。由于我们做过运控的期中的大作业，所以在这次实习的 时候软件运用起来还算是比较顺利的。通过本次实习，不仅加强了我 的动手能力而且还让我知道了有时候一个人解决不了的问题两个人 或者三个人可以解决，所以在遇到问题时大家可以一起商量、一起解 决。最后对帮助我的老师与同学再次表示感谢！参考资料：1 陈伯时电力拖动自动控制系统运动控制系统北京：机械 工业出 版社 20052 张荣巍，李汉强运动控制系统武汉：武汉理工大学出版社， 第 1 版 2006
