运动控制系统仿真课程设计.docx
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运动控制系统仿真课程设计.docx
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运动控制系统仿真课程设计
实验一交流——直流变换器
1单相桥式全控整流电路仿真
图1.1单相桥式整流电路原理图
图1.2单相桥式整流电路Simulink/SymPowerSystems模块
模块参数
1)交流电压源AC,电压为220V,频率为50Hz,初始相位为0
。
2)变压器一次电压为220V,二次电压为100V。
3)晶闸管直接使用模型的默认参数。
4)负载RLC参数自行设置。
5)6脉冲发生器的同步频率为50Hz,脉冲的宽度取10
。
仿真提示
1)晶闸管的触发信号可选用已有的6脉冲触发器,但是选用哪几路信号要自己选择,可参考电力电子技术的相关章节。
2)仿真时间可取为0~0.06s,数值计算方法选用ode23t。
实验报告内容
1)电路原理及仿真模型的建立。
2)子模块的使用介绍。
3)电阻性负载仿真分析。
观察波形与理论计算是否一致,包括峰值、有效值等等。
4)电阻-电感性负载仿真分析。
观察波形与理论计算是否一致,包括峰值、有效值等等。
2三相桥式全控整流电路仿真
图1.3三相桥式整流电路原理图
图1.4三相桥式整流电路Simulink/SymPowerSystems模块
模块参数
1)三相电源电压有效值为220V,频率为50Hz,相位为分别为0
,-120
,-240
。
2)整流变压器一次绕组联结选择Delta(D11),线电压为380V,二次绕组联结选择Y,线电压为173V,其他参数保持默认值不变。
3)同步变压器一次绕组联结选择Delta(D11),线电压为380V,二次绕组联结选择Y,线电压为10V,其他参数保持默认值不变。
4)晶闸管直接使用模型的默认参数。
5)电阻负载R=5
,R-L负载R=0.5
L=0.01H。
6)6脉冲发生器的同步频率为50Hz,脉冲的宽度取10
,选择双脉冲触发方式。
7)控制角
可设置为0
仿真提示
1)三相同步电压信号连接入6脉冲触发器的顺序需要自己试验,如果整流输出电压波形在一周内有6个波头,则同步正确。
2)晶闸管的触发信号可选用已有的6脉冲触发器,哪路脉冲信号接到哪个晶闸管要自己选择,可参考帮助文件和电力电子技术的相关章节。
3)仿真时间可取为0~0.06s,数值计算方法选用ode23tb。
实验报告内容
1)电路原理及仿真模型的建立。
2)子模块的使用介绍。
3)电阻性负载仿真分析。
观察波形与理论计算是否一致,包括峰值、有效值等等。
4)电阻-电感性负载仿真分析。
观察波形与理论计算是否一致,包括峰值、有效值等等。
实验二双闭环直流调速系统仿真
图2.1双闭环直流调速系统原理图
图2.2双闭环直流调速系统Simulink/SymPowerSystems模块
模块参数
1)三相电源电压有效值为130V,频率为50Hz,相位为分别为0
,-120
,-240
。
2)直流电机参数:
3)电机额定转速为1500r/min,额定电流为136A,最大电流为额定电流的1.5倍。
ASR和ACR的积分饱和值为12V,输出限幅为10V,额定转速时给定信号为10V,根据工程设计方法设计ASR和ACR控制器中的PI控制器参数。
4)在0.6s时突加负载171.4
。
仿真提示
1)电流调节器ACR的输出端接移相特性模块((90-6*u))的输入端。
2)仿真时间可取为0~2s,数值计算方法选用ode23tb。
实验报告内容
1)电路原理及仿真模型的建立。
2)PI控制器参数的计算过程。
3)观察并记录电机的转速和电流波形。
实验三交流异步电动机性能仿真
1异步电机接连续正弦电压的特性仿真
图3.1异步电动机特性研究仿真模型
模块参数
1)三相电源:
220V,50Hz
2)交流电机参数:
3)负载为132,加载时间为0.5s。
仿真提示
1)仿真算法采用Ode23t,相对误差为1e-5。
实验报告内容
1)电路原理及仿真模型的建立。
2)每个示波器显示的是什么物理量?
并记录和分析波形。
2PWM变频器—电动机系统特性仿真
图3.1PWM变频器—电动机系统仿真模型
模块参数
1)直流电源电压:
500V。
2)交流电机参数:
3)负载为45,加载时间为0.25s。
仿真提示
1)仿真算法采用Ode23t,相对误差为1e-5。
实验报告内容
1)电路原理及仿真模型的建立。
2)每个示波器显示的是什么物理量?
并记录和分析波形。
3)如何得到此系统的机械特性曲线?
请记录下来。
4)比较此系统的定子和转子磁链与实验1中的定子和转子磁链的形状,分析其不同的原因。
实验四交流异步电动机减压软起动系统仿真
图4.1交流异步电动机软起动器原理图
图4.2交流异步电动机软起动器的仿真模块
模块参数
1)三相电源:
220V(有效值),50Hz。
2)交流电机参数:
3)给定积分器GI参数:
Kp=1000,限幅器限幅值:
4)负载为20,加载时间为0.5s。
仿真提示
1)仿真算法采用Ode15t,相对误差为1e-3。
2)触发器子模块如下图所示:
图4.3起动器触发器子模块系统(其中Relay和Relay2模块参数中Outputwhenon:
10,其余为默认值;Relay1和Relay3模块参数中Outputwhenon:
1,其余为默认值。
RateLimiter和RateLimiter1模块参数中Risingslewrate:
1000,Fallingslewrate:
-1e8)
3)双向晶闸管子模块如下图所示:
图4.4双向晶闸管子模块系统(其中Ron:
0.001,H:
0,Vf:
0.8,Rs:
500)
4)给定积分器GI子模块如下图所示:
图4.5给定积分器GI子模块系统
实验报告内容
1)电路原理及仿真模型的建立。
2)每个示波器显示的是什么物理量?
并记录和分析波形。
3)和全电压起动相比较,输出转速和起动电流的区别有哪些?
请用波形图比较。
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