MATLAB仿真稳定电流源控制系统
(整理)MATLAB实现控制系统稳定性分析.

MATLAB 实现控制系统稳定性分析稳定是控制系统的重要性能,也是系统能够工作的首要条件,因此,如何分析系统的稳定性并找出保证系统稳定的措施,便成为自动控制理论的一个基本任务.线性系统的稳定性取决于系统本身的结构和参数,而与输入无关.线性系统稳定的条件是其特征根均具有负实部. 在实际工程系统中,为避开对特征方程的直接求解,就只好讨论特征根的分布,即看其是否全部具有负实部,并以此来判别系统的稳定性,由此形成了一系列稳定性判据,其中最重要的一个判据就是Routh 判据.Routh 判据给出线性系统稳定的充要条件是:系统特征方程式不缺项,且所有系数均为正,劳斯阵列中第一列所有元素均为正号,构造Routh 表比用求根判断稳定性的方法简单许多,而且这些方法都已经过了数学上的证明,是完全有理论根据的,是实用性非常好的方法.但是,随着计算机功能的进一步完善和Matlab 语言的出现,一般在工程实际当中已经不再采用这些方法了.本文就采用Matlab 对控制系统进行稳定性分析作一探讨.1 系统稳定性分析的Matlab 实现1.1 直接判定法根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性,最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点,如果有,系统则不稳定.然而实际的控制系统大部分都是高阶系统,这样就面临求解高次方程,求根工作量很大,但在Matlab 中只需分别调用函数roots(den)或eig(A)即可,这样就可以由得出的极点位置直接判定系统的稳定性. 已知控制系统的传递函数为()245035102424723423+++++++=s s s s s s s s G (1) 若判定该系统的稳定性,输入如下程序:G=tf([1,7,24,24],[1,10,35,50,24]);roots(G.den{1})运行结果: ans =-4.0000-3.0000-2.0000-1.0000由此可以判定该系统是稳定系统.1.2 用根轨迹法判断系统的稳定性根轨迹法是一种求解闭环特征方程根的简便图解法,它是根据系统的开环传递函数极点、零点的分布和一些简单的规则,研究开环系统某一参数从零到无穷大时闭环系统极点在s 平面的轨迹.控制工具箱中提供了rlocus 函数,来绘制系统的根轨迹,利用rlocfind 函数,在图形窗口显示十字光标,可以求得特殊点对应的K 值.已知一控制系统,H(s)=1,其开环传递函数为:()()()21++=s s s K s G (2) 绘制系统的轨迹图.程序为: G=tf(1,[1 3 2 0]);rlocus(G);[k,p]=rlocfind(G)根轨迹图如图1所示,光标选定虚轴临界点,程序结果为:图1 系统的根轨迹图selected_point =0 - 0.0124ik =0.0248p =-2.0122-0.9751-0.0127光标选定分离点,程序结果为:selected_point =-1.9905 - 0.0124ik =0.0308p =-2.0151-0.9692-0.0158上述数据显示了增益及对应的闭环极点位置.由此可得出如下结论:(1)0<k<0.4时,闭环系统具有不同的实数极点,表明系统处于过阻尼状态;(2)k=0.4时,对应为分离点,系统处于临界阻尼状态;(3)0.4<k<6时,系统主导极点为共轭复数极,系统为欠阻尼状态;(4)k=6时,系统有一对虚根,系统处于临界稳定状态;(5)k>6时,系统的一对复根的实部为正,系统处于不稳定状态.1.3 用Nyquist曲线判断系统的稳定性Matlab提供了函数Nyquist来绘制系统的Nyquist曲线,若式(2)系统分别取k= 4和k= 10(图2为阶跃响应曲线),通过Nyquist曲线判断系统的稳定性,程序如下:num1=[4];num2=[10];den1=[1,3,2,0];gs1=tf(num1,den1);gs2=tf(num2,den1);hs=1;gsys1=feedback(gs1,hs);gsys2=feedback(gs2,hs);t=[0:0.1:25];figure(1);subplot(2,2,1);step(gsys1,t)subplot(2,2,3);step(gsys2,t)subplot(2,2,2);nyquist(gs1)subplot(2,2,4);nyquist(gs2)奈氏稳定判据的内容是:若开环传递函数在s平半平面上有P个极点,则当系统角频率X 由-∞变到+∞时,如果开环频率特性的轨迹在复平面上时针围绕(-1,j0)点转P圈,则闭环系统稳定,否则,是不稳定的.图2阶跃响应曲线当k=4时,从图3中k=4可以看出,Nyquist曲不包围(-1,j0)点,同时开环系统所有极点都位于平面左半平面,因此,根据奈氏判据判定以此构成闭环系统是稳定的,这一点也可以从图2中k=4系统单位阶跃响应得到证实,从图2中k=4可以看出系统约23 s后就渐渐趋于稳定.当k=10时,从图3中k=10可以看图3 Nyquist曲线出,Nyquist曲线按逆时针包围(-1,j0)点2圈,但此时P=0,所以据奈氏判据判定以此构成的闭环系统是不稳定的,图2中k=10的系统阶跃响应曲线也证实了这一点,系统振荡不定。
MATLAB仿真稳定电流源控制系统

一应用MATLAB 仿真的电流源控制系统实验二、实验目的:1、运用自动控制思想,结合电力电子技术的相关知识,初步理解控制系统在实际中的分析和应用。
2、进一步熟悉并掌握MATLAB 仿真软件,尤其是Simulink 中的电力电子元件库的搭建和分析、具体调试工过程及在实际中的应用。
3、通过实习培养学生对自动控制系统进行参数和指标分析,学会对自动控制系统的调试。
三、实验原理:恒压源:恒压源是其输出电流改变时,其端电压亦不变,而保持稳定。
而理想的恒压源为:a)不因负载(输出电流)变化而改变。
b)不因输入电压变动而改变。
c)不因环境温度变化而改变。
d)内阻r 等于零。
系统的结构框架图原理图如下:整流环节:三相桥式可控整流电路用了六个晶闸管,器输出电压脉动较小,输出功率较大。
不足之处就是晶闸管电流及变压器的副边电流在一周期内只有三分之一的时间有电流流过,变压器的利用率较低。
滤波环节:利用电感电容滤去高次谐波,是输出电压更加稳定PID 调节环节:即为校正环节,加入一些机构或装置,是系统特性发生变化,从而满足系统的各项性能指标,按校正专职在系统中的链接方式,即分为:串联校正、反馈校正和复合校正三种。
四、性能指标:稳定性:系统能稳定工作,即输出指定的电压值。
本实验设定的基准电压为270v 。
平稳性:通过PI 调节,使系统超调量不能过大,振荡次数尽量减少。
快速性:动态过程时间尽量短。
准确性:使系统稳态误差最小。
本实验要求系统稳定时无差。
五、实验步骤:三相交流电PM :311V 50Hz 晶闸管三相全桥式整流无源滤波稳压输出PID 调节1、按照指导老师给定的实验要求,提出设计电流源的方案。
初步拟定系统的性能指标,然后,查阅相关书籍,确定采用AC-DC晶闸管三相桥式全控整流,无源滤波,反馈稳流等原理,画出实验原理图。
2、在MATLAB仿真软件上,将具体的电路搭建出来。
经过多次调试,先确定不可控的情况,再加入PI控制器,加以校正。
基于MATLAB的电力系统暂态稳定仿真分析

基于MATLAB的电力系统暂态稳定仿真分析电力系统暂态稳定仿真分析是电力系统运行与控制中的重要内容之一、它通过模拟电力系统的暂态运行过程,分析系统在不同故障条件下的动态响应,评估系统的稳定性,并提供相应的控制与保护策略。
MATLAB作为一种功能强大的数学建模与仿真工具,被广泛应用于电力系统暂态稳定仿真分析中。
下面将分别从模型建立、仿真分析和结果评估三个方面,介绍基于MATLAB的电力系统暂态稳定仿真分析。
一、模型建立电力系统一般包括发电机、变电站、输电线路、负荷等元件。
在MATLAB中,可以通过建立系统的节点、支路和设备等模型,构建电力系统的仿真模型。
1.节点模型:电力系统的节点通常由发电机、负荷和母线组成。
在MATLAB中,可以通过定义节点的功率平衡方程和节点电压方程,建立节点模型。
2.支路模型:电力系统的支路一般包括输电线路、变压器和同步电动机等。
在MATLAB中,可以通过定义支路的电流-电压特性、阻抗和传输参数等,建立支路模型。
3.设备模型:电力系统的设备主要包括发电机、变压器和负荷等。
在MATLAB中,可以通过定义设备的功率-电流特性、阻抗和传输参数等,建立设备模型。
二、仿真分析建立电力系统的仿真模型后,可以使用MATLAB提供的仿真工具,进行仿真分析。
1.静态稳定分析:通过输入节点的电压和负载条件,计算各节点的电压和功率平衡,评估系统的静态稳定性。
2.动态稳定分析:在系统发生故障或负荷变化时,通过输入相应的故障或负荷变化信号,模拟系统的动态响应,并分析系统的中断时间和振荡特性等。
3.频域分析:通过对系统的输入和输出信号进行频谱分析,研究系统的频率特性和谐波性能,并评估系统的抗扰性能。
三、结果评估完成仿真分析后,需要对结果进行评估和优化。
1.稳定性评估:通过对系统的动态响应进行分析,评估系统在不同故障条件下的稳定性,并确定系统的稳定边界和临界条件。
2.控制与保护优化:根据仿真结果,确定适当的控制与保护策略,提高系统的稳定性和可靠性。
应用MATLAB控制系统仿真

01
根据系统性能要求,设计比例、积分、微分控制器参数,优化
系统性能。
状态反馈控制器设计
02
通过状态反馈控制器设计,实现系统的最优控制。
鲁棒控制器设计
03
针对不确定性系统,设计鲁棒控制器,提高系统对参数变化的
适应性。
04
控制系统仿真的动态行为,通过建立和求解微 分方程来模拟系统的动态响应。
性能等。
05
Matlab控制系统仿真实 例
一阶系统仿真
总结词:简单模拟
详细描述:一阶系统是最简 单的控制系统,其动态行为 可以用一个一阶微分方程描 述。在Matlab中,可以使用 `tf`函数创建一个一阶传递函 数模型,然后使用`step`函 数进行仿真。
总结词:性能分析
详细描述:通过仿真,可以 观察一阶系统的响应曲线, 包括超调和调节时间等性能 指标。使用Matlab的绘图功 能,可以直观地展示系统的 动态行为。
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感谢您的观看
适用于模拟数字控制系统、采样控制系统等。
实时仿真
01
在实际硬件上实时模拟控制系统的动态行为,通过将
控制算法嵌入到实际控制系统中进行实时仿真。
02
使用Matlab中的`real-time workshop`等工具箱进
行建模和仿真,可以方便地实现实时仿真。
03
适用于模拟实际控制系统、验证控制算法的正确性和
实时仿真
Matlab支持实时仿真,可以在实 际硬件上运行控制算法,进行系 统测试。
02
控制系统数学模型
线性时不变系统
线性时不变系统(LTI)是指系统的输出与输入之间的关系 可以用线性常数来描述的系统。在控制系统中,LTI系统是 最常见的系统类型之一。
如何使用Matlab进行电力系统稳定性分析

如何使用Matlab进行电力系统稳定性分析使用Matlab进行电力系统稳定性分析引言电力系统是现代社会不可或缺的一部分,对于保持社会稳定运行至关重要。
然而,由于电力系统的复杂性和非线性特点,其稳定性问题一直备受关注。
为了解决电力系统稳定性问题,研究人员和工程师们借助计算机软件来进行分析和预测。
本文将介绍如何使用Matlab进行电力系统稳定性分析。
一、Matlab在电力系统稳定性分析中的应用Matlab是一种强大的数值计算和数据分析工具,其广泛应用于电力系统工程中。
在电力系统稳定性分析中,Matlab提供了丰富的函数和工具包,可以用于模拟和优化电力系统的稳定性。
1. 电力系统模型的建立首先,需要建立电力系统的数学模型。
在Matlab中,可以利用Simulink工具箱来建立系统模型。
Simulink提供了丰富的电力系统组件和拓扑结构,可以方便地组装和调整系统模型。
利用Simulink可以建立各种类型的电力系统模型,包括发电机、变压器、负载等。
同时,Simulink还提供了不同的模型解算器,可以用于模拟系统的动态响应。
2. 稳定性指标的计算在电力系统稳定性分析中,需要计算一系列稳定性指标,如潮流稳定裕度、暂态稳定裕度等。
Matlab提供了各种函数和工具包,可以用于计算这些稳定性指标。
例如,可以使用Matlab的Power System Toolbox中的函数来计算系统的频率响应和阻尼响应。
3. 稳定性分析方法的研究稳定性分析方法是电力系统稳定性研究的核心内容。
Matlab提供了丰富的工具和算法来研究不同的稳定性分析方法,如能量函数法、直接稳定法和间接稳定法等。
可以通过编写Matlab脚本来实现这些算法,并进行稳定性分析。
4. 优化算法的应用在电力系统的稳定性分析中,经常需要进行参数优化,以提高系统的稳定性。
Matlab提供了多种优化算法,如遗传算法、粒子群优化算法等,可以用于电力系统的参数调整。
这些优化算法可以与电力系统模型相结合,通过迭代求解来获得最佳参数。
(整理)MATLAB实现控制系统稳定性分析.

MATLAB 实现控制系统稳定性分析稳定是控制系统的重要性能,也是系统能够工作的首要条件,因此,如何分析系统的稳定性并找出保证系统稳定的措施,便成为自动控制理论的一个基本任务.线性系统的稳定性取决于系统本身的结构和参数,而与输入无关.线性系统稳定的条件是其特征根均具有负实部. 在实际工程系统中,为避开对特征方程的直接求解,就只好讨论特征根的分布,即看其是否全部具有负实部,并以此来判别系统的稳定性,由此形成了一系列稳定性判据,其中最重要的一个判据就是Routh 判据.Routh 判据给出线性系统稳定的充要条件是:系统特征方程式不缺项,且所有系数均为正,劳斯阵列中第一列所有元素均为正号,构造Routh 表比用求根判断稳定性的方法简单许多,而且这些方法都已经过了数学上的证明,是完全有理论根据的,是实用性非常好的方法.但是,随着计算机功能的进一步完善和Matlab 语言的出现,一般在工程实际当中已经不再采用这些方法了.本文就采用Matlab 对控制系统进行稳定性分析作一探讨.1 系统稳定性分析的Matlab 实现1.1 直接判定法根据稳定的充分必要条件判别线性系统的稳定性,最简单的方法是求出系统所有极点,并观察是否含有实部大于0的极点,如果有,系统则不稳定.然而实际的控制系统大部分都是高阶系统,这样就面临求解高次方程,求根工作量很大,但在Matlab 中只需分别调用函数roots(den)或eig(A)即可,这样就可以由得出的极点位置直接判定系统的稳定性. 已知控制系统的传递函数为()245035102424723423+++++++=s s s s s s s s G (1) 若判定该系统的稳定性,输入如下程序:G=tf([1,7,24,24],[1,10,35,50,24]);roots(G.den{1})运行结果: ans =-4.0000-3.0000-2.0000-1.0000由此可以判定该系统是稳定系统.1.2 用根轨迹法判断系统的稳定性根轨迹法是一种求解闭环特征方程根的简便图解法,它是根据系统的开环传递函数极点、零点的分布和一些简单的规则,研究开环系统某一参数从零到无穷大时闭环系统极点在s 平面的轨迹.控制工具箱中提供了rlocus 函数,来绘制系统的根轨迹,利用rlocfind 函数,在图形窗口显示十字光标,可以求得特殊点对应的K 值.已知一控制系统,H(s)=1,其开环传递函数为:()()()21++=s s s K s G (2) 绘制系统的轨迹图.程序为: G=tf(1,[1 3 2 0]);rlocus(G);[k,p]=rlocfind(G)根轨迹图如图1所示,光标选定虚轴临界点,程序结果为:图1 系统的根轨迹图selected_point =0 - 0.0124ik =0.0248p =-2.0122-0.9751-0.0127光标选定分离点,程序结果为:selected_point =-1.9905 - 0.0124ik =0.0308p =-2.0151-0.9692-0.0158上述数据显示了增益及对应的闭环极点位置.由此可得出如下结论:(1)0<k<0.4时,闭环系统具有不同的实数极点,表明系统处于过阻尼状态;(2)k=0.4时,对应为分离点,系统处于临界阻尼状态;(3)0.4<k<6时,系统主导极点为共轭复数极,系统为欠阻尼状态;(4)k=6时,系统有一对虚根,系统处于临界稳定状态;(5)k>6时,系统的一对复根的实部为正,系统处于不稳定状态.1.3 用Nyquist曲线判断系统的稳定性Matlab提供了函数Nyquist来绘制系统的Nyquist曲线,若式(2)系统分别取k= 4和k= 10(图2为阶跃响应曲线),通过Nyquist曲线判断系统的稳定性,程序如下:num1=[4];num2=[10];den1=[1,3,2,0];gs1=tf(num1,den1);gs2=tf(num2,den1);hs=1;gsys1=feedback(gs1,hs);gsys2=feedback(gs2,hs);t=[0:0.1:25];figure(1);subplot(2,2,1);step(gsys1,t)subplot(2,2,3);step(gsys2,t)subplot(2,2,2);nyquist(gs1)subplot(2,2,4);nyquist(gs2)奈氏稳定判据的内容是:若开环传递函数在s平半平面上有P个极点,则当系统角频率X 由-∞变到+∞时,如果开环频率特性的轨迹在复平面上时针围绕(-1,j0)点转P圈,则闭环系统稳定,否则,是不稳定的.图2阶跃响应曲线当k=4时,从图3中k=4可以看出,Nyquist曲不包围(-1,j0)点,同时开环系统所有极点都位于平面左半平面,因此,根据奈氏判据判定以此构成闭环系统是稳定的,这一点也可以从图2中k=4系统单位阶跃响应得到证实,从图2中k=4可以看出系统约23 s后就渐渐趋于稳定.当k=10时,从图3中k=10可以看图3 Nyquist曲线出,Nyquist曲线按逆时针包围(-1,j0)点2圈,但此时P=0,所以据奈氏判据判定以此构成的闭环系统是不稳定的,图2中k=10的系统阶跃响应曲线也证实了这一点,系统振荡不定。
系统稳定性分析的仿真实验

系统稳定性分析的仿真实验一、实验目的:1.加深了解系统稳定性概念。
2.掌握使用Matlab 分析系统稳定性。
3.掌握使用Matlab 分析系统的频率特性二、实验设备:Matlab三、实验内容:1、已知控制系统开环传递函数为:17.18.01.023+++s s s K ,用Nyquist 稳定判据判定开环放大系数K 为10和50时闭环系统的稳定性。
2、已知控制系统开环传递函数为:()11.0)12.0(++s s s K ,取K =10,要求: ①绘制系统Bode 图,求出频域性能指标,并判断系统的稳定性;②改变开环增益K 值,分析K 变化对开环对数幅频、相频特性曲线的影响;③根据给出的稳定裕量,作K 参数设计,并评估系统性能。
四、实验步骤:实验内容一进入Matlab 命令窗口:1、当K=10时,输入命令num=[10]; %分子系数den=[0.1,0.8,1.7,1]; %分母系数g1=tf(num,den); %建立系统多项式模型nyquist(g1) %绘制Nyquist 图分析开环系统Nyquist 图,曲线是否包围(-1,j0)点?因此闭环系统稳定吗?2、当K=50时,输入命令num=[50]; %分子系数den=[0.1,0.8,1.7,1]; %分母系数g2=tf(num,den); %建立系统多项式模型nyquist(g2) %绘制Nyquist 图分析开环系统Nyquist 图,曲线顺时针包围(-1,j0)点几圈?表明闭环系统稳定性如何?有几个右半s 平面的极点?实验内容二K=10 K=50曲线未包围(-1,j0)点曲线包围(-1,j0)点一圈实验内容二①K=10,程序运行结果和图示可知,幅值裕度k= 1.5000 ,即 db;相位穿越频率wg=7.0711 rad/s;相角裕度r= 11.4304 ;幅值穿越频率wc= 5.7154 rad/s 。
②改变K值,分别取K为K1,K2,K3值时,观察系统的开环对数幅频、相频特性曲线的变化,分析K值变化对其影响。
基于MATLAB的控制系统稳定性分析doc

基于MATLAB的控制系统稳定性分析.doc控制系统稳定性分析在控制工程中具有极其重要的地位。
对于一个控制系统,其稳定性的定义是指系统在受到扰动后能够回到平衡状态的能力。
如果一个系统失去了稳定性,那么无论这个系统最初的状态如何,它最终都会无限期地偏离其原始状态。
因此,对控制系统进行稳定性分析是十分必要的。
MATLAB是一种流行的科学计算软件,它广泛应用于许多科学和工程领域,包括控制系统分析。
使用MATLAB进行控制系统稳定性分析,主要可以通过以下步骤实现:1.建立控制系统的数学模型:首先需要建立一个描述控制系统行为的数学模型。
这个模型通常包括系统的输入、输出以及它们之间的动态关系。
对于线性时不变系统(LTI系统),常用的数学模型包括传递函数和状态空间模型。
2.判断系统的稳定性:通过使用MATLAB的控制系统工具箱,可以方便地对控制系统进行稳定性分析。
例如,可以使用roots命令来计算系统的极点,使用频域方法(例如Nyquist曲线)或时域方法(例如Lyapunov第一或第二方法)来判断系统的稳定性。
3.系统性能分析:在确认系统稳定性后,可以使用MATLAB进行更深入的性能分析。
例如,可以使用控制系统工具箱中的命令来计算系统的频率响应、根轨迹、时域响应等,以评估系统的性能。
4.控制系统设计和优化:基于稳定性分析的结果,可以使用MATLAB对控制系统进行设计和优化。
例如,可以通过调整控制器的参数或改变系统的结构来改善系统的性能。
在进行控制系统稳定性分析时,需要注意以下几点:1.正确建立系统的数学模型:数学模型是进行稳定性分析的基础,因此必须正确地建立系统的数学模型。
在实际应用中,可能需要仔细研究系统的物理本质,并进行适当的简化以得到实用的数学模型。
2.选择合适的稳定性判据:稳定性判据是判断系统稳定性的依据。
不同的判据可能会得到不同的结果,因此需要根据实际情况选择合适的判据。
3.考虑非线性因素:在实际的系统中,非线性因素往往是无法避免的。
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一应用MATLAB 仿真的电流源控制系统实验
二、实验目的:
1、运用自动控制思想,结合电力电子技术的相关知识,初步理解控制系统在实际中的分析和应用。
2、进一步熟悉并掌握MATLAB 仿真软件,尤其是Simulink 中的电力电子元件库的搭建和分析、具体调试工过程及在实际中的应用。
3、通过实习培养学生对自动控制系统进行参数和指标分析,学会对自动控制系统的调试。
三、实验原理:
恒压源:恒压源是其输出电流改变时,其端电压亦不变,而保持稳定。
而理想的恒压源为:a)不因负载(输出电流)变化而改变。
b)不因输入电压变动而改变。
c)不因环境温度变化而改变。
d)内阻r 等于零。
系统的结构框架图原理图如下:整流环节:三相桥式可控整流电路用了六个晶闸管,器输出电压脉动较小,输出功率较大。
不足之处就是晶闸管电流及变压器的副边电流在一周期内只有三分之一的时间有电流流过,变压器的利用率较低。
滤波环节:利用电感电容滤去高次谐波,是输出电压更加稳定
PID 调节环节:即为校正环节,加入一些机构或装置,是系统特性发生变化,从而满足系统的各项性能指标,按校正专职在系统中的链接方式,即分为:串联校正、反馈校正和复合校正三种。
四、性能指标:
稳定性:系统能稳定工作,即输出指定的电压值。
本实验设定的基准电压为270v 。
平稳性:通过PI 调节,使系统超调量不能过大,振荡次数尽量减少。
快速性:动态过程时间尽量短。
准确性:使系统稳态误差最小。
本实验要求系统稳定时无差。
五、实验步骤:
三相交流电
PM :311V 50Hz 晶闸管三相全
桥式整流无源滤波稳压输出
PID 调节
1、按照指导老师给定的实验要求,提出设计电流源的方案。
初步拟定系统的性能
指标,然后,查阅相关书籍,确定采用AC-DC晶闸管三相桥式全控整流,无
源滤波,反馈稳流等原理,画出实验原理图。
2、在MATLAB仿真软件上,将具体的电路搭建出来。
经过多次调试,先确定不
可控的情况,再加入PI控制器,加以校正。
通过实验调试,确定各参数。
3、在机房完成初步设计,在老师的指导下,纠正设计纰漏,进一步完善系统,让
系统的性能指标得到提高。
4、进行最终收尾,将电路布局清楚,自行演示几遍。
然后,由老师验收。
根据老
师的意见做些修改,最后,撰写实验报告。
实验原理图:
六、实验分析:
主要思路:本次实验的主要思路来源于直流电机的调速,直流电机的转速正比于直流电机的电压,因此,可以因此确定固定的转速,一定的转速对应一定的电压,
通过晶闸管三相全桥式控制,调节控制角,给定控制角,输出值与额定值间
的差值通过一定的比例转化,再通过PI控制器之后与额定的控制角做和,
引入六脉冲发生器,产生与额定控制角相近似的控制角之后在引入脉冲触发
器,使之产生额定的输出电压,即使在负载发生变化或有扰动作用时,输出
电压在很快时间内也能恢复到额定值。
本次实验具体分析如下:
实验原理图中,断开反馈环节后构成的。
主要包括:输入环节、整流环节、滤波环节和输出环节。
(1)输入采用的是频率50Hz、相电压220V的三相交流电。
(2)整流采用的是比较通用的晶闸管三相全桥式控制。
这种控制方式不存在直流磁化现象,且变压器利用率最高。
晶闸管触发采用固定同步触发发生器产生
触发信号,较容易实现。
(3)滤波采用电容无源滤波方式,以滤除电流高次谐波;
(4)输出加有数字显示器,用来显示电流平均值,利于记录分析;最后接示波器,用来显示波形,利于直观分析。
通过几次调试,我们得到较好的输出波形,具体的参数如下:
MATLAB仿真图样如下:
具体的参数如下:
输入:频率50Hz、峰值311V的三相交流电,三相互差120°;
同步触发信号发生器:频率50Hz、脉冲宽度:60°;
控制角:60°;滤波电容:4e-6F
控制器:K p=2K i=3
基准电流:270V
MATLAB仿真图样如下:
输出电压波形如图所示:
稳态误差输出波形如图所示:
经过对PI控制器相关参数的更改之后,使得输出电压的波形如图所示:
误差波形如图所示:
小结:通过这一步完善,我们基本完成了各项性能指标要求,得到了一个有固定额定输出电压的电压源,虽然综合评定不是很理想,但还基本符合要求。
七、实验心得:
……………………………………………………。