matlab电机仿真精华50例
MATLAB中的三相异步电动机仿真
目录前言 (1)1 异步电动机动态数学模型 (2)1.1电压方程 (2)1.2磁链方程 (3)1.3转矩方程 (5)1.4运动方程 (6)2 坐标变化和变换矩阵 (8)2.1三相--两相变换（3/2变换） (8)3 异步电动机仿真 (9)3.1异步电机仿真框图及参数 (9)3.2异步电动机的仿真模型 (11)4 仿真结果 (15)5 结论 (16)参考文献 (17)前言随着电力电子技术与交流电动机的调速和控制理论的迅速发展,使得异步电动机越来越广泛地应用于各个领域的工业生产。
异步电动机的仿真运行状况和用计算机来解决异步电动机控制直接转矩和电机故障分析具有重要意义。
它能显示理论上的变化,当异步电动机正在运行时,提供了直接理论基础的电机直接转矩控制(DTC),并且准确的分析了电气故障。
在过去,通过研究的异步电动机的电机模型建立了三相静止不动的框架。
研究了电压、转矩方程在该模型的功能,同相轴之间的定子、转子的线圈的角度。
θ是时间函数、电压、转矩方程是时变方程这些变量都在这个运动模型中。
这使得很难建立在αβ两相异步电动机的固定框架相关的数学模型。
但是通过坐标变换,建立在αβ两相感应电动机模型框架可以使得固定电压、转矩方程,使数学模型变得简单。
在本篇论文中,我们建立的异步电机仿真模型在固定框架αβ两相同步旋转坐标系下,并给出了仿真结果,表明该模型更加准确地反映了运行中的电动机的实际情况。
1 异步电动机动态数学模型在研究三相异步电动机数学模型时，通常做如下假设 1) 三相绕组对称，磁势沿气隙圆周正弦分布；2) 忽略磁路饱和影响，各绕组的自感和互感都是线性的； 3) 忽略铁芯损耗4) 不考虑温度和频率对电阻的影响异步电机的数学模型由下述电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程组成。
1.1 电压方程三相定子绕组的电压平衡方程为（1-1）与此相应，三相转子绕组折算到定子侧后的电压方程为（1-2）式中 A u , B u , C u , a u , b u ,c u —定子和转子相电压的瞬时值；A i ,B i ,C i , a i , b i ,c i —定子和转子相电流的瞬时值；A ψ,B ψ,C ψ, a ψ, b ψ,c ψ—各相绕组的全磁链； Rs, Rr —定子和转子绕组电阻上述各量都已折算到定子侧，为了简单起见，表示折算的上角标“ ’”均省略，以下同此。
matlab电机仿真
学院：机电学院班级：机自09-2班姓名：谢伟学号：03090943报告关于电机互锁的仿真报告我们要先明确什么叫互锁互锁，说的是几个回路之间，利用某一回路的辅助触点，去控制对方的线圈回路，进行状态保持或功能限制。
一般对象是对其他回路的控制.例如：上图是一个很典型的互锁电路图，实现的功能是电机的正反转，当实现正传的时候，关闭断路器Qs，按下正向按钮SB3，SB3的常闭触点断开，是KM2不工作，SB3的常开触点闭合，是电磁铁KM1得电，线圈KM1吸合实现自锁，电机实现正向转动，同时线圈的常闭触点断开，保证KM2不工作，防止电路短路导致的电路故障，当实现反向转动时，按下反向按钮SB2，SB2的常闭触点断开，KM1不得电，电机无法正向转动，SB2的常开触点闭合，KM2得电，线圈KM2吸合实现自锁，电机实现反向转动，同时线圈KM2 的常闭触点断开，保证KM1不工作。
以上当电机正转时保证电机反转电路断开，反转保证正转电路断开的方法叫作互锁。
利用的是两个常闭辅助触点来实现其功能的。
在实际工作中，由于坏境是变化的，负载也随着环境的变化而变化，为了测试电动机在不同负载环境下的运转情况，我们必须测试一系列不同的或者双向的负载加在电机轴上的电机反应。
此外，一个理想的负载应该回归到发电机从电网上吸收的能量。
这样的负载应该有一个有四象限的DC2或者DC4的直流电产生，这测试的时候应该通过刚性轴这两个电动机进行机械耦合连接。
因此，这个仿真实验需要两个电动机模型，AC4电动机和DC2电动机。
其中，AC4电动机是一个直流三相感应异步电动机，DC2是一个直流单向整流电动机。
在这样的系统里，一个电动机负责速度参数的设定，一个电动机负责力矩参数的设定.同时每个电动机可以充当马达或者发电机。
DC2的额定参数一般是3马力，240伏特，1800转每分钟。
AC4电动机的额定参数是3马力，380伏特，60赫兹，4级。
上图为直流电动机的工作原理图上图为桥式整流电路图注意：对于两个电动机的信号控制可以使用用户界面的最下方的机械输入菜单，下图显示了再马达—发电机结构中如何去模拟刚性轴的互相连接。
直流电机双单闭环反馈MATLAB仿真
MATLAB仿真实验报告班级：：学号：转速闭环一电机参数的设置励磁电流取1A，励磁和电枢互感（Field-armature mutual inductance）取0.673H时，电机转速U N=3000r/min。
其余参数如下：二性能指标超调量δ<=5%最大电流Imax=2I N=175A三模型的设计转速反馈系数：α=10/3000=0.0033v.min/r额定转矩计算：Ceφ=（U-I N*Ra）/n=0.0708 T L=9.55CeφIa=59N.M输出限幅：（-10,10）触发角：30～90°则触发角函数为：（90-6*u ）电源线电压：U=220*/2.34cos(30°)=110V电流限幅175A 采用设置死区来限幅，死区围（-160,160），反馈系数取0.4 平波电抗器取0.01H 调节器选用P 调节 完整模型如下：nifiav+-Voltage Measurement4v +-Voltage Measurement2v +-Voltage Measurement1v +-Voltage MeasurementgABC+-Universal BridgeNABCThree-Phase Programmable Voltage SourceTealpha_deg AB BC CA BlockpulsesSynchronized 6-Pulse GeneratorStepSeries RLC BranchScope4Saturation0.4Gain40.0033Gain3100Gain29.55Gain1(90-6*u)Fcn Dead ZoneDC Voltage SourceT LmA +F +A -F -dcDC Machine10Constant20Constant1<Speed wm (rad/s)><Armature current ia (A)><Field current if (A)><Electrical torque Te (n m)>四仿真结果与调试①放大倍数取100，额定负载启动，突加负载扰动时仿真结果：转速：电枢电流：②放大倍数取100，额定负载启动，突加电源扰动时仿真结果转速：电枢电流：③放大倍数为100，额定负载启动，控制输入电压变化时仿真结果：转速：电枢电流：五实验结论由于控制器采用P调节，转速无法实现无静差。
直流电机调速matlab仿真报告
直流电机调速matlab仿真报告以直流电机调速Matlab仿真报告为标题引言：直流电机是一种常见的电动机，广泛应用于工业、交通、家电等领域。
在实际应用中，电机的调速控制是一项关键技术，可以使电机在不同工况下实现恒定转速或变速运行。
本文将利用Matlab软件进行直流电机调速的仿真实验，旨在通过仿真结果分析不同调速控制策略的优劣，并提供一种基于Matlab的直流电机调速方法。
一、直流电机调速原理直流电机的调速原理基于电压与转速之间的关系。
电机的转速与输入电压成正比，即在给定电压下，电机转速可以通过调整电压大小来实现调速。
常用的直流电机调速方法有电压调速、电流调速和PWM调速等。
二、Matlab仿真实验设置本次仿真实验将以直流电机调速为目标，基于Matlab软件进行实验设置。
首先，需要建立电机的数学模型，包括电机的转速、电流和电压等参数。
其次，选择合适的调速控制策略，如PID控制、模糊控制或神经网络控制等。
最后，通过调节电压输入，观察电机的转速响应和稳定性。
三、PID控制调速实验1. 实验目的本实验旨在通过PID控制器对直流电机进行调速控制，并分析不同PID参数对控制效果的影响。
2. 实验步骤(1) 建立直流电机的数学模型；(2) 设计PID控制器，包括比例系数Kp、积分系数Ki和微分系数Kd；(3) 利用Matlab软件进行仿真，设定电机的目标转速和初始转速；(4) 通过调节PID参数，观察电机的转速响应和稳定性。
3. 实验结果与分析根据实验设置，我们分别对比了不同PID参数值下的电机转速响应曲线。
结果显示，在合适的PID参数设置下，电机能够实现快速响应和稳定控制。
但是，过大或过小的PID参数值都会导致转速超调或调速不稳定的问题。
四、模糊控制调速实验1. 实验目的本实验旨在通过模糊控制器对直流电机进行调速控制，并分析不同模糊规则和输入输出的影响。
2. 实验步骤(1) 建立直流电机的数学模型；(2) 设计模糊控制器，包括模糊规则、输入变量和输出变量；(3) 利用Matlab软件进行仿真，设定电机的目标转速和初始转速；(4) 通过调节模糊规则和输入输出变量，观察电机的转速响应和稳定性。
matlabsimulink在电机中的仿真
模块化设计
集成优化工具
Simulink的模块化设计使得电机的各个部 分可以独立建模，然后通过模块的连接来 构建完整的系统模型，便于管理和修改。
Matlab提供了多种优化工具，可以对电机 控制系统进行优化设计，提高系统的性能 。
Matlab Simulink在电机仿真中的挑战
模型复杂度
电机的数学模型通常比较复杂，涉及大 量的非线性方程，这给模型的建立和仿
电机仿真的基本方法和流程
数学建模
根据电机的物理原理， 建立电机的数学模型， 包括电路方程、磁路 方程和运动方程等。
参数识别
根据实际电机的参数， 对数学模型进行参数 识别和调整，提高仿 真的准确性。
建立仿真模型
在Matlab Simulink 中建立电机的仿真模 型，包括电机本体和 控制系统的模型。
验证设计
通过仿真可以验证电机的设计是否满足要求， 提前发现并修正设计中的问题。
性能预测
仿真可以帮助预测电机的性能，包括转速、 转矩、效率等，为实际应用提供参考。
控制系统设计
通过仿真可以验证控制系统的设计是否正确， 提高控制系统的稳定性和精度。
降低成本
仿真可以减少试验次数，降低试验成本，缩 短研发周期。
04
案例分析
直流电机仿真案例
总结词
通过Simulink对直流电机进行仿真，可以模拟电机的启动、调速和制动等过程，为实际应用提供理论依据。
详细描述
在直流电机仿真案例中，我们使用Simulink的电机模块库来构建电机的数学模型。通过设置电机的参数，如电枢 电阻、电枢电感、励磁电阻和励磁电感等，可以模拟电机的动态行为。通过改变输入电压或电流，可以模拟电机 的启动、调速和制动等过程，并观察电机的响应特性。
第7章基于MATLAB的交流电机仿真全篇
7.1电力系统模块集
Simulink中可以使用电力系统仿真模块集 （SimPowerSystems）。其功能非常强大，可 以用于电路、电力电子系统、电机系统、电力 传输等过程的仿真，它提供了一种类似电路建 模的方式进行模型绘制，在仿真前将自动将其 变化成状态方程描述的系统形式，然后才能在 Simulink下进行仿真分析。 该模块集下有许多子模块集，双击每一个图标 都将打开下一级子模块集。
选择该菜单项后将得到下图所示的对话框，可以从中 填写相应的数据，控制仿真过程。
1、仿真区间设置。仿真起始、终了时间设置。 2、类型设置。步长选择：定步长、变步长。 3、仿真算法选择。
定步长算法
变步长算法
1、ode45
它是一种一步算法，对大多数仿真模型来说， 首先使用ode45来解算模型是最佳的选择，所 以在SIMULINK的算法选择中将ode45设为默认 的算法。
例1考虑如图所示的感应电机的等效电路，输入的交流 电L1=压L源2=为1.922260mVH，，50RH2=z1，.5其51它Ω，参R数3=值1为.80R31Ω=0，.4L238=Ω31，.2mH。
步骤：
1、将所需的各电路元件复制到模型编辑窗口中。（对 各元件点击左键并按住拖入即可，对重复的元件可在 编辑窗口中按右键拖动）。
>> [a,b,c,d]=power2sys('ch7ex1')%获得系统的状态方程 a= -128.8763 -844.6462 -121.3833 -896.7868 b= 267.3783 251.8325 c= 0 1.8030 d= 0
Magnitude (dB)
>> G=ss(a,b,c,d);bode(G)%绘制系统的Bode图
MATLAB电机控制综合仿真实验
MATLAB电机控制综合仿真实验一、他励直流电机单闭环调速仿真实验要求：利用Simpowersystem里面自带的DC电机模块，完成他励直流电机单闭环调速仿真，速度调节用PI控制方法，要求封装PI模块，给定速度100rad/s，负载由空载到1s时跳变到20N。
调节不同的PI参数，观察仿真结果总结速度波形、转矩波形的变化规律（PI参数和超调量、稳定时间、稳态误差、振荡次数）。
另外要求将scope图中的4条曲线参数导出到工作空间，并用subplot和plot 函数画在同一个窗口中，每个子图加上对应的标题。
电机相关参数的设置图：仿真原理图：在仿真试验中需要按照实验要求对PI控制器子系统进行封装，然后更改Kp、Ki参数值的大小。
封装PI模块图如下：Plot绘图程序：>>subplot(411)>> plot(t,W,'r'),title('转速')>> subplot(412)>> plot(t,Ia,'b'),title('电枢电流')>> subplot(413)>> plot(t,Te,'g'),title('转矩')>> subplot(414)>> plot(t,If,'y'),title('励磁电流')速度调节用PI控制方法，给定速度100rad/s，负载由空载到1s 时跳变到20N，调节不同的PI参数，从PI模块封装中调节，修改不同的参数Ki 、Kp观察仿真结果。
Ki=100, Kp=5;050100w (r a d /s )00.51 1.52 2.53 3.54 4.55-2000200I a (A )-202I f (A )-1000100T e (N .m )Ki=2, Kp=1;w (r a d /s)I a (A)00.51 1.52 2.53 3.54 4.55I f (A)00.51 1.52 2.53 3.54 4.55T e (N .m )二、 他励直流电机闭环调速系统仿真实验要求：利用Simulink 基本模块搭建他励直流电机闭环调速系统直流电机子模块，根据以下电机数学模型搭建：电磁转矩公式：e M a T C I =Φ 动力学平衡方程：e L m d T T B J dtωω--=电机模块要求封装，参数20.05kg m J =⋅，0.02N m s m B =⋅⋅，165m C =，0.01Wb f Φ=，恒定负载T L =20N 点击封装模块时输入。
三相异步电动机Matlab仿真..
三相异步电动机Matlab仿真..中国石油大学胜利学院综合课程设计总结报告题目：三相异步电机直接启动特性实验模型学生姓名：潘伟鹏系别：机械与电气工程系专业年级： 2012级电气工程专业专升本2班指导教师：王铭2013年 6 月 27日一、设计任务与要求普通异步电动机直接起动电流达到额定电流的6--7倍，起动转矩能达到额定转矩的1.25倍以上。
过高的温度、过快的加热速度、过大的温度梯度和电磁力，产生了极大的破坏力，缩短了定子线圈和转子铜条的使用寿命。
但在电网条件和工艺条件允许的情况下，异步电动机也可以直接启动。
本次课程设计通过MATLAB软件建模模拟三相异步电动机直接启动时的各个元器件上的电量变化。
参考：电力系统matlab仿真类书籍电机类教材二、方案设计与论证三相异步电动机直接起动就是利用开关或接触器将电动机的定子绕组直接接到具有额定电压的电网上。
由《电机学》知三相异步电动机的电磁转矩M与直流电动机的电磁转矩有相似的表达形式。
它们都与电机结构（表现为转矩常数）和每级下磁通有关，只不过在三相异步电动机中不再是通过电枢的全部电流，而是点数电流的有功分量。
三相异步电机电磁转矩的表达式为：（1-1）式中——转矩常数——每级下磁通——转子功率因数式(1-1)表明，转子通入电流后，与气隙磁场相互作用产生电磁力，因此，反映了电机中电流、磁场和作用力之间符合左手定则的物理关系，故称为机械特性的物理表达式。
该表达式在分析电磁转矩与磁通、电流之间的关系时非常方便。
从三相异步电动机的转子等值电路可知，（1-2）（1-3）将式(1-2)、(1-3)代入(1-1)得：（1-4）一：我们做如下分析：1.当s=0时，，M=0，说明电动机的理想空载转速为同步转速。
2.当s很小时，有，，说明电磁转矩T近似与s呈线性关系，即随着M的增加，略有下降。
因而，类似直流电动机的机械特性，是一条下倾的直线。
3.当s很大时，有，，说明电磁转矩M近似与s成反比，即M增加时n反而升高。
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matlab电机仿真精华50例
Matlab是一种功能强大的仿真软件，它被广泛应用于电机仿真领域。
在这篇文章中，我们将介绍Matlab电机仿真的50个精华例子，帮助读者更好地了解和应用电机仿真技术。
1. 直流电机的仿真：通过Matlab可以模拟直流电机的性能，包括转速、扭矩和电流等。
2. 交流电机的仿真：使用Matlab可以模拟交流电机的工作原理，包括转子和定子的相互作用。
3. 同步电机的仿真：通过Matlab可以模拟同步电机的运行特性，包括电压和频率的控制。
4. 步进电机的仿真：利用Matlab可以模拟步进电机的运行过程，包括步进角度和步进速度等。
5. 无刷直流电机的仿真：通过Matlab可以模拟无刷直流电机的工作原理，包括转子和定子的相互作用。
6. 电机控制系统的仿真：利用Matlab可以模拟电机控制系统的运行过程，包括速度和位置的闭环控制。
7. 电机噪声的仿真：通过Matlab可以模拟电机噪声的产生和传播过程，帮助优化电机的设计。
8. 电机故障诊断的仿真：利用Matlab可以模拟电机故障的发生和诊断过程，提供故障检测和排除的方法。
9. 电机热仿真：通过Matlab可以模拟电机的热传导和散热过程，帮
助优化电机的散热设计。
10. 电机振动的仿真：利用Matlab可以模拟电机的振动特性，帮助优化电机的结构设计。
11. 电机效率的仿真：通过Matlab可以模拟电机的能量转换过程，评估电机的效率和能耗。
12. 电机启动过程的仿真：利用Matlab可以模拟电机的启动过程，包括起动电流和启动时间等。
13. 电机负载仿真：通过Matlab可以模拟电机在不同负载条件下的工作特性，帮助优化电机的设计。
14. 电机饱和仿真：利用Matlab可以模拟电机在饱和状态下的工作特性，提供更准确的仿真结果。
15. 电机电磁干扰的仿真：通过Matlab可以模拟电机产生的电磁干扰对其他设备的影响，提供干扰抑制的方法。
16. 电机电磁场的仿真：利用Matlab可以模拟电机内部的电磁场分布，帮助优化电机的设计。
17. 电机电气参数辨识的仿真：通过Matlab可以模拟电机的电气参数辨识过程，提供参数估计方法。
18. 电机损耗仿真：利用Matlab可以模拟电机的损耗情况，评估电机的热效应和能量损耗。
19. 电机控制策略的仿真：通过Matlab可以模拟不同控制策略对电机性能的影响，帮助选择最优的控制策略。
20. 电机转子动态仿真：利用Matlab可以模拟电机转子的动态响应，
包括转子的惯性和响应时间等。
21. 电机轴系动态仿真：通过Matlab可以模拟电机轴系的动态特性，包括轴向和径向的振动等。
22. 电机电磁噪声的仿真：利用Matlab可以模拟电机产生的电磁噪声，帮助优化电机的设计和降噪。
23. 电机电磁干扰的仿真：通过Matlab可以模拟电机产生的电磁干扰对其他设备的影响，提供干扰抑制的方法。
24. 电机整定过程的仿真：利用Matlab可以模拟电机整定的过程，包括参数选择和控制策略的优化等。
25. 电机转矩和速度特性的仿真：通过Matlab可以模拟电机转矩和速度的变化过程，帮助优化控制系统。
26. 电机电流和电压波形的仿真：利用Matlab可以模拟电机电流和电压的波形特性，帮助诊断电机故障。
27. 电机电磁场优化仿真：通过Matlab可以模拟电机的电磁场分布，优化电机的磁路设计。
28. 电机转子温度仿真：利用Matlab可以模拟电机转子的温度分布，帮助优化电机的散热设计。
29. 电机参数不确定性分析的仿真：通过Matlab可以模拟电机参数不确定性对系统性能的影响，提供系统鲁棒性分析方法。
30. 电机失效模式分析的仿真：利用Matlab可以模拟电机失效模式对系统可靠性的影响，提供故障诊断和修复策略。
31. 电机电磁场耦合仿真：通过Matlab可以模拟电机的电磁场分布
和结构耦合效应，提供设计优化的方法。
32. 电机控制系统稳定性仿真：利用Matlab可以模拟电机控制系统的稳定性，提供控制器设计和参数优化的方法。
33. 电机功率因数仿真：通过Matlab可以模拟电机的功率因数和功率因数校正控制，提供能耗优化的方法。
34. 电机电流谐波仿真：利用Matlab可以模拟电机电流谐波的产生和控制，提供谐波滤波器设计的方法。
35. 电机饱和饱和仿真：通过Matlab可以模拟电机在饱和状态下的工作特性，提供更准确的仿真结果。
36. 电机电气参数辨识的仿真：利用Matlab可以模拟电机的电气参数辨识过程，提供参数估计方法。
37. 电机磁滞仿真：通过Matlab可以模拟电机的磁滞特性，帮助优化电机的设计。
38. 电机振动和噪声优化仿真：利用Matlab可以模拟电机的振动和噪声特性，提供优化设计的方法。
39. 电机绕组温度仿真：通过Matlab可以模拟电机绕组的温度分布，帮助优化电机的散热设计。
40. 电机噪声抑制仿真：利用Matlab可以模拟电机噪声的传播和抑制过程，提供降噪设计的方法。
41. 电机电磁场优化仿真：通过Matlab可以模拟电机的电磁场分布，优化电机的磁路设计。
42. 电机振动模态分析的仿真：利用Matlab可以模拟电机的振动模
态和频率响应，提供结构优化的方法。
43. 电机换向过程仿真：通过Matlab可以模拟电机的换向过程，包括换向时间和电流波形等。
44. 电机电磁场耦合仿真：利用Matlab可以模拟电机的电磁场分布和结构耦合效应，提供设计优化的方法。
45. 电机损耗仿真：通过Matlab可以模拟电机的损耗情况，评估电机的热效应和能量损耗。
46. 电机参数不确定性分析的仿真：利用Matlab可以模拟电机参数不确定性对系统性能的影响，提供系统鲁棒性分析方法。
47. 电机失效模式分析的仿真：通过Matlab可以模拟电机失效模式对系统可靠性的影响，提供故障诊断和修复策略。
48. 电机电磁场优化仿真：利用Matlab可以模拟电机的电磁场分布，优化电机的磁路设计。
49. 电机电流谐波仿真：通过Matlab可以模拟电机电流谐波的产生和控制，提供谐波滤波器设计的方法。
50. 电机饱和仿真：利用Matlab可以模拟电机在饱和状态下的工作特性，提供更准确的仿真结果。
通过以上的50个精华例子，读者可以深入学习和应用Matlab电机仿真技术，为电机设计和控制提供有力的支持。
无论是从性能分析、设计优化还是故障诊断等角度，Matlab都是一个强大的工具，可以大大提高电机仿真的效率和准确性。
让我们一起探索和挖掘Matlab电
机仿真的更多可能性！。