自动控制系统实验指导书电气08

吉林化工学院实验指导教材

《电力拖动控制系统》

实验指导书

李艳

目录

实验一开环直流调速系统仿真 (2)

实验二单闭环直流调速系统MATLAB仿真 (4)

实验三双闭环直流调速系统MATLAB仿真 (6)

实验四PWM调速系统的MATLAB仿真 (9)

实验五双闭环控制的直流脉宽调速系统（H桥） (11)

实验六三相正弦波脉宽度调制（SPWM）变频原理实验 (16)

实验七三相空间电压矢量变频原理实验 (17)

实验八位置随动系统综合实验 (18)

附注 (21)

1数字随动系统实验程序说明 (21)

2数字随动调试报告 (22)

实验一Matlab仿真认识实验

一、实验目的

1.熟悉MATLAB中的sinulink仿真的Powersystem库的元器件；

2.掌握直流电动机的模型；

3.掌握开环直流调速系统的原理及仿真。

4.掌握基本电力电子器件的应用

二、实验原理

1. 直流电动机的数字模型及模块

SimPowersystem/machine/DC machine

2. 开环直流调速系统

三、实验内容

基本数据如下：

电动机：150kW,1000r/min, 700A,0.05Ω；Ld=2mH, Rd=0.08; Ce=0.185,Cm=0.18; Tm=0.8s;Tl=0.025s

三相全控桥整流：Ks=23；Ts=0.0017；

Ce=0.185,Cm=0.18; Tm=0.8s;Tl=0.025s

四、实验步骤

1．根据原理和内容搭建电路模型；

2．设置各元器件的参数；

3．设置仿真参数：仿真时间设为0——1s；计算方法为ode15或ode23tb。4．仿真实现。

元器件清单：

2.分析开环调速系统的特性，负载变化时速度如何变化；

实验二 单闭环直流调速系统MATLAB 仿真

一、实验目的

1.掌握单闭环直流调速系统的原理及组成；

2.掌握单闭环直流调速系统的仿真。

二、 实验原理

三、实验内容

基本数据如下：

直流电动机：220V ，55A ，1000r/min.Ce=0.192Vmin/r.允许过载倍数为1.5； 晶闸管装置放大系数：Ks=44；Ts=0.00167s ；

电枢回路总电阻：Ω=0.1R ；

时间常数：s Tm s T l 075.0,017.0==；

转速反馈系数：A V /01.0=α；

给定电压为10V

四、实验步骤

1．根据原理和内容搭建电路模型；

2．设置各元器件的参数；

Step: step time=’0’final valve=’10’

Intergrator 的限幅值为正负10

Kpi=0.25,1/τ=3; Kpi=0.56,1/τ=11.43; Kpi=0.8,1/τ=15;

3．设置仿真参数：仿真时间设为0.06s；计算方法为ode15或ode23。4．仿真实现。

五、实验报告

1.绘制负载电流为零时电流及转速输出波形；

2.绘制负载电流为额定电流时电流及转速输出波形；

3.并讨论P及PI调节器参数对系统的影响。

实验三双闭环直流调速系统MATLAB仿真

一、实验目的

1.掌握双闭环直流调速系统的原理及组成；

2.掌握双闭环直流调速系统的仿真。

二、实验原理

三、实验内容

基本数据如下：

直流电动机：220V，136A，1460r/min.Ce=0.132Vmin/r.允许过载倍数为1.5；晶闸管装置放大系数：Ks=40；Ts=0.0017s；

电枢回路总电阻：Ω=5.0R ；

时间常数：s Tm s T l 18.0,03.0==；

电流反馈系数：A V /05.0=β；

电流反馈滤波时间常数：s T oi 002.0=；

电流反馈系数：A V /05.0=β；

转速反馈系数α=0.007vmin/r

转速反馈滤波时间常数：s Ton 01.0=

设计要求：设计电流调节器，要求电流无静差，电流超调量%5≤i σ。转速无静差，空载起动到额定负载转速时转速超调量%10≤n σ。并绘制双闭环调速系统的动态结构图。

四、实验步骤

1．根据原理和内容搭建电路模型；

2．设置各元器件的参数；

3．设置仿真参数：仿真时间设为0.06s；计算方法为ode15或ode23。4．仿真实现。

五、实验报告

1.Idl=0和Idl=136A时电流和转速的输出波形

2.讨论PI调节器参数对系统的影响.

讨论：计算电流环设计成典型一型系统选用PI调节器

τi =TL,s

i i K R

T KT Kp βτ∙

∑=

…………………………取KT=0.5 转速环设计成典型二型系统

h =5, T 087.0)2(=+==∑∑on i n n T T h hT τ Kn=7.112)1(=∑+=n

RT h CeTm

h Kn αβ

取11.7 ，11.7/0.087

实验四 PWM 调速系统的MATLAB 仿真

一、实验目的

1.掌握PWM 直流调速系统的原理及组成；

2.掌握PWM 直流调速系统的仿真。

二、实验原理

三、实验内容