直流电动机MATLAB仿真.docx
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直流电动机MATLAB仿真
第一章课程设计内容及要求
1.直流电动机的机械特征仿真；
2.直流电动机的直接起动仿真；
3.直流电动机电枢串连电阻启动仿真；
4.直流电动机能耗制动仿真；
5．直流电动机反接制动仿真；
6.直流电动机改变电枢电压调速仿真；
7.直流电动机改变励磁电流调速仿真。
要求：
编写M文件，在Simulink环境画仿真模型原理图，用二维绘图命令
画仿真结果图或用示波器察看仿真结果，并加以剖析
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第二章直流电动机的电力拖动仿真绘制
1）直流电动机的机械特征仿真
clear;
U_N=220;P_N=22;I_N=115;
n_N=1500;R_a=0.18;R_f=628;
Ia_N=I_N-U_N/R_f;
C_EPhi_N=（U_N-R_a*Ia_N）/n_N;
C_TPhi_N=9.55*C_EPhi_N;
Ia=0;Ia_N;
n=U_N/C_EPhi_N-R_a/（C_EPhi_N）*Ia;
Te=C_TPhi_N*Ia;
P1=U_N*Ia+U_N*U_N/R_f;
T2_N=9550*P_N/n_N;
figure
（1）;
plot（Te,n,'.-'）;
xlabel（'电磁转矩Te/N.m'）;
ylabel（'转矩n/rpm'）;
ylim（[0,1800]）;
figure
（2）;
plot（Te,n,'rs'）;
xlabel（'电磁转矩Te/N.m'）;
ylabel（'转矩n/rpm'）;
holdon;
R_c=0;
forcoef=1:
-0.25;0.25;
U=U_N*coef;
n=U/C_EPhi_N-（R_a+R_c）/（C_EPhi_N*C_TPhi_N）*Te;
plot（Te,n,'k-'）;
str=strcat（'U=',num2str（U）,'V'）;
s_y=1650*coef;
text（50,s_y,str）;
end
figure（3）;
n=U_N/C_EPhi_N-（R_a+R_c）/（C_EPhi_N*C_TPhi_N）*Te;plot（Te,n,'rs'）;
xlabel（'电磁转矩Te/N.m'）;
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ylabel（'转矩n/rpm'）;
holdon;
U=U_N;R_c=0.02;
forR_c=0:
0.5:
1.9;
n=U/C_EPhi_N-（R_a+R_c）/（C_EPhi_N*C_TPhi_N）*Te;
plot（Te,n,'k-'）;
str=strcat（'R=',num2str（R_c+R_a）,'\Omega'）;
s_y=400*（4-R_c*1.8）;
text（120,s_y,str）;
end
ylim（[0,1700]）;
figure（4）;
R_c=0;
n=U_N/C_EPhi_N-（R_a+R_c）/（C_EPhi_N*C_TPhi_N）*Te;plot（Te,n,'rs'）;
xlabel（'电磁转矩Te/N.m'）;
ylabel（'转矩n/rpm'）;
holdon;
U=U_N;R_c=0.02;
forR_c=0.5:
0.25:
1.3;
C_EPhi=C_EPhi_N*coef;
C_TPhi=C_TPhi_N*coef;
n=U/C_EPhi_N-（R_a+R_c）/（C_EPhi_N*C_TPhi_N）*Te;
plot（Te,n,'k-'）;
str=strcat（'\phi=',num2str（coef）,'*\phi_N'）;
s_y=900*（4-coef*2.2）;
text（120,s_y,str）;
end
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a）固有机械特征b）降低电枢电压人为机械特征
c）增添电枢电阻人为机械特征d）改变磁通人为机械特征
2）直流电动机直接起动仿真
直流电动机直接起动时，起动电流很大，能够达到额定电流的10-20倍，由此产生很大的冲击转矩。
合用Simulink对直流电动机的直接起动过程成立仿真模型，经过仿真获取直流电动机的直接起动电流和电磁转矩的变化过程。
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他励直流电动机直接起动仿真模型原理图
直流电动机模块参数设置图直流电源模块参数设置图
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准时模块参数设置图
开关模块参数设置图
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他励直流电动机直接起动转速—电流关系仿真结果
他励直流电动机直接起动仿真结果
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3）直流电动机电枢串连电阻启动仿真
成立他励直流电动机电枢串连三级电阻起动的仿真模型，仿真剖析其串
联电阻起动过程，获取起动过程的电枢电流.转速和电磁转矩的变化曲线。
他励直流电动机串起电阻启动仿真模型原理图
他励直流电动机串起电阻仿真
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他励直流电动机串起电阻起动的转速—电流关系仿真结果
4）直流电动机能耗制动仿真
能耗制动时，电枢经过电阻Rb短接，使用Simulink成立直流电动机的能耗制动仿真模型，仿真剖析获取转速。
电枢电流和电磁转矩的暂态过程曲线。
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他励直流电动机能耗制动仿真模型原理图
他励直流电动机能耗制动仿真结果
5）直流电动机反接制动仿真
直流电动机的反接制动分为电压反向的反接制动和倒拉反接制动。
电压反向反接制动作用用于电动机的迅速停机，而倒拉反接制动用于低速下放位能负载。
使用Simulink成立直流电动机的电压反向反接制动的仿真
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模型，仿真剖析获取转速。
电枢电流和电磁转矩的暂态过程曲线。
他励直流电动机电压反向反接制动仿真模型原理图
他励直流电动机电压反向反接制动仿真结果
6）直流电动机改变电枢电压调速仿真
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使用Simulink成立直流电动机的改变电枢电压的仿真模型，仿真剖析获取转速。
电枢电流和电磁转矩的暂态过程曲线。
他励直流电动机改变电枢电压调速仿真模型原理图
他励直流电动机改变电枢电压调速仿真结果
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他励直流电动机改变励磁电压仿真模型原理图
第三章MALTAB基本操作
一、目的：
1.掌握MATLAB的基本操作、常用命令。
2.学会利用MATLAB图形用户界面设计工具设计一个与整个实验内容配套的实验工作平台，进一步提升学生编程的能力和技巧。
二、原理
（一）MATLAB简介
MATLAB的名称源自MatrixLaboratory，1984年由美国Mathworks公
司推向市场。
它是一种科学计算软件，特意以矩阵的形式办理数据。
MATLAB
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将高性能的数值计算和可视化集成在一同，并供给了大批的内置函数，从
而被宽泛地应用于科学计算、控制系统、信息办理等领域的剖析、仿真和
设计工作。
MATLAB在信号办理中的应用主要包含符号运算和数值计算仿真剖析。
比如，解微分方程、傅里叶正反变换、拉普拉斯正反变换、z正反变换、函
数波形绘制、函数运算、冲激响应与阶跃响应仿真剖析、信号的时域剖析、
信号的频谱剖析、零极点图绘制等内容。
MATLAB作为面向科学与工程计算的大型科技应用软件，相同供给了一
个功能强盛的用于编写图形用户界面的工具GUI。
MATLAB的用户界面对象
分为三类：
用户界面控件对象（uicontrol）,下拉式菜单对象（uimenu）,和
内容式菜单对象（uicontextmenu）。
此中GUI导游供给了十种控件（Control）对象和一个坐标轴（Axes）对象。
它们分别是:
按钮（PushButton）、开关按钮（ToggleButton）、编写框（EditText）、弹出式菜单（PopupMenu）、图文框（Frame）、静态文本框
（StaticText）、列表框（Listbox）、复选框（Checkbox）、滑动条（Slide）等，
所以用户在使用的过程需要深入地认识各种图形对象的特点、属性和操作。
本实验利用MATLAB的用户界面对象，设计出以实验内容为依靠的操作
简单、功能齐备的图形用户界面，为后边的实验仿真供给了有效的基础。
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第四章Matlab程序的设计原则
1.百分号%后边的内容是程序的说明部分，要擅长应用说明使程序更拥有可度性。
2.主程序开头用clear指令消除变量，以消除工作空间中其余变量对程序
运转的影响。
但注意子程序中不要用clear。
3.参数值要集中放在程序的开始部分，以便保护，要充足利用matlab工具
箱供给的指令来履行所要进行的运算，在语句以后要输入分号使其及
中间结果不在屏幕上显示，以提升履行速度。
指令能够用来输入一些立功暂时的数据；而关于大批的数据，则通
过成立一个储存参数的子程序。
在主程序中经过子程序的名称来调用。
5.程序尽量模块化，即采纳主程序调用子程序的方法，将所有子程序归并起来履行所有操作。
6.充足利用Debugger来进行程序的调试（设置断点、单步履行、连续履行），并用其余工具箱或图形用户界面（GUI）的设计技巧，将设计结果集成在一同。
7.设置好matlab的工作路径，以便程序运转。
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第五章课程设计心得
经过此次课程设计使我懂得了理论与实质相联合是很重要的，只有理
论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相联合起来，从理论
中得出结论，才能真实为社会服务，进而提升自己的实质着手能力和独立
思虑的能力。
在设计的过程中碰到问题，能够说得是困难重重，这毕竟第
一次做的，不免会碰到过各种各种的问题，同时在设计的过程中发现了自
己的不足之处，对从前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够坚固。
此次课程设计终于顺利达成了，在设计中碰到了好多专业知识问题，
最后在老师的勤劳指导下，终于游逆而解。
同时，在老师的身上我们学也
到好多适用的知识，在次我们表示感谢！
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第六章参照文件.
[1]张森，张正亮，MALTAB仿真技术主导实例运用教程，北京：
机械工业第一版，2004.
[2]胡小强计算机网络[M]北京：
北京邮电大学第一版社2005年1月
[3]范影乐，杨胜天，MALTAB仿真运用详解。
北京：
人民邮电第一版社，2001
[4]王兆安，张明勋。
电力电子技术设计和运用手册，北京：
机械第一版社，
2005
[5]张乃国。
电源技术。
北京：
中国电力第一版社，1998.
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