自动控制系统实验指导书.docx

1、自动控制系统实验指导书电力拖动控制系统实验指导书目 录 实验一电力拖动仿真基础知识 II实验二单相桥式整流电路MATLAB仿真 4实验三三相整流电路MATLAB仿真 6实验四单闭环直流调速系统MATLAB仿真 9实验五双闭环直流调速系统MATLAB仿真 11实验六PWM调速系统的MATLAB仿真 14实验一电力拖动仿真基础知识一、 实验目的1.熟悉MATLAB中的sinulink仿真的Powersystem库的元器件；2.掌握仿真的步骤；3.掌握单相半波可控整流电路的仿真。二、实验原理 三、实验内容1.了解电力电子库中常用器件电阻，电感，电源，变压器，二极管，晶闸管，电流测量，电压测量，sco

2、pe，display，无线测量，脉冲发生器。2.单相半波可控整流的仿真电阻性负载、阻感性负载及阻感性负载加续流二极管电路要求：电源幅值220V的工频交流电，R=10，L=0.01H。=30及=60时输入脉冲、输出电压电流、晶闸管电压的波形图 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00.06s；计算方法为ode15或ode23tb。4仿真实现。五、实验报告1. 绘制仿真电路图及输出波形图(波形要求的白底)；2. 分析电阻性负载和阻感负载波形输出电压和电流的变化；3. 分析晶闸管控制角变化时对输出电压的影响；4. 分析续流管的作用。名称路径参数

3、设置AC Voltage SourceSimpowersystem/electrical/Ground(output)Simpowersystem/ connectorsThyristorSimpowersystem/Power electronicsSeries RLC branchSimpowersystem/ElenemtsC=inf L=0纯电阻Vlotage MeasurementSimpowersystem/ MeasurementsCurrent MeasurementSimpowersystem/ MeasurementsMultimeterSimpowersystem/ Me

4、asurementsT ConnectorSimpowersystem/ connectorsScopeSimulink/sinksMuxSimulink/Signal RoutingDemuxSimulink/Signal RoutingPulse GeneratorSimulink/ Sources实验二单相桥式整流电路MATLAB仿真二、 实验目的掌握单相全控桥可控整流电路的仿真。二、实验原理单相全控桥可控整流电路 三、实验内容2.单相全控桥式可控整流电路的仿真电阻性负载、阻感性负载、阻感性负载加续流二极管要求：电源幅值220V的工频交流电，R=10，L=0.01H。=30及=60时输入

5、脉冲、输出电压电流、晶闸管电压的波形图 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00.06s；计算方法为ode15或ode23tb。4仿真实现。五、实验报告1. 绘制仿真电路图及输出波形图(波形要求的白底)；2. 分析电阻性负载和阻感负载波形输出电压和电流的变化；3. 分析晶闸管控制角变化时对输出电压的影响；4. 分析续流管的作用。实验三三相整流电路MATLAB仿真一、实验目的 1.掌握三相半波可控整流电路的仿真；2.掌握三相全控桥可控整流电路的仿真。二、实验原理1.三相半波可控整流电路2.三相全控桥整流电路三、实验内容1.三相半波可控整流的

6、仿真电阻性负载、阻感性负载要求：电源幅值220V的工频三相交流电，R=10，L=0.01H。=30及=60时输入脉冲、三相交流电压、输出电压电流、晶闸管电压的波形图2.三相全控桥式可控整流电路的仿真电阻性负载、阻感性负载、阻感性负载要求：电源幅值220V的工频三相交流电，R=10，L=0.01H。=30及=60时输入脉冲、三相交流电压、输出电压电流、晶闸管电压的波形图四、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. 绘制仿真电路图及输出波形图；2. 分析电阻性负载和阻感负载波形

7、输出电压和电流的变化；3. 分析晶闸管控制角变化时对输出电压的影响。名称路径参数设置constantSimulink/sourcesSynchronized 6-pulse generatorSimpowersystem/Extra library/control blocksUniversal bridge Simpowersystem/ Power electronics实验四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。三、 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=

8、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：；时间常数：；转速反馈系数：；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=10Intergrator 的限幅值为正负10Kpi=0.25,1/=3; Kpi=0.56,1/=11.43; Kpi=0.8,1/=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

9、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。stepSimulink/sources0 0 10 0IntegratorSimulink/ continuous/0 10 -10Transfer FcnSimulink/ continuous/gainSimulink/ math operationssumSimulink/ math operations+-实验五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、实验原理四、 实验内容基本数据如下：直流电动机：220V，136A，1460r/min.C

10、e=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：；时间常数：；电流反馈系数：；电流反馈滤波时间常数：；电流反馈系数：；转速反馈系数=0.007vmin/r转速反馈滤波时间常数： 设计要求：设计电流调节器，要求电流无静差，电流超调量。转速无静差，空载起动到额定负载转速时转速超调量。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

11、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KTKpi ki=Kp/i0.250.50670.0316.890.51.0130.0334.7712.0270.0367.567i =TL,取KT=0.5转速环设计成典型二型系统h =5, T Kn=取11.7 ，11.7/0.087实验六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、实验报告输出波形并讨论PWM调节器参数对系统的影响