【正文】 ......................................................................................................13 具體設(shè)計(jì) .....................................................................................................................13 控制反饋環(huán)節(jié) .............................................................................................................16第 5 章 系統(tǒng)仿真運(yùn)行 .........................................................................................................17 輸出結(jié)果穩(wěn)定情況 .....................................................................................................17 小結(jié) .............................................................................................................................20第 6 章 結(jié)論 .........................................................................................................................21第 7 章 致謝 .........................................................................................................................22參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................23杭州電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 1 頁(yè)第 1章 引言 引言世界工業(yè)進(jìn)步的一個(gè)重要因素是過(guò)去幾十年中工廠自動(dòng)化的不斷完善。在上個(gè)世紀(jì) 70 年代初葉，席卷全球世界先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的石油危機(jī)，迫使他們投入大量人力和財(cái)力去研究高效高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，期望用它來(lái)節(jié)約能源。經(jīng)過(guò)十年左右的努力，到了 80 年代大見(jiàn)成效，高性能交流調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用的比例逐年上升，能源危機(jī)從而得以緩解。從此以后，高性能交流電機(jī)的研究從未再停止過(guò)。而且眾所周知，電機(jī)的數(shù)學(xué)模型是多變量、強(qiáng)耦合的非線性系統(tǒng)。對(duì)非線性系統(tǒng)中的混沌和分支現(xiàn)象的研究是當(dāng)前非線性科學(xué)研究的熱點(diǎn)，在理論上、計(jì)算機(jī)仿真以及實(shí)驗(yàn)上都有了一些研究成果，提出了一些方法。但要從理論上研究一個(gè)非線性動(dòng)力系統(tǒng)，一般比較困難，我們往往希望在保持其動(dòng)力學(xué)特性的基礎(chǔ)上，將其簡(jiǎn)化。要簡(jiǎn)化一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，有兩條途徑：一是減少系統(tǒng)的維數(shù)；二是消除非線性[1]。 同步電機(jī)概述同步電機(jī)歷來(lái)是以轉(zhuǎn)速與電源頻率嚴(yán)格保持同步而著稱的，只要電源頻率保持恒定，同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就絕對(duì)不變。小到電鐘和記錄儀表的定時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，大到大型同步電動(dòng)機(jī)直流發(fā)電機(jī)組，無(wú)不利器轉(zhuǎn)速恒定的特點(diǎn)。除此以外，同步電動(dòng)機(jī)還有一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，就是可以控制勵(lì)磁來(lái)調(diào)節(jié)它的功率因數(shù)，可使功率因數(shù)高到 甚至超前。在一個(gè)工廠中只需要少數(shù)幾臺(tái)大容量恒轉(zhuǎn)速的設(shè)備（例如水泵、空氣壓縮機(jī)等）采用同步電動(dòng)機(jī)，就足以改善全廠的功率因數(shù)。由于同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)費(fèi)事、重載有振蕩以至于失步的危險(xiǎn)，因此除了上述要求以外，一般的工業(yè)設(shè)備很少應(yīng)用。自從電力電子變頻技術(shù)蓬勃發(fā)展以后，情況就完全改變了。采用電壓頻率協(xié)調(diào)控制后，同步電動(dòng)機(jī)便和同步電動(dòng)機(jī)一樣成為調(diào)速電機(jī)大家庭的一員。原來(lái)阻礙同步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用的問(wèn)題已經(jīng)得到解決。例如起動(dòng)問(wèn)題，既然頻率可以由低調(diào)到高，轉(zhuǎn)速也就逐漸升高，不需要任何其他起動(dòng)措施，甚至有些容量達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦的大型高速拖動(dòng)電機(jī)，還專門配上變頻裝置作為軟起動(dòng)設(shè)備。再如失步問(wèn)題，其起因本來(lái)就是由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速固定不變，電機(jī)轉(zhuǎn)子落后杭州電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 2 頁(yè)的角度太大時(shí)便造成失步，現(xiàn)在有了轉(zhuǎn)速和頻率的閉環(huán)控制，同步轉(zhuǎn)速可以跟著改變，失步問(wèn)題自然也就不存在了[2]。所以，同步電機(jī)的應(yīng)用已日趨廣泛，同步電機(jī)將在今后的電機(jī)系統(tǒng)研究中占有重要的地位。 系統(tǒng)仿真技術(shù)概述系統(tǒng)是由客觀世界中實(shí)體與實(shí)體間的相互作用和相互依賴關(guān)系構(gòu)成的具有某種特定功能的有機(jī)整體。系統(tǒng)的分類方法是多種多樣的，習(xí)慣上依照其應(yīng)用范圍可以將系統(tǒng)分為工程系統(tǒng)和非工程系統(tǒng)。工程系統(tǒng)的含義是指由相互關(guān)聯(lián)部件組成的一個(gè)整體，以實(shí)現(xiàn)特定的目的。例如電機(jī)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)是由執(zhí)行部件、功率轉(zhuǎn)換部件、檢測(cè)部件所組成，用它來(lái)完成電機(jī)的轉(zhuǎn)速、位置和其他參數(shù)控制的某個(gè)特定目標(biāo)。非工程系統(tǒng)的定義范圍很廣，大至宇宙，小至原子，只要存在著相互關(guān)聯(lián)、相互制約的關(guān)系，形成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)某種目的的均可以認(rèn)為是系統(tǒng)。如果想定量地研究系統(tǒng)地行為，可以將其本身的特性及內(nèi)部的相互關(guān)系抽象出來(lái)，構(gòu)造出系統(tǒng)的模型。系統(tǒng)的模型分為物理模型和數(shù)學(xué)模型。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用越來(lái)越普遍。系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型是描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的數(shù)學(xué)表達(dá)式，用來(lái)表示系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的各個(gè)量的關(guān)系，是分析、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的依據(jù)。從它所描述系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)和數(shù)學(xué)工具來(lái)分，又可以分為連續(xù)系統(tǒng)、離散時(shí)間系統(tǒng)、離散事件系統(tǒng)、混雜系統(tǒng)等。還可細(xì)分為線性、非線性、定常、時(shí)變、集中參數(shù)、分布參數(shù)、確定性、隨機(jī)等子類。系統(tǒng)仿真是根據(jù)被研究的真實(shí)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型研究系統(tǒng)性能的一門學(xué)科，現(xiàn)在尤指利用計(jì)算機(jī)去研究數(shù)學(xué)模型行為的方法。計(jì)算機(jī)仿真的基本內(nèi)容包括系統(tǒng)、模型、算法、計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)與仿真結(jié)果顯示、分析與驗(yàn)證等環(huán)節(jié)[3]。 仿真軟件的發(fā)展?fàn)顩r與應(yīng)用早期的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)大致經(jīng)歷了幾個(gè)階段：20 世紀(jì) 40 年代模擬計(jì)算機(jī)仿真；50 年代初數(shù)字仿真；60 年代早期仿真語(yǔ)言的出現(xiàn)等。80 年代出現(xiàn)的面向?qū)ο蠓抡婕夹g(shù)為系統(tǒng)仿真方法注入了活力。我國(guó)早在 50 年代就開(kāi)始研究仿真技術(shù)了，當(dāng)時(shí)主要用于國(guó)防領(lǐng)域，以模擬計(jì)算機(jī)的仿真為主。70 年代初開(kāi)始應(yīng)用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真[4] 。隨著數(shù)字計(jì)算機(jī)的普及，近 20 年以來(lái)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)出現(xiàn)了許多專門用于計(jì)算機(jī)數(shù)字仿真的仿真語(yǔ)言與工具，如 CSMP，ACSL， 杭州電子工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第 3 頁(yè)SIMNOM， MATLAB/Simulink， Matrix/System Build， CSMPC 等。 MATLAB 概述MATLAB 是國(guó)際上仿真領(lǐng)域最權(quán)威、最實(shí)用的計(jì)算機(jī)工具。它是MathWork 公司于 1982 年推出的一套高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化數(shù)學(xué)軟件，被譽(yù)為“巨人肩上的工具” 。[8]MATLAB 是一種應(yīng)用于計(jì)算技術(shù)的高性能語(yǔ)言。它將計(jì)算，可視化和編程結(jié)合在一個(gè)易于使用的環(huán)境中，此而將問(wèn)題解決方案表示成我們所熟悉的數(shù)學(xué)符號(hào)，其典型的使用包括:.數(shù)學(xué)計(jì)算.運(yùn)算法則的推導(dǎo).模型仿真和還原.數(shù)據(jù)分析，采集及可視化.科技和工程制圖.開(kāi)發(fā)軟件，包括圖形用戶界面的建立MATLAB 是一個(gè)交互式系統(tǒng)，它的基本數(shù)據(jù)元素是矩陣，且不需要指定大小。通過(guò)它可以解決很多技術(shù)計(jì)算問(wèn)題，尤其是帶有矩陣和矢量公式推導(dǎo)的問(wèn)題，有時(shí)還能寫入非交互式語(yǔ)言如 C 和 Fortran 等。MATLAB 的名字象征著矩陣庫(kù)。它最初被開(kāi)發(fā)出來(lái)是為了方便訪問(wèn)由LINPACK 和 EISPAK 開(kāi)發(fā)的矩陣軟件，其代表著藝術(shù)級(jí)的矩陣計(jì)算軟件。MATLAB 在擁有很多用戶的同時(shí)經(jīng)歷了許多年的發(fā)展時(shí)期。在大學(xué)環(huán)境中，它作為介紹性的教育工具，以及在進(jìn)階課程中應(yīng)用于數(shù)學(xué)，工程和科學(xué)。在工業(yè)上它是用于高生產(chǎn)力研究，開(kāi)發(fā)，分析的工具之一。MATLAB 的一系列的特殊應(yīng)用解決方案稱為工具箱（ toolboxes） 。作為用戶不可缺少的工具箱，它可以使你學(xué)習(xí)和使用專門技術(shù)。工具箱包含著 Mfile集，它使 MATLAB 可延展至解決特殊類的問(wèn)題。在工具箱的范圍內(nèi)可以解決單個(gè)過(guò)程，控制系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模糊邏輯，小波，仿真及其他很多問(wèn)題。經(jīng)過(guò)幾十年的完善和擴(kuò)充，它已發(fā)展成線形代數(shù)課程的標(biāo)準(zhǔn)工具。在美國(guó)，MATLAB 是大學(xué)生和研究生必修的課程之一。美國(guó)許多大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室都安裝有MA