【正文】 為線性代數(shù) ,自動控制理論 ,數(shù)理統(tǒng)計 ,數(shù)字信號處理 ,時間序列分析 ,動 態(tài)系 統(tǒng)仿真等高級課程的基本教學工具 。 ⑦ MATLAB 的缺點是 ,它和其他高級程序相比 ,程序的執(zhí)行速度較慢 .由于MATLAB 的程序不用編譯等預處理 ,也不生成可執(zhí)行文件 ,程序為解釋執(zhí)行 ,所以速度較慢。 Simulink 功能介紹 Simulink 是 MATLAB 中的一種可視化仿真工具 ,是一種基于 MATLAB 的框圖 設計環(huán)境 ,是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和分析的一個軟件包 ,被廣泛應用于線性 系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號處理的建模和仿真中。 Simulink 與 MATLABamp。 ⑥使用 Embedded MATLAB 模塊在 Simulink 和嵌入式系統(tǒng)執(zhí)行中調(diào)用 MATLAB 算法。由于同步發(fā)電機一般采用直流勵 磁 ,當其單機獨立運行時 ,通過調(diào)節(jié)勵磁電流 ,能方便地調(diào)節(jié)發(fā)電機的電壓。 感應電勢頻率 :感應電勢的頻率決定于同步電機的轉(zhuǎn)速 n 和極對數(shù) p。 一般稱為勵磁控制部分或控制單元或勵磁調(diào)節(jié)器。失去功角穩(wěn)定 ,電力系統(tǒng)將發(fā)生振蕩 , 引起系統(tǒng)中樞紐點電壓、輸電設備中的電壓電流 ,以及輸送功率的大幅度波動 ,電力系 統(tǒng)因而不能向負荷正常供電 ,處理不當會引起長時間大面積停電 :失去電壓穩(wěn)定的 后果 是電壓崩潰 ,導致大面積停電 。其中直流發(fā)電機稱為直流勵磁機。 L??直流勵磁機 。目前 ,在 100MW 及以上發(fā)電機上很少采用。系統(tǒng)起勵時需要另加一個起勵電源。 兩臺交流勵磁機都和同步發(fā)電機同軸 ,主勵磁機為 100HZ 中頻三相交流發(fā)電機 , 它的輸出電壓經(jīng)過硅整流裝置向同步發(fā)電機供給勵磁電流。 (1)復合源靜止勵磁機勵磁系統(tǒng)又稱為自復勵靜止勵磁系統(tǒng) ,它采用電壓源整流 變壓器和電流源整流變壓器兩種 整流變壓器。它主要由 勵磁變壓器、自動勵磁調(diào)節(jié)器、可控整流裝置和起勵裝置組成。自并勵勵磁系統(tǒng)為靜態(tài)勵磁 ,與勵磁機系統(tǒng)相比 ,由于沒有 旋轉(zhuǎn)部件 ,運行可靠性高。在小干擾方面 ,自并勵勵磁系統(tǒng)配置 PSS 后 ,小干擾穩(wěn)定水平較勵磁機勵磁系 統(tǒng)有明顯提高 。這就要求調(diào)節(jié)器反應靈敏、沒有死 區(qū)、響應速度快、時滯盡可能小 ,并滿足正常和事故情況下的要求。同樣 ,當機組甩負荷時通過勵磁系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用 ,能限制機端電壓 , 使之不致過高。而其中最重要的和最基本的問題之一是同步發(fā)電機只具有較小的靜態(tài)穩(wěn)定 性。 3)勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù)的利用程度 充分利用勵磁系統(tǒng)強勵倍數(shù) ,也是發(fā)揮勵磁系統(tǒng)改善暫態(tài)穩(wěn)定作用的一個重要因 素。 電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性問題 ,可以理解為電力系統(tǒng)機電振蕩的阻尼問題。 (6)提高繼電保護裝置動作的準確性 當系統(tǒng)處于低負荷運行狀態(tài)時 ,發(fā)電機的勵磁電流不大。s (425) 式中 T 39。 , TE , TR , K E 1, K G 1, K A 10 由圖 32 可以得到下圖 41 勵磁系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型框圖 階躍 開環(huán)放大 輸入 限幅 勵磁機 測量比較 發(fā)電機 示波器 閉環(huán)傳遞函數(shù) 41 勵磁系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型框圖 閉環(huán)傳遞函數(shù)模型 根據(jù)圖 41 我們可以得到閉環(huán)傳遞函數(shù)模型框圖 42 1 放大單元 勵磁機 測量單元 1 發(fā)電機 打開 SMULILNK 仿真環(huán)境 : 42 閉環(huán)傳遞函數(shù)模型框圖 1 在 Simulink 窗口下的 File 菜單中選擇 New 命令創(chuàng)建一個 untitled 空白文件窗口 ,保 存 ,命名為 :。 s1ssa,b,c,d s2tfs1 可得系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為 : 根軌跡圖設計器 s 3 + 2 + + 根軌跡設計器可以方便地調(diào)整并及時觀看開環(huán)放大倍數(shù)對系統(tǒng)性能的影響 ,也可以 進行零、極點設計 ,另外還可以觀看脈沖響應、 Bode,、 Nyquist 圖等 ,不足的是對勵磁 系 統(tǒng)穩(wěn)定器多環(huán)系統(tǒng)的分析還是不方便。 圖 46 C1 時的階躍響應 圖 47 時的階躍響應 Simulink 求階躍響應 圖 48 時的階躍響應 利用 Simulink 建立如下圖 49 模型框圖 49 勵磁系統(tǒng)傳遞函數(shù)框圖 建立 49 模型后為了更好的進行比較 ,調(diào)節(jié)放大單元放大倍數(shù)分別為10,30,60 倍 是點擊開始仿真得到階躍響應圖 410,411,412。需要校正的控制系統(tǒng)通常是為了完成某項 任務 ,并根據(jù)其工藝設計出的某些裝置超前校正等。 增設 PID 校正后對系統(tǒng)的影響 : ① 在低頻段 :改善了系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能。 ② 在中頻段 :由于 PID 調(diào)節(jié)器微分部分的作用 ,使系統(tǒng)的相位裕量增加 ,這意味著 超調(diào)量減小 ,振蕩次數(shù)減少 ,從而改善了系統(tǒng)的動態(tài)性能。在順饋校正中 , 根據(jù)補償采樣源的不同 ,又可分為給定順饋校正和擾動順饋校正。只有當調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)仍無法 滿足要求時 ,才會增添一些裝置和元件 ,人為地改變系統(tǒng)的結構和性能 ,從而使其滿足 所要求的性能指標。 dconvconv[1 ],[1 ],[1 25]。 (3)利用 Simulink 建立仿真模型后利用 MATLAB 程序 : [a,b,c,d]linmod239。 (3)勵磁調(diào)節(jié)器各單元的傳遞函數(shù) 1)電壓測量比較單元 : 有測量變壓器、整流濾波電路及測量比較電路組成 ,因此測量比較電路的傳遞 函數(shù)為 : GR s K R 1 + TR s (418) 式中 TR 為時間常數(shù) , K R 為放大倍數(shù)。勵磁自動控制 系統(tǒng)可以通過調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流來增大短路電流 ,使繼電保護正確動作。在一定的運行方式及勵磁系統(tǒng)參數(shù)下 ,電壓調(diào)節(jié)作用在 維持發(fā)電機電壓恒定的同時 ,將產(chǎn)生負的阻尼作用。充分利用勵磁系統(tǒng)頂值電壓的措 施之一 ,就是提高勵磁控制系統(tǒng)開環(huán)增益。 (4)提高電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性 暫態(tài)穩(wěn)定是電力系統(tǒng)受大擾動后的穩(wěn)定性。為了保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量和無功潮流合理分 布 ,要求合理控制電力系統(tǒng)中并聯(lián)運行發(fā)電機輸出的無功功率。微機調(diào)節(jié)器電壓 偏差的計算、移相觸發(fā)、調(diào)差環(huán)節(jié)、自動零起升壓、低勵限制、過勵限制、系統(tǒng)穩(wěn)定等 控制功能 ,都可以由相應的軟件來完成 ,不需增加相應功能的硬件電路。 3)經(jīng)濟性好。該勵磁系統(tǒng)對運行、維護的要求相對較低?？煽卣餮b置將勵磁變壓器二次交流電壓轉(zhuǎn)變成 直流電壓 。 2)整流器交流側兩個電源并聯(lián)、電流相加 。自動調(diào)勵的裝置也是根據(jù)發(fā)電機的電壓和 電流來改變可控硅的控制角 ,以改變勵磁機的勵磁電流進行自動調(diào)壓?？s短了機組的長度 ,減少了基建投資及有 利于主機的檢修維護 。半導體勵磁系統(tǒng)分為靜止式和旋轉(zhuǎn)式兩種。Rc??可調(diào)電阻 用直流勵磁機供電的勵磁系統(tǒng) ,在過去的十幾年間 ,是同步發(fā)電機的主要勵磁系統(tǒng)。直流勵磁機勵磁系統(tǒng)又可分 為自勵式和它勵式。除了頻率穩(wěn)定 ,其余的穩(wěn)定性都與發(fā)電機組勵磁系統(tǒng)相關。其最基本 的功能是調(diào)節(jié)發(fā)電機的端電壓或無功功率。由于 電樞繞組的對稱性 ,保證了感應電勢的三相對稱性。 同步發(fā)電機的定子、轉(zhuǎn)子結構與同步電機相同 ,一般采用三相形式 ,只在某 些小型同步發(fā)電機中電樞繞組采用單 相。 ⑧圖形化的調(diào)試器和剖析器來檢查仿真結果 ,診斷設計的性能和異常行為。 緊密 集成 ,可以直接訪問 MATLAB 大量的工具來進行算法研發(fā)、仿真的分析和可視化、 批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的定制以及信號參數(shù)和測試數(shù)據(jù)的定義。為了創(chuàng)建動態(tài)系統(tǒng)模型 , Simulink 提供了一個建立模型方塊圖的圖形用戶接口 GUI ,這個創(chuàng)建過程只需單 擊和拖動鼠標操作就能完成 ,它提供了一種更快捷、直接明了的方式 ,而且用戶 可以立即看到系統(tǒng)的仿真結果。這些工具箱都是由該領域內(nèi)的學術水平很高的專家編寫的 ,所以用戶無需編寫自己學 科范圍內(nèi)的 基礎程序 ,而直接進行高 ,精 ,尖的研究。 ①語言簡潔緊湊 ,使用方便靈活 ,庫函數(shù)極其豐富 .MATLAB 程序書寫形式自由 ,利用 其豐富的庫函數(shù)避開繁雜的子程序編程任務 ,壓縮了一切不必要的編程工作 .由于庫函數(shù) 都由本領域的專家編寫 ,用戶不必擔心函數(shù)的可靠性 .可以說 ,用 MATLAB進行科技開發(fā) 是站在專家的肩膀上 .具有 FORTRAN和 C等 高級計算機語言知識的讀者可能已經(jīng)注意到 , 如果用 FORTRAN 或 C 語言去編寫程序 ,尤其當涉及矩陣運算和畫圖時 ,編程會很麻煩 .例 如 ,如果用戶想求解一個線性代數(shù)方程 ,就得編寫一個程序塊讀入數(shù)據(jù) ,然后再使用一種求 解線性方程的算法例如追趕法編寫一個程序塊來求解方程 ,最后再輸出計算結果 .在求 解過程中 ,最麻煩的要算第二部分 .解線性方程的麻煩在于要對矩陣的元素作循環(huán) ,選擇穩(wěn) 定的算法以及代碼的調(diào)試都不容易 .即使有部分源代碼 ,用戶也會感到麻煩 ,且不能保證運 算的