【正文】 系統(tǒng)建模、仿真的一個(gè)集成環(huán)境。具有模塊化、可重載、可封裝、面向結(jié)構(gòu)圖編程及可視化等特點(diǎn)，可大大提高系統(tǒng)仿真的效率和可靠性。同時(shí)，進(jìn)一步擴(kuò)展了MATLAB的功能，可實(shí)現(xiàn)多工作環(huán)境間文件互用和數(shù)據(jù)交換。它支持線性和非線性系統(tǒng)、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)、連續(xù)和離散混合系統(tǒng)，而且系統(tǒng)可以是多進(jìn)程的。Simulink提供了友好的圖形用戶界面(GUI )，模型由模塊組成的框圖來(lái)表示，用戶建模通過簡(jiǎn)單的單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)的動(dòng)作就能完成。Simulink的模塊庫(kù)為用戶提供了多種多樣的功能模塊，其中有連續(xù)系統(tǒng)(Continuous )、離散系統(tǒng)(Discrete)、非線性系統(tǒng)(Nonlinear)等幾類基本系統(tǒng)構(gòu)成的模塊，以及連接、運(yùn)算模塊。而輸入源模塊(Sources)和接受模塊(Sinks)則為模型仿真提供了信號(hào)源和結(jié)果輸出設(shè)備。模型建立后，可以直接對(duì)它進(jìn)行仿真分析?？梢赃x擇合適的輸入源模塊(如正弦波((Sine Wave) )作信號(hào)輸入，用適當(dāng)?shù)慕邮漳K(如示波器(Scope) )觀察系統(tǒng)響應(yīng)、分析系統(tǒng)特性、仿真結(jié)果輸出到接收模塊上。如果仿真結(jié)果不符合要求，則可以修改系統(tǒng)模型的參數(shù)，繼續(xù)進(jìn)行仿真分析。 在第二章推到了無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子速坐標(biāo)系下的模型。根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩方程式38和電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程式39，我們可以得到無(wú)刷雙饋電機(jī)在dq坐標(biāo)系上的數(shù)學(xué)模型 我們將此模型變換成狀態(tài)方程的形式，建立無(wú)刷雙饋電機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真模型。先分別建立定子、轉(zhuǎn)子、電磁轉(zhuǎn)矩、電壓3s/2r變換的仿真模型形成各個(gè)子系統(tǒng)模塊然后封裝起來(lái)，即可得到整個(gè)無(wú)刷雙饋電機(jī)的動(dòng)態(tài)仿真模型。 根據(jù)坐標(biāo)變換原理建立3s/ 所示。 3s/2r變換模塊 根據(jù)電壓方程的轉(zhuǎn)子速dq坐標(biāo)模型： a 功率繞組模型 b 控制繞組模型 c轉(zhuǎn)子模型 a b c 定轉(zhuǎn)子模型 電磁轉(zhuǎn)矩仿真封裝如下 轉(zhuǎn)矩封裝圖 將以上建立的子模型連接起來(lái)， 仿真電機(jī)使用的參數(shù)設(shè)置如下：Pp=3，Pc=1，Mp=，Mc=，Lsp=80mH，Lsc=63mH，Rp=，Rc=，Rr=，Lr= 應(yīng)用上述數(shù)學(xué)模型和參數(shù)，下面將雙軸坐標(biāo)系下的無(wú)刷雙饋電機(jī)系統(tǒng)主電路進(jìn)行仿真，通過仿真研究，通過其開環(huán)運(yùn)行的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及格繞組的電流波形圖來(lái)說(shuō)明其 動(dòng)態(tài)特性。 由分析可，無(wú)刷雙饋電機(jī)有單饋、同步和雙饋三種運(yùn)行方式。單饋運(yùn)行，具有異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)特性，同步和雙饋運(yùn)行時(shí)具有同步電機(jī)的運(yùn)行特性。 、50HZ的工頻電網(wǎng)，控制套組出線端直接短路后的動(dòng)態(tài)仿真波形，即Vqc=Vdc=0，異步空載啟動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性波形（其中圖a為功率繞組青州電流波形，圖b為u控制繞q軸電流波形，圖c為轉(zhuǎn)子繞組q軸電流波形，圖d為轉(zhuǎn)速波形，圖e為電磁轉(zhuǎn)矩波形）。 a 功率繞組q軸電流波形 b控制繞組q軸電流波形 c轉(zhuǎn)子繞組q軸電流波形 d轉(zhuǎn)速波形 e 電磁轉(zhuǎn)矩波形 單饋運(yùn)行動(dòng)態(tài)仿真波形 在無(wú)刷雙饋電機(jī)空載單穩(wěn)定運(yùn)行過程中，當(dāng)在控制繞組端加上一組直流電壓：Va=VVb=Vc=V/2（V=10）時(shí)，無(wú)刷雙饋電機(jī)將有單饋運(yùn)行狀態(tài)過度到同步運(yùn)行狀態(tài)，穩(wěn)定后的電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到自然同步轉(zhuǎn)速1000/min 、電磁轉(zhuǎn)矩電流波形圖。此時(shí)，若改變控制繞組直流電壓大小，過度的過程改變，但轉(zhuǎn)速將保持不變，顯示出同步電機(jī)的特性。 a 功率繞組q軸電流波形 b控制繞組q軸電流波形 a轉(zhuǎn)速波形 b 電磁轉(zhuǎn)矩波形 無(wú)刷雙饋電機(jī)的雙饋運(yùn)行是國(guó)內(nèi)外研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，雙饋運(yùn)行也是無(wú)刷電機(jī)的初衷。無(wú)刷雙饋電機(jī)雙饋運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速由三個(gè)因素決定：功率繞組頻率、控制繞組頻率以及兩繞組的極對(duì)數(shù)。無(wú)刷雙饋電機(jī)運(yùn)行時(shí)可以通過改變與控制繞組的變頻器來(lái)輸出調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，其調(diào)速范圍與功率繞組極對(duì)數(shù)和控制極對(duì)數(shù)及殿宇的輸出頻率有關(guān)；作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)控制繞組即可保證功率輸出恒定頻率的交流電能，即實(shí)現(xiàn)交流勵(lì)磁變速恒頻發(fā)電。 根據(jù)無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子速dq坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，在MATLAB/Sinulink環(huán)境下建了無(wú)刷雙饋電機(jī)的仿真模型，分別進(jìn)行了單饋異步運(yùn)行、同步運(yùn)行的仿真。仿真結(jié)果顯示：無(wú)刷雙饋電機(jī)的單饋異步運(yùn)行狀態(tài)與普通感應(yīng)電機(jī)相類似，不但沒有什么優(yōu)勢(shì)可言，而且單饋異步運(yùn)行時(shí)電機(jī)存在一個(gè)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)據(jù)點(diǎn)，如果負(fù)載在這點(diǎn)附近變化時(shí)，電機(jī)可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的運(yùn)行情況；同步運(yùn)行時(shí)，控制繞組加直流電流類似于同步電機(jī)加勵(lì)磁電流，當(dāng)控制繞組直流電壓在一定的穩(wěn)定范圍內(nèi)變化時(shí)，電機(jī)的無(wú)功功率可以進(jìn)行一定范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。第六章 小結(jié)與展望 風(fēng)能資源是清潔的可再生資源，風(fēng)力發(fā)電是新能源技術(shù)最成熟、最具規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一。世界上很多國(guó)家，特別是發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)充分意識(shí)到風(fēng)電在調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、環(huán)節(jié)環(huán)境污染等方面的重要性，對(duì)風(fēng)電的開發(fā)給予了高度重視。從20世紀(jì)70年代以來(lái)，發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相投入大量資金利用現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)風(fēng)能，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為商業(yè)化的發(fā)電技術(shù)。采用能量能夠雙向流動(dòng)的交直交型雙PWM變換器作為勵(lì)磁電源的雙饋風(fēng)電系統(tǒng)以其風(fēng)能轉(zhuǎn)換率高、機(jī)電系統(tǒng)柔性連接、功率因數(shù)可調(diào)、勵(lì)磁變換容量小等特點(diǎn)成為當(dāng)前變速恒頻實(shí)現(xiàn)的最佳方案。 本文以雙饋風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象，完成的工作主要包括以下內(nèi)容： （1）在分析雙饋發(fā)電機(jī)的基本原理的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了三相坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，并根據(jù)坐標(biāo)變換方法的處理其在兩相同步和兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)的定子磁場(chǎng)定向矢量控制方法做了深入的分析，推導(dǎo)出定子輸出有功功率和無(wú)功功率解耦控制策略，設(shè)計(jì)出風(fēng)力發(fā)電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)。（2）針對(duì)雙PWM變換器中采用的三相電壓型PWM變換器，研究了雙PWM變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制原理。詳細(xì)分析了網(wǎng)側(cè)變換器的基本原理和數(shù)學(xué)模型提出了以電網(wǎng)電壓定向的網(wǎng)側(cè)變換器的控制策略。 （3）對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行了開環(huán)仿真，對(duì)雙饋電機(jī)的集中運(yùn)行方式仿真進(jìn)行了研究，驗(yàn)證了電機(jī)開環(huán)運(yùn)行時(shí)的特征。本文完成了雙饋風(fēng)電控制系統(tǒng)的研究和雙PWM變換器的理論分析和實(shí)際設(shè)計(jì)，取得了一定的成果。但是由于雙饋風(fēng)電系統(tǒng)涉及到多門學(xué)科的交叉應(yīng)用，很多理論方法和實(shí)踐技術(shù)還有待進(jìn)一步研究，本文還有許多不足之處。并且由于時(shí)間倉(cāng)促和本人實(shí)踐水平有限，基于MATLAB的雙饋風(fēng)電系統(tǒng)知識(shí)在理論支持階段，而且只完成了部分工作并沒有進(jìn)行仿真與測(cè)試，電流的抗干擾性能及控制算法是否有效，還需在系統(tǒng)完成后才能得到檢驗(yàn)。致謝 值此論文脫稿之際，首先向***表示最衷心的感謝。在這段時(shí)間，***老師在生活、學(xué)習(xí)上給了我極大的關(guān)心和幫助。無(wú)論是在課題攻關(guān)階段還是在撰寫論文階段，他們言傳身教，耐心教誨，不辭辛苦他們憑著對(duì)本研究領(lǐng)域敏銳的洞察力和豐富的經(jīng)驗(yàn)，為我指出了很多新思路，解決了無(wú)數(shù)難題，是我收益非淺。在治學(xué)上，***嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，一絲不茍；在待人上，平易近人，心胸寬廣。這一切都市我學(xué)習(xí)的榜樣，是我銘記終生。在這里出***老師生活幸福，合家歡樂。 同時(shí)，也非常感謝同學(xué)們對(duì)我的幫助，為確保研究的順利進(jìn)行，與他們一起在研究和實(shí)驗(yàn)為本課題的科研鋪平了道路，大家齊心協(xié)力做實(shí)驗(yàn)的一幕永遠(yuǎn)留在我的記憶中。老師個(gè)同學(xué)給了我很多啟發(fā)和幫助，再次表示感謝。 論文即將完成，希望這是對(duì)含辛茹苦的父母的回報(bào)，感謝他們多年的養(yǎng)育之恩！并且再次感謝***以及同學(xué)們對(duì)我個(gè)人的關(guān)系、幫助，祝他們永遠(yuǎn)快樂。參考文獻(xiàn)[1] [M].運(yùn)籌與管理2002,[2] [M].中國(guó)電力2000,33 (9)[3] [M].[4] 2015 年遠(yuǎn)景研究[M],1999[5] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002[6] [J].風(fēng)力發(fā)電20034 : 2125[7] [J].能源研究,2001,17(3):165173[8] 賀益康,[J].高技術(shù)通訊 2003,(12):1114[9] 劉其輝,賀益康,[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2004(4):2426[10] 王承煦,[M].北京中國(guó)電力出版社2002.[11] 馬洪飛,徐殿國(guó),[J].電工技術(shù)雜志,2002.(2):3235[12] 王永智,陶其斌,[J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)1995.(8):162168.[13] 桓毅,[J].中小型電機(jī),2002,29(4):4145[14] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1987[15] and Speed Control of Wind Turbines[J].Proceedingof the 1999 IEEE International Conference on Control Applications, 1999: 814819[16] [J].太陽(yáng)能學(xué)報(bào),2000(03): 1216[17] 包能勝,陳慶新,[M].太陽(yáng)能學(xué)報(bào),1997,18(1):5157[18] [J].國(guó)外大電機(jī),1991(2):17[19] 潘文霞,陳允平,[M].河海大學(xué)學(xué)報(bào)2001,29(1):4652[20] 王承熙,[M].北京:中國(guó)電力出版社,2003[21] [M].太原理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2004