自動(dòng)控制系統(tǒng)課設(shè)(參考版)
2025-08-02 02:53本頁面
【正文】 拼一個(gè)春夏秋冬！贏一個(gè)無悔人生！早安！—————獻(xiàn)給所有努力的人. 學(xué)習(xí)好幫手。不奮斗就是每天都很容易，可一年一年越來越難。是狼就要練好牙，是羊就要練好腿。感謝老師的諄諄教誨和辛苦的付出，相信經(jīng)過這次學(xué)習(xí)為今后的工作奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，應(yīng)盡可能得到異步電動(dòng)機(jī)的精確參數(shù)來構(gòu)造模塊，這樣針對(duì)性更強(qiáng)，仿真精度更高，仿真結(jié)果更可靠。異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)很關(guān)鍵，其精確度關(guān)系到構(gòu)建的異步電動(dòng)機(jī)模型是否符合實(shí)際。在仿真的時(shí)候，我的波形與預(yù)期的結(jié)果不相符，我一開始不知道哪里出現(xiàn)了問題。在仿真的過程中，遇到了一些問題也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)。通過這幾天的學(xué)習(xí)，把異步電動(dòng)機(jī)的仿真學(xué)習(xí)了一遍，自己動(dòng)手進(jìn)行每一步的操作，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的原理，結(jié)構(gòu)以及工作狀態(tài)有了進(jìn)一步的理解。進(jìn)一步了解異步電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性。在分析異步電動(dòng)機(jī)的物理模型后，建立異步電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型，然后推導(dǎo)出兩相靜止坐標(biāo)系上的狀態(tài)方程和轉(zhuǎn)矩方程，利用MATLAB/Simulink仿真工具把數(shù)學(xué)方程轉(zhuǎn)變?yōu)槟Ｐ?。轉(zhuǎn)子磁鏈在轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，總體變化不大。在電機(jī)啟動(dòng)和加載的過程中，電磁轉(zhuǎn)矩震蕩減少，加快轉(zhuǎn)速上升，接近穩(wěn)定轉(zhuǎn)速時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩開始減少，最后穩(wěn)定為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。初始狀態(tài)電機(jī)正常啟動(dòng)，加上一個(gè)值為50的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，觀察仿真得到的各個(gè)量之間變化關(guān)系。兩相磁鏈輸出波形器參數(shù)：xmin:3，xmax:3，ymin:3，ymax:3。階躍信號(hào)幅值50v。 3/2變換模型由式（33）和式（34）可得到三相坐標(biāo)系變換到兩相坐標(biāo)系的電壓變換式為也就是令C3/2表示從三相坐標(biāo)系變換到兩相坐標(biāo)系的變換矩陣，則用Simulink建模得到模型如圖41所示。本設(shè)計(jì)計(jì)算采用轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子磁鏈，再加上轉(zhuǎn)速w共個(gè)5狀態(tài)變量來建立狀態(tài)方程。由于轉(zhuǎn)子電流是不可測的，不宜用作狀態(tài)變量，因此只能選轉(zhuǎn)子電流和轉(zhuǎn)子磁鏈，或者定子電流和定子磁鏈。代入式（34）和（35）并整理后得 （36） （37）按照所采用的條件，電流變換陣也就是電壓變換陣，同時(shí)還可證明，它們也是磁鏈的變換陣。由于交流磁動(dòng)勢的大小隨時(shí)間在變化著，圖中磁動(dòng)勢矢量的長度是隨意的。圖32中繪出了A、B、C和a、b兩個(gè)坐標(biāo)系，為方便起見，取A軸和a軸重合。在這里，不同電機(jī)模型彼此等效的原則是：在不同坐標(biāo)下所產(chǎn)生的磁動(dòng)勢完全一致。如果能將交流電機(jī)的物理模型等效地變換成類似直流電機(jī)的模式，分析和控制就可以大大簡化。但它實(shí)際上是旋轉(zhuǎn)的，會(huì)切割d軸的磁通而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電動(dòng)勢，這又和真正靜止的繞組不同，通常把這種等效的靜止繞組稱作“偽靜止繞組”（pseudostationary coils）。當(dāng)一條支路中的導(dǎo)線經(jīng)過正電刷歸入另一條支路中時(shí)，在負(fù)電刷下又有一根導(dǎo)線補(bǔ)回來。把F的軸線稱作直軸或d軸（direct axis），主磁通F的方向就是沿著d軸的，A和C的軸線則稱為交軸或q軸（quadrature axis）。圖31中繪出了二極直流電機(jī)的物理模型，圖中F為勵(lì)磁繞組，A為電樞繞組，C為補(bǔ)償繞組。因此，要簡化數(shù)學(xué)模型，須從簡化磁鏈關(guān)系入手。從上節(jié)分析異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的過程中可以看出，這個(gè)數(shù)學(xué)模型之所以復(fù)雜，關(guān)鍵是因?yàn)橛幸粋€(gè)復(fù)雜的6180。3坐標(biāo)變換和狀態(tài)方程分析和求解非線性方程顯然是十分困難的。在一般情況下，電力拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式是 （220）TL ——負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩；J ——機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；D——與轉(zhuǎn)速成正比的阻轉(zhuǎn)矩阻尼系數(shù)；K——扭轉(zhuǎn)彈性轉(zhuǎn)矩系數(shù)。 根據(jù)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換原理，在多繞組電機(jī)中，在線性電感的條件下，磁場的儲(chǔ)能和磁共能為 （215）而電磁轉(zhuǎn)矩等于機(jī)械角位移變化時(shí)磁共能的變化率（電流約束為常值），且機(jī)械角位移 qm = q / np ，于是 （216）將式（215）代入式（216），并考慮到電感的分塊矩陣關(guān)系式（211）~（213），得 （217）又由于代入式（217）得 （218）轉(zhuǎn)矩方程的三相坐標(biāo)系形式：以式（28）代入式（218）并展開后，舍去負(fù)號(hào)
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