仿真作业

机电传动控制第四周仿真作业 题目要求: 结合本周学习的交流电机原理及启动.调速.制动特性,用Modelica设计和仿真一个用三相交流异步电机带动起重机起升机构运行.具体要求如下: 1)实现如下机械运动周期: 控制电机带重物上升,从静止加速到800r/min 保持800r/min匀速运动0.5s, 减速到静止,保持静止状态0.5s, 带重物下降,从静止达到600r/min 保持600r/min匀速运动0.6s, 减速到静止. (为了便于仿真,匀速和静止持续时间较短) 2) 升降机构和重物折算到到电

1. 直流电机单闭环调速系统比例控制仿真 针对第三周作业中给出的直流电机模型参数,在PLECS中建立一个直流电机单闭环调速系统,控制器使用比例控制,调压装置可选用(晶闸管整流电路/IGBT斩波电路/理想可控电压源),下图给出了基于理想可控电压源的参考模型.负载转矩在1秒钟后由10牛米变为30牛米,速度指令为幅值200rad/s的阶跃信号,要求调整控制器的比例增益,使得速度稳态误差小于4rad/s. 实测增大饱和电压上限的时候也会使启动过程的启动电流变得很大 2. 直流电机单闭环调速系统比例积分控

一. 模型搭建 如图搭建模拟电路,并设置: Probe:选择电机-Electrical torque 直流电机:Ra=0.5Ω,La=0.004H,Rf=200Ω,Lf=0.2H,Laf=2H,J=0.088N·m·s2 R1=4Ω,Tm=12N·m 二. 计算与作图 已知:If=0.6A,UN=240V,TN=12N·m 1. 额定励磁电压 Uf=If×Rf=120V 2. 额定转速 TN=Laf·If·Ia  Ea=Laf·If·ωm UN-Ea=Ia·Ra 联立解得:Ia=10A,ωm=1

这里对之流电机的速度调节使用pid调节的方法,其中pid调节的三个参数及其调节作用如下:       比例调节作用:比例控制是一种最简单的控制方式.其控制器的输出与输入误差信号成比例关系.是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用用以减少偏差.比例作用大,可以加快调节,减少误差,但是过大的比例,使系统的稳定性下降,甚至造成系统的不稳定.当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error). 积分调节作用:在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的

1.设计要求 结合本周学习的直流电机机械特性,用Modelica设计和仿真一个直流电机串电阻启动过程,具体要求如下: 1)电机工作在额定电压和额定磁通下,采用串三段或四段电阻启动,整个启动过程电枢电流中不能超过额定电流的3倍. 2)选择合适的电阻阻值,选择优化的电阻切除策略,使得在满足条件1的前提下,电机尽可能快速平滑得达到额定点. 3)使用如下统一的直流电机模型,电机的参数为: 额定电压:240V 额定电流:16.2A 额定转矩:29.2N·m 额定转速:1220r/min 转动惯量:1Kg·

本次调速仿真采用PID调节.首先要确定PID中的各项设计参数,仿真过程中采用临界比例度法确定了大概的Kp值.在若干次调整的过程中,发现加入微分环节后调整时间略有上升,故采用PI调节.调整参数确定为Kp=75,Ki=22.控制器部分的程序如下图所示.原理图如下 ASR和ACR调节器均使用PI控制器,控制程序如下 电机电流和速度曲线如下图所示 从图中可以看出:电流迅速上升至最大值后不变,然后电机开始匀加速,电流波形明显的改善.电机速度稳定,稳态偏差基本为零.Kp值越大,电流越快上升至最大值,ki值对

通过将原有直流电机调速例子运行之后 可以看到电流的稳定性不好,到达稳定的时间较长,超调量较大,稳态误差不够小,震荡明显. 原有的Controller只有比例控制,很粗糙,当增益较低时,稳态误差较大,当增益变大时,会引起电机电流和加速度的振荡. 经过考虑决定用PID调节,三个调节参数为比例调节Kp,积分调节Ki,微分调节Kd Kp增大会减小电流值达到稳定的时间,但会增大超调量,降低系统稳定性: Ki消除稳态误差,但会降低系统稳定性,减慢动态响应: Kd能减小超调量,减小调节时间: 最终选择参数为K

1 根据仿真结果,可得出在额定状态下,额定转速为n=1472.93,对应的电磁转矩为11.5137.又有同步转速n0=1500r/min,得到S=0.018 由公式,代入其他参数值,可求得K=0.00541. 用MATLAB绘制异步电动机的固有特性曲线为: 2通过串联转子电阻来实现运动过程,电阻的阻值如图所示: 仿真结果: 由仿真结果可知,基本上实现了所需的运动,但是匀速的过程并没有完全达到,也就是阻力转矩和电磁转矩并没有完全相等,还需要继续改进. 3 交流电机的内容学的不是很好,做仿真作业遇到

对课外阅读部分,重点了解了电机理论的完善过程,同时对对称分量法和空间矢量法进一步查阅了资料.通过学习了解了理论体系建立的不易性.对一个体系的建立要会结合多学科知识,并能运用多种方法并将其统一分析.又学习了工程多通口及里面势变量.流变量的表示,还有广义动量和广义位变量,用这四个变量所建立的状态四面体模型可以在各个系统相互转化.对通口.键和功率的内容稍作阅读. 仿真作业: 该简单模型第一个方程式即机电传动系统运动方程式,第二个是直流电机电磁转矩与电枢电流的一般关系,第三个是电动势与端电压的关系. 首