电机与拖动基础及MATLAB仿真教学设计

电机与拖动基础及MATLAB仿真教学设计导言

电机与拖动技术在现代工业生产中扮演着重要的角色。其优异的性能和精度为

机械部件的运动提供了实时、稳定的驱动力。因此，对于电机和拖动技术的理解与掌握对于机械工程师来说是非常重要的。MATLAB仿真作为一种强大的工具，能够

为学生提供更加直观和深入的理解。

本文将介绍如何设计一份电机与拖动技术学习的MATLAB仿真课件，并提供一

些教学设计上的建议。

电机和拖动技术的基础概念

电机的分类

电机是一种将电能转换为机械能的设备。根据不同的转换方式，电机可以分为：•直流电机（DC）

•交流电机（AC）

•步进电机

•无刷直流电机（BLDC）

•聚磁线性电机（LIM）

•感应电机（IM）

其中，直流电机和交流电机是应用最广泛的两种电机。

拖动技术的基本概念

拖动技术是通过电机或线性电机为机械部件提供动力驱动。通常使用的拖动技

术包括：

•位置控制

•速度控制

•扭矩控制

这些技术使得机械部件得以按照需要的方式移动或旋转，达到所需的效果。

控制方式

电机控制可以分为开环控制和闭环控制。开环控制只能实现简单的控制，如恒定转速控制。闭环控制利用反馈环路监测电机的状态，并通过控制器对电机的输入进行调整，以实现更复杂的控制。

MATLAB仿真教学设计

确定教学目标

在设计课程前，需要确定学生们需要掌握的知识和技能。这些方面包括：•电机的种类和特性

•拖动技术的基本概念

•控制方式和电机控制系统

•各种电机的应用领域

组织课程内容

根据教学目标，可以组织一份课程大纲。这个大纲应该包含以下内容：

1.电机和拖动技术概论

2.直流电机控制

1.恒定转速控制

2.扭矩控制

3.位置控制

3.交流电机控制

1.矢量控制

2.直接扭矩控制

4.无刷直流电机控制

5.步进电机控制

6.MATLAB仿真

设计MATLAB仿真

MATLAB仿真可以使学生更好地理解电机和拖动控制技术。在设计仿真实验时，可以考虑以下几点：

仿真工具

•Simulink

•Simscape Electrical

•MATLAB/Simulink电机模型库

仿真场景

•恒定转速控制

•扭矩控制

•位置控制

•频率响应

•相位域分析

讲解和实践方式

•PPT讲解

•仿真实验视频

•拖动技术控制算法优化

•仿真实验操作指导

作业和考核

学生可以通过练习同步轴控制、位置轴控制和扭矩轴控制仿真实验来检验他们

所学的电机和拖动技术掌握情况。考核方式包括：

•课程论文

•应用案例研究

•计算机模拟实验

教学评价和优化

使用带签到的实验室作为教学平台可以很好地评价学生理论和实际的掌握能力。在实验的基础上，我们可以通过问卷调查或其他形式的反馈来改进教学方式和实验场景。

结论

本文介绍了如何设计一份电机和拖动技术学习的MATLAB仿真课程，并提供了

一些教学设计方面的建议。这些教学设计可应用于各种机械工程课程中，以帮助学生更好地理解电机和拖动技术的基础。

电机原理与拖动基础教学设计

电机原理与拖动基础教学设计 一、引言 电机是现代工业中必不可少的基础设备，它广泛应用于工业生产和民用领域。为了培养学生对电机的认识和理解，设计了一套面向高中物理教学的电机原理与拖动基础教学设计，旨在使学生初步了解电机的基本工作原理及其在工业中的应用以及如何基于拖动设计实现对电动机的控制，具有重大的理论和实际意义。 二、教学内容 2.1 电机基本原理 电机是利用电磁感应原理而工作的大功率机械，其工作基本原理是电流在磁场中产生转矩，使电机转动。为了让学生更好地理解电机的工作原理，我们可以通过展示电机元件、模型实验等多种形式来讲解电机的工作原理。 2.2 电机分类 根据不同的工作原理，电机可以被分为交流电机和直流电机两类；根据工作需要，电机可以被分为单相电机和三相电机两种形式。通过讲解电机的分类可以使学生更深入地了解电机的特性和应用领域。 2.3 电机的应用 电机被广泛应用于各种工业和民用设备，其中包括电力系统、电动机三元组、电车、电站等。通过展示一些实际的应用示例，可以帮助学生理解电机的实际应用情况和工程实践。

2.4 活跃电机 通过引入特殊的拖动设计，人们可以实现对电机的动力控制，从而实现各种特 殊的工程需求。通过讲解实际案例，让学生理解活跃电机如何实现电力控制。 三、教学方法 3.1 课堂教学 我们可以通过彩色PPT、电机元件、模型实验等多种形式来讲解电机原理，引 导学生对电机原理的深刻理解。 3.2 内容扩展 可以将教学复杂性提高一层，加深学生对概念的理解，并将此基础应用到商业中。比如让学生探讨在现实生活中，手机振动马达的工作原理以及为什么使用振动马达而不是其他形式的马达。 3.3 实验探究 我们可以引导学生开展实验，比如介绍和展示电机拆卸以及拼装过程中所需要 的技术和工具，让学生对实际操作有所了解，提高他们的实践能力。 3.4 专题探讨 可以在课堂上组织学生进行专题讨论，以了解电机在不同应用领域的特殊要求，比如电动汽车和风力涡轮机使用电机的要求和特点等。 四、评估方法 为了深入了解学生的学习情况，我们可以采用多种测试方式，以达到比较全面 的评估。 4.1 课堂小测 小测笔试可以用于即时检测学生的掌握情况。

基于MATLAB的电机仿真分析

基于MATLAB的电机仿真分析 电机是现代工业、交通、农业、家电等各行各业中不可或缺的一种设备。为了加深对 电机机理的了解、提高电机设计及优化的能力，电机仿真仿真分析方法不可缺少。基于MATLAB电机仿真分析具有高效、灵活的优点，得到了越来越广泛的应用。 本文将介绍MATLAB电机仿真分析的几个方面：建模、参数设置、电机控制方法、仿真结果分析等。通过对这些方面的介绍，让读者了解如何使用MATLAB进行电机仿真分析。 1. 电机建模 电机建模是电机仿真分析的第一步，电机模型是模拟电机运动规律和功率转换过程的 关键。MATLAB提供了多种建模方法，其中最常用的是基于有限元分析（FEA）的电机建模方法。 有限元分析（FEA）是一种通过将大型复杂系统分解为许多小的离散部分来解决工程问题的数学方法。在电机仿真中，FEA方法可将电机分解为一系列有限元，然后分析元件之 间的相互作用来预测其运动和转换功率的效率。 采用MATLAB进行电机建模的步骤如下： （1）确定电机类型，选择电机模型 （2）输入电机的几何形状、材料特性等参数 （3）通过FEA方法建立电机模型 （4）调整参数和精度，进行模拟 2. 电机参数设置 电机仿真中所需的参数有很多，包括几何参数、材料特性、电气参数等。这些参数对 电机运行状态和效率有着至关重要的影响。在使用MATLAB进行电机仿真分析时，应先确定所需的参数，然后根据实际情况进行设置。 电机参数设置中，最重要的是电机的电气参数设置。电气参数包括电机的电阻、电感、自感、堵转电流等，这些参数受到电机设计和材料特性等因素的影响。要确保电气参数的 准确性，需要依靠电机设计的经验和实验测试数据。 3. 电机控制方法 电机控制方法是指通过控制电气参数（如电机的电流、电压等）来实现对电机运动的 控制。电机控制方法包括开环控制和闭环控制两种。

电机学及拖动基础教学设计

电机学及拖动基础教学设计 摘要：本文主要介绍了电机学及拖动基础的教学设计，包括教学目标、课程大纲、教学方法、教学资源等方面，旨在帮助教师有效开展相关课程的教学活动，提高学生的学习兴趣和学习效果。 一、教学目标 本课程旨在帮助学生更好地了解电机的基本原理，熟悉各种类型电机的结构和特点，掌握电机的选型与应用、电机控制以及逆变技术，同时了解拖动控制基础知识，为后续相关课程的学习打下基础。 具体目标如下： 1.熟练掌握电机的基本原理、各种类型电机的结构和特点； 2.掌握电机的选型与应用、电机控制以及逆变技术； 3.能够熟练运用MATLAB/Simulink软件进行电机仿真分析； 4.了解拖动控制基础知识并具备一定的运用能力。 二、课程大纲 第一章电机基础知识 1.电机的基本原理 2.电机分类及特点 3.电机的选型与应用 第二章电机控制 1.电机的控制方法 2.电机逆变技术 3.电机控制系统的设计

第三章电机仿真分析 1.MATLAB/Simulink软件介绍 2.电机仿真建模 3.仿真结果分析 第四章拖动控制基础 1.拖动控制概述 2.拖动电机的选型与应用 3.电机在拖动系统中的应用案例 三、教学方法 本课程采用以教师讲述为主、案例分析为辅的授课模式，配合数字化教学工具 进行教学辅助，具体方法如下： 1.利用多媒体展示辅助教学； 2.引导学生自主思考，通过案例分析实现理论知识应用； 3.利用购买或自主开发的数字化教学资源支持教学，例如PPT、视频等； 4.利用线上论坛等方式引导学生完成课后习题和讨论。 四、教学资源 1.教材：金啸云、邵威. 电机与拖动控制[M]. 机械工业出版社, 2015. 2.课件：利用PPT等多媒体教具制作； 3.数字化资源：视频、电子书、题库等； 4.软件环境：MATLAB/Simulink，提供学生试用版本； 5.实验设备：电机实验台、示波器、万用表等。 五、教学评价 1.课堂参与度：包括学生提问、回答问题、讨论等；

电机与拖动基础及MATLAB仿真教学设计

电机与拖动基础及MATLAB仿真教学设计导言 电机与拖动技术在现代工业生产中扮演着重要的角色。其优异的性能和精度为 机械部件的运动提供了实时、稳定的驱动力。因此，对于电机和拖动技术的理解与掌握对于机械工程师来说是非常重要的。MATLAB仿真作为一种强大的工具，能够 为学生提供更加直观和深入的理解。 本文将介绍如何设计一份电机与拖动技术学习的MATLAB仿真课件，并提供一 些教学设计上的建议。 电机和拖动技术的基础概念 电机的分类 电机是一种将电能转换为机械能的设备。根据不同的转换方式，电机可以分为：•直流电机（DC） •交流电机（AC） •步进电机 •无刷直流电机（BLDC） •聚磁线性电机（LIM） •感应电机（IM） 其中，直流电机和交流电机是应用最广泛的两种电机。 拖动技术的基本概念 拖动技术是通过电机或线性电机为机械部件提供动力驱动。通常使用的拖动技 术包括：

•位置控制 •速度控制 •扭矩控制 这些技术使得机械部件得以按照需要的方式移动或旋转，达到所需的效果。 控制方式 电机控制可以分为开环控制和闭环控制。开环控制只能实现简单的控制，如恒定转速控制。闭环控制利用反馈环路监测电机的状态，并通过控制器对电机的输入进行调整，以实现更复杂的控制。 MATLAB仿真教学设计 确定教学目标 在设计课程前，需要确定学生们需要掌握的知识和技能。这些方面包括：•电机的种类和特性 •拖动技术的基本概念 •控制方式和电机控制系统 •各种电机的应用领域 组织课程内容 根据教学目标，可以组织一份课程大纲。这个大纲应该包含以下内容： 1.电机和拖动技术概论 2.直流电机控制 1.恒定转速控制 2.扭矩控制 3.位置控制 3.交流电机控制

现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真代码

1. 引入现代永磁同步电机及其在工业应用中的重要性 2. 介绍本文的主要内容和结构 【第一部分：现代永磁同步电机的原理】 1. 现代永磁同步电机的基本结构和工作原理 2. 感应电动势和磁链控制 3. 磁链观测和控制 4. 空间矢量调制原理 【第二部分：永磁同步电机控制的matlab仿真代码】 1. 永磁同步电机的状态空间模型 2. 闭环控制器设计 3. 电机性能参数的选择和仿真结果分析 【第三部分：实例分析及应用】 1. 将仿真代码应用于实际永磁同步电机控制案例 2. 讨论实际应用中可能遇到的问题和解决方案 【结语】 1. 总结现代永磁同步电机控制原理及matlab仿真代码的重要性 2. 展望未来永磁同步电机控制技术的发展方向

导言 随着电力电子技术和数字控制技术的不断发展，各种新型电机在工业生产中得到了广泛应用。永磁同步电机以其高效率、高功率密度和良好的动态性能，成为工业驱动领域的热门选择。掌握现代永磁同步电机的控制原理及相应的仿真代码，对于提高电机系统的性能具有重要意义。 【第一部分：现代永磁同步电机的原理】 1. 现代永磁同步电机的基本结构和工作原理 现代永磁同步电机由定子、转子和永磁体组成。其工作原理是利用定子产生的旋转磁场与永磁体产生的固定磁场之间的相互作用，从而实现电能转换为机械能。永磁同步电机的结构简单、体积小、重量轻，但控制较为复杂。 2. 感应电动势和磁链控制 在永磁同步电机中，感应电动势和磁链控制是控制电机转矩和速度的重要手段。通过对电动势和磁链的测量及控制，可以实现对电机的稳定运行和高效能输出。 3. 磁链观测和控制 磁链观测是永磁同步电机控制中的关键技术之一。通过对电机磁链的观测，可以实现对电机转矩的精准控制，提高电机的动态响应性能。

电机与拖动课程设计

电机与拖动课程设计 第1章设计说明 1.1设计任务 1.使用Simulink建立三相异步电动机的直接起动仿真，测取三相异步电动机直接起动过程中的转速、电磁转矩和电枢电流的变化规律。 2.某他励直流电动机，已知额定值为Un=220N,Pn=22kW,In=115A，nN=1500r/min；电枢电阻Ra=0.18Ω；励磁电阻Rf=628Ω；求CEN，CTN 并分别画出固有机械特性曲线和改变电枢电压、改变电枢电阻、改变磁通时的人为机械特性曲线。 1.2设计目的 1．通过课程设计，对所学的电机与拖动基本知识和基本概念进行全面的复习和总结，巩固所学的理论知识。 2．通过本次课程设计达到理论与实践相结合，提高学生分析问题和解决问题的能力。 4．初步掌握MATLAB/Simulink软件进行仿真设计，掌握编写设计说明书的基本方法。 1.3设计原则 1．合理性。所设计内容应符合国家相关政策和法令，符合现行的行业行规要求。2．先进性。杜绝使用落后，淘汰的产品，不使用未经认可的技术，要充分考虑未来发展。 3．实用性。考虑降低物耗，保护环境，综合利用等因素。

1.4设计要求 1．正确性。全套技术文件（设计说明书、相关模型和波形）应正确无误，达到规 定的性能指标。 3．统一性。图形中的符号、名称、数据、标注等应尽可能选用国家标准，如没有国 家标准或必须用于不同含义时，必须另加说明。 第2章MATLAB7.1软件 2.1安装和使用说明 安装过程：1.解压crack 4.CD3的安装方法跟CD2一样。安装完成后会出现两个对话框，关掉就行了。 使用说明： 2.2软件中的Simulink控件 第3章使用Simulink建立三相异步电动机的直接起动仿真 3.1异步电动机Simulink仿真模型的建立 直接起动又称全压起动，就是将电动机的定子绕组直接加上额定电压起动。使用Simulink建立三相异步电动机的直接起动仿真模型，测取三相异步电动机直接起动过程中的转速、电磁转矩和电枢电流的变化规律。其仿真模型包括三相异步电动机模块（AynchronouMachine）、电源模块

matlab电机仿真

基于MATLAB的单环有静差转速负反馈调节 一原理框图 途中Un*是给定电压，TG是测速发电机，Un是转速反馈电压。二自动控制的基本原理 三系统的建模和参数的设置

1．三相对称交流电压源的建模和参数设置： 三相交流电压源采用交流电压源进行建模。A相交流电源的参数设置为幅值220V、初相位为0°、频率50赫兹，B，C两相的参数设置为和A相位的初相位互差120°即可。 2．晶闸整流桥的建模和参数设置： 晶闸管整流桥选取“Univeral Bridge”模块进行的建模。桥弊设为3，电力电子原件选择晶闸管。参数设置原则是：如果是针对某个具体的交变设置进行参数设置，对话框中的各个参数如Ron等应去该装置中晶闸管元件的实际值；如果是一般情况，不针对某个具体的变流装置，这些参数可以取默认值进行仿真。若仿真结果理想，就可以认为这些参数可用，若不理想，则可通过仿真实验，不断进行优化，直到获得理想的仿真数据。这一参数的设置原则同样适用于其他缓解的参数设置。 3平波电抗器的建模和参数设置： Resistance R: (0) Ohms; Inductance L：5e—03（H）； Capacitance：inf（F）。 平波电抗器的点感值是通过仿真试验比较后得到的优化参数。 4直流电动机的建模和参数设置。 直流电动机选取“DC Machine”模块进行建模，电动机经TL端口接恒转矩负载，输出参数有转速w、电枢电流Ia，励磁电流If和电磁转矩Te，分别通过示波器模块进行观察和用out1模块仿真输出信息返回到MATLAB命名窗口，之后用绘图命令plot（tout，yout）在MATLAB命名窗口里绘出图形，电动机的默认设置：

哈工大 电机学 MATLAB 仿真 实验报告

基于MATLAB的电机学计算机辅助分析与仿真 实验报告 班级： 学号： 姓名： 完成时间：

一、实验内容 1.1单相变压器不同负载性质的相量图 通过MATLAB 画出单相变压器带感性，阻性，容性三种不同性质负载的变压器向量图 1.2感应电机的S T -曲线 通过MATLAB 画出三相感应电动机的转矩转差率曲线 二、实验要求 2.1单相变压器不同负载性质的相量图 根据给定的仿真实例画出负载相位角30,0,302-=j 三种情况下得向量图，观察电压大小与相位的关系，了解总结负载性质不同对向量图的影响 2.2感应电机的S T -曲线 根据给定的实例，画出3.1~3.1-=s 的S T -曲线，了解感应电机临界转差率的大小和稳定工作区间的大小，给出定性分析 三、实验方法 3.1单相变压器不同负载性质的相量图 1.单相变压器不同负载性质的相量图 (1)先画出负载电压'2U 的相量； (2)根据负载的性质和阻抗角画出二次电流（规算值）的相量 (3)在2U 上加上一个与电流方向相同的压降，其大小为二次电流规算值'2I 与二次漏电阻规算值'2R 之积；再加上一个超前电流方向︒90的压降，其大小为二次电流'2I 规算值与二次漏电抗规算值'2χ之积； (4)根据上一步结果连线，得出'2E ； (5)超前'2E 方向︒90画出m Φ； (6)根据励磁电阻与电抗的大小得出励磁阻抗角，并超前m Φ一个励磁阻抗角的大小得出m I 的方向； (7)根据平行四边形法则，做出'2I -与m I 的和，即为1I ； (8)根据'21E E =得出1E ，并得出1E -。

(9)在1E -上加上一个与电流方向相同的压降，其大小为一次电流1I 与一次漏电阻1R 之积；再加上一个超前电流方向︒90的压降，其大小为一次电流1I 与一次漏电抗1χ之积； (10) 根据上一步结果连线，得出1U ； 3.2感应电机的S T -曲线 实验采用matlab 对转矩转差率曲线进行仿真。 由转矩转差率关系公式知， 2212 2122 1)()(x c x s r c r s r U m T s s +++∙Ω= 只有s 为自变量，其他参数均为已知。 编程时，先取s 在0.01-1.3正区间的S T -，进行绘图；再取相应负区间对S T -绘图；最后加入（0,0） 四、实验源程序(1分) 4.1单相变压器不同负载性质的相量图 见附录 4.2感应电机的T-S 曲线 %T-S 曲线绘制 %定义常量 R2 = 0.04; R1 = 0.06; M1 = 3; U1 = 380; W = 2*pi*1485/60; X1 = 0.27; X2 = 0.56; C = 1+X1/16.4; %画出s=0.01~1.3的T-S 曲线 s = 0.01:0.01:1.3; T=ones(1,length(s));

电力拖动自动控制系统与MATLAB仿真课程设计

电力拖动自动控制系统与MATLAB仿真课程设计 1. 课程目标 本课程的主要目标是介绍电力拖动自动控制系统的基本原理和MATLAB仿真的基本方法，通过课程设计使学生掌握电力拖动自动控制系统的设计和仿真方法，并能够理解其在实际生产中的应用。 2. 课程内容 2.1 电力拖动自动控制系统概述 本课程首先介绍电力拖动自动控制系统的基本概念和原理，包括控制系统的组成、控制对象、控制信号、控制器等方面的内容。 2.2 控制系统设计 在掌握电力拖动自动控制系统的基本概念和原理后，本课程将介绍控制系统的设计方法，包括控制系统的建模、控制器的设计以及系统的稳定性分析等方面的内容。 2.3 MATLAB仿真 本课程将介绍MATLAB仿真的基本方法和工具，包括MATLAB的编程语言、仿真器、图形用户界面等方面的内容。同时，将以电力拖动自动控制系统作为实例，演示如何使用MATLAB进行系统的仿真和分析。 2.4 课程设计 在完成理论部分的学习后，本课程将开展课程设计，要求学生使用所学知识，基于电力拖动自动控制系统的实际问题，完成系统的设计和仿真，并撰写课程设计报告。

3. 课程评估 课程评估将基于以下两个方面： 3.1 课程作业 课程作业将占总评估成绩的50%。作业内容包括理论学习笔记、仿真程序设计、课程设计报告等方面。学生需在规定时间内完成作业，按时提交。 3.2 期末考试 期末考试将占总评估成绩的50%。考试内容将涵盖课程的基本概念、原理和应用，要求学生能够熟练掌握所学知识并能够运用于问题解决。 4. 参考资料 本课程主要参考以下资料： •《电力拖动自动控制系统理论与实践》 •MATLAB官方文档 •《电力系统控制工程》 5. 总结 通过本课程的学习，学生能够掌握电力拖动自动控制系统的基本原理和MATLAB 仿真的基本方法，并能够独立完成系统的设计和仿真工作。同时，本课程还将培养学生分析问题、解决问题的能力，为其在实际工作中提供有力的支持。

利用Matlab进行电机控制和驱动系统设计

利用Matlab进行电机控制和驱动系统设计 电机控制和驱动是现代工业中非常重要的一环。对于电机的控制和驱动系统设计，好的方法和工具可以提高控制系统的性能和效率。在这方面，Matlab是一种 被广泛使用且功能强大的工具。本文将探讨如何利用Matlab进行电机控制和驱动 系统设计。 1. 电机控制基础知识 在开始讨论Matlab的应用之前，我们先来简要介绍一些电机控制的基础知识。电机控制系统的目标是控制电机的速度、位置或者转矩等参数，以满足特定的要求。最常见的电机控制方法包括电阻性、矢量控制、磁场定向控制等。此外，电机控制还需要考虑诸如速度和位置传感器、控制器硬件等外部环境因素。 2. Matlab在电机控制中的应用 Matlab作为一种功能强大的数学计算工具和编程环境，可以帮助工程师完成电 机控制和驱动系统的设计和仿真。在电机控制中，Matlab的应用主要分为以下几 个方面： 2.1 仿真建模 Matlab提供了丰富的仿真工具和函数，可以对不同类型的电机进行仿真建模。 用户可以根据电机的参数和特性，利用Matlab构建电机控制系统的模型，并进行 仿真分析。仿真结果可以帮助工程师评估不同控制策略的性能，并优化系统设计。 2.2 控制算法设计 Matlab中的控制系统工具箱提供了多种控制算法的设计和调试功能。用户可以 利用这些工具箱设计电机控制系统的控制算法，包括传统的PID控制、模型预测 控制、自适应控制等。Matlab还提供了控制系统分析的函数和工具，以评估设计 算法的稳定性和鲁棒性。

2.3 码中断和实时控制 对于一些实时控制应用，例如电机控制系统中的编码器中断等，Matlab提供了 相应的函数和工具箱来处理这些实时数据。用户可以通过Matlab编写程序，实现 电机控制系统的实时数据采集和处理，并实时调整控制参数。 2.4 驱动系统设计 除了控制系统的设计，Matlab还可用于电机驱动系统的设计。通过Matlab的 仿真和建模功能，用户可以评估不同的驱动系统设计方案，包括不同的功放电路、驱动器拓扑结构等。这有助于找到合适的驱动系统设计，以提高电机的性能和效率。 3. 案例分析 为了更好地理解Matlab在电机控制和驱动系统设计中的应用，我们将进行一 个简单的案例分析。假设我们现在需要设计一个直流电机的速度控制系统。 3.1 电机建模 首先，我们需要根据电机的参数和特性，使用Matlab建立电机的动态模型。 根据电机的电压、电流和速度等参数，我们可以使用Matlab中的模型函数构建电 机的状态空间模型。这个模型可以用于后续的控制算法设计和仿真分析。 3.2 控制算法设计 接下来，我们可以使用Matlab的控制系统工具箱设计速度控制系统的控制算法。例如，我们可以使用PID控制算法进行控制器的设计。通过Matlab提供的函 数和工具箱，我们可以分析和调试控制器的稳定性和性能。 3.3 仿真分析 完成控制算法设计之后，我们可以使用Matlab进行仿真分析。通过Matlab的 仿真功能，我们可以模拟电机控制系统的运行过程，评估控制算法的性能，并进行性能优化。

三相异步电动机Matlab仿真

三相异步电动机Matlab仿真

（1-4） 一：我们做如下分析： 1.当s=0时，， M=0，说明电动机的理想空载转 速为同步转速。 2.当s很小时，有 ，，说明 电磁转矩T近似与s呈线性关系，即随着M的增加，略有下降。因 而，类似直流电动机的机械特性，是一条下倾的直线。 3.当s很大时，有，，说明电磁转矩M近似 与s成反比，即M增加时n反而升高。 4.当s=1时，n=0，=常数，此即三相异步电机的启动转 矩。 从上述可见，三相异步电动机的机械特性由两段组成：当s较小（n较高）时，n与M近似呈线性关系；当s较大（n较低）时，n随M增大而升高。将两部分机械特性圆滑连接，既得三相异步电动机机械特性，如图1-1所示。 5. 由上述公式可得三相异步电动机直接起动时，起动电流较大，可达额定电流的 5～7 倍，同时会引起电网电压波动，该方法只适合于小容量轻负载的异步电 动机的起动。 二：异步电动机直接启动的电路图如图1-2： M n 图1-1 三相异步电动机机械特性

图1-2 三、电路设计与参数计算 MATLAB简介 八十年代以来，计算机仿真成为交流电机及其调速系统分析，研究和设计的有利工具。应用计算机的仿真技术，我们可以用软件建立起电机及其传动、控制的仿真模型，再以这个模型在计算机内人为模拟的环境或条件下的运行研究，替代真实电机在实际场合下的运行实验，既可得到可靠的数据，又节约了研究的时间及费用。MATLAB 语言具有以下特点：1功能强大、2界面友好、编程效率高3扩展性强 启动SIMULINK只需在MATLAB的命令窗口键人“SIMULNIK”命令，此时出现一个SIMULINK 窗口。这个窗口包含7个模块库，它们分别是信号源模块库(sources)、输出模块库(Sinks)、离散模块库(Diserete)、线性模块库(Linear)、非线性模块库(Nonlinear)、连接与接口模块库(Connections)和扩展模块库(Extrax)。 1、仿真电路设计和参数 应用MatLab/simulink 建立三相异步电动机直接起动仿真模型如图1 所示。主要包括三相异步电动机模块（Asynchronous Machine）、电源模块（Power Source）、选择器模块（Selector）和测量模块（Machinemeasurement）等。其中，异步电机模块参数设置如下：Pn =110 KW，Un =400 V，fn =50 Hz, Un =1 487 r/min, 定子电阻 Rs=0.02155Ω，定子电感 Ls=0.000 226H，

同步电机matlab仿真

第1章 仿真系统总体设计 1.1 系统对象 本次研究对象为典型的5马力（3.73kW ），三相三线，230V ，4极同步凸极机，其参数如下： r s =0.531Ω r ’r =0.408 Ω J=0.1kg/m 2 L ls =L lr ’=2.52mH L m =84.7mH 1.2 系统分块 1.2.1 电源 假设电机瞬间连接到稳定的60Hz ，正弦输出230V rms 电压源，则三相电压定义为： )3/2377cos(2303 2 )3/2377cos(2303 2 )377cos(2303 2 ππ+= -= = t v t v t v cs bs as （3-1） 1.2.2 abc/dq 转换器 派克变换是人们熟悉也是最广泛运用的坐标变换之一。它的基础是“任何一组三相平衡定子电流产生的合成磁场，总可由两个轴线相互垂直的磁场所替代”的双反应原理。根据这原理，将这两根轴线的方向选择得与转子正、交轴方向一致，使三相定子绕组电流产生得电枢反应磁场，由两个位于这两轴方向的等值定子绕组电流产生的电枢反应磁场所替代，就称为派克变换。因此，简言之，派克变换相当于观察点位置的变换——将观察点从空间不动的定子上，转移到空间旋转的转子上，并且将两个位于转子正、交轴向的等值定子绕组，替代实际的三相定子绕组。设abc f 为abc 坐标下的变量，0dq f 为dq 坐标下的变量，定义P 为求导算子，其转换公式为： abc dq Pf f =0 (3-2) 式中 ⎥⎥⎥⎦⎤ ⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎣⎡=c b a abc q d dq f f f f i i i f ,00 (3-3)

他励直流电机MATLAB仿真

一、背景和目的 直流电机是人类最早发明的电机。直流电动机和交流电动机一样是实现电力拖动。在交流电动机问世之前，直流电力拖动是当时唯一的拖动方式，到了19世纪末期以后，随着交流电动机的研制成功和推广应用，交、直流两种拖动方式便开始并存于各个生产领域中。直流电机和交流电机相比较，直流电机由于以下几个方面制约了它的发展，直流电机的结构比较复杂、制造麻烦、维护困难、价格较贵制约了它的发展和应用，使得交流电力拖动逐渐成为电力拖动的主流。但是，直流电机具有良好的启动性能、调速性能和制动性能，使得直流电力拖动在生产领域中仍占有一席之地。如电力机车、无轨电车、轧钢机、高炉卷扬设备和大型机密机床仍然采用直流电力拖动。 从20世纪80年代中后期起，以晶闸管整流装置取代了以往的直流发电机电动机组及水银整流装置，使直流电气传动完成一次大的跃进。同时，控制电路也实现了高度集成化、小型化、高可靠性及低成本。以上技术的应用，使直流调速系统的性能指标大幅提高，应用范围不断扩大，直流调速技术不断发展。 随着微型计算机、超大规模集成电路、新型电子电力开关器件和新型传感器的出现，以及自动控制理论、电力电子技术、计算机控制技术的深入发展，直流电动机控制也装置不断向前发展。微机的应用使直流电气传动控制系统趋向于数字化、智能化，极大地推动了电气传动的发展。近年来，一些先进国家陆续推出并大量使用以微机为控制核心的直流电气传动装置，如西门子公司的SIMOREG K6RA24、ABB公司的PAD/PSD等等。 随着现代化步伐的加快，人们生活水平的不断提高，对自动化的需求也越来越高，直流电动机应用领域也不断扩大。例如，军事和宇航方面的雷达天线，火炮瞄准，惯性导航，卫星姿态，飞船光电池对太阳得跟踪等控制； 工业方面的各种加工中心，专用加工设备，数控机床，工业机器人，塑料机械，印刷机械，绕线机，纺织机械，工业缝纫机，泵和压缩机等设备的控制； 计算机外围设备和办公设备中的各种磁盘驱动器，各种光盘驱动器，绘图仪，扫描仪，打印机，传真机，复印机等设备的控制；音像设备和家用电器中的

电力拖动自动控制系统Matlab仿真实验报告

电力拖动自动控制系统 ---Matlab仿真实验报告

实验一二极管单相整流电路 一．【实验目的】 1．通过对二极管单相整流电路的仿真，掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识； 2．通过实验进一步加深理解二极管单向导通的特性。 图1-1 二极管单相整流电路仿真模型图 二．【实验步骤和内容】 1.仿真模型的建立 ①打开模型编辑窗口； ②复制相关模块； ③修改模块参数； ④模块连接； 2.仿真模型的运行 ①仿真过程的启动； ②仿真参数的设置； 3.观察整流输出电压、电流波形并作比较，如图1-2、1-3、1-4所示。

三．【实验总结】 由于负载为纯阻性，故输出电压与电流同相位，即波形相同，但幅值不等，如图1-4所示。 图1-2 整流电压输出波形图图1-3 整流电流输出波形图 图1-4 整形电压、电流输出波形图

实验二三相桥式半控整流电路 一．【实验目的】 1．通过对三相桥式半控整流电路的仿真，掌握由电路原理图转换成仿真电路的基本知识； 2．研究三相桥式半控整流电路整流的工作原理和全过程。 二．【实验步骤和内容】 1.仿真模型的建立：打开模型编辑窗口，复制相关模块，修改模块参数，模块连接。 2.仿真模型的运行；仿真过程的启动，仿真参数的设置。 相应的参数设置： （1）交流电压源参数U=100 V，f=25 Hz，三相电源相位依次延迟120°。 （2）晶闸管参数 Rn=0.001 Ω，Lon=0.000 1 H，Vf=0 V，Rs=50 Ω，Cs=250e-6 F。 （3）负载参数R=10 Ω，L=0 H，C=inf。 （4）脉冲发生器的振幅为5 V，周期为0.04 s （即频率为25 Hz），脉冲宽度为2。 图2-1 三相桥式半控整流电路仿真模型图

毕业设计基于MATLABSIMULINK的交流电动机调速系统仿真

1 绪论 1.1课题研究背景及目的 研究背景 直流调速系统的主要优点在于调速范围广、静差率小、稳定性好以及具有良好的动态性能;在相当长时期内,高性能的调速系统几乎都是直流调速系统;尽管如此,直流调速系统却解决不了直流电动机本身的换向和在恶劣环境下的不适应问题,同时制造大容量、高转速及高电压直流电动机也十分困难,这就限制了直流拖动系统的进一步发展; 交流电动机自1985年出现后,由于没有理想的调速方案,因而长期用于恒速拖动领域;20世纪70年代后,国际上解决了交流电动机调速方案中的关键问题,使得交流调速系统得到了迅速的发展,现在交流调速系统已逐步取代大部分直流调速系统;目前,交流调速已具备了宽调速范围、高稳态精度、快动态响应、高工作效率以及可以四象限运行等优异特性,其稳、动态特性均可以与直流调速系统相媲美; 与直流调速系统相比,交流调速系统具有以下特点： （1）容量大； （2）转速高且耐高压； （3）交流电动机的体积、重量、价格比同等容量的直流电动机小,且结构简单、经济可靠、惯性小； （4）交流电动机环境使用性强,坚固耐用,可以在十分恶劣的环境下使用； （5）高性能、高精度的新型交流拖动系统已达同直流拖动系统一样的性能指标； （6）交流调速系统能显著的节能； 从各方面看,交流调速系统最终将取代直流调速系统; 1.1.1研究目的 本课题主要运用MATLAB-SIMULINK软件中的交流电机库对交流电动机调速系统进行仿真,由仿真结果图直接认识交流系统的机械特性;本文重点对三相交流调压调速系统进行仿真研究,认识PID调节器参数的改变对系统性能的影响,认识该系统动态及静态性能的优劣及适用环境; 在实际应用中,电动机作为把电能转换为机械能的主要设备,一是要具有较高的机电能量转换效率；二是应能根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度;电动机

基于MATLAB的三相感应电动机调速系统的设计与仿真

基于MATLAB的三相感应电动机调速系统的设计与仿真 摘要 随着社会经济的发展，在实际的工业应用中各行业电气化生产程度不断提高，由于生产工艺日趋复杂，加工工序更加细致。这就要求电动机必须能够完成快速、平稳、多频次的调速任务。笔者通过学校图书馆以及互联网查阅了三项感应电动机的相关文献资料，对于三项感应电动机的数学模型以及矢量控制原理进行了解，为论文研究提供理论基础。在此基础上对基于MATLAB的三项感应电动机调速系统进行仿真设计，通过介绍仿真软件，以及仿真模型的组成，来进行适量坐标变换的仿真工作，通过SVPWM仿真对三相电动机矢量控制调速系统进行防振设计，最后完成控制系统设计。 关键词：MATLAB；三相感应电动机；调速系统；设计 I

基于matlab三相感应电动机调速系统的设计与仿真 Abstract With the development of social economy, the degree of electrification production in various industries in practical industrial applications has been continuously improved. Due to the increasingly complex production process, the processing procedures are more detailed. This requires that the motor must be able to complete the fast, stable, multi-frequency speed regulation task. Through the school library and the Internet, the author consulted the relevant literature of the three induction motors, and understood the mathematical model of the three induction motors and the principle of vector control, which provided the theoretical basis for the study of the paper. On this basis, three induction motor speed control systems based on MATLAB are simulated and designed. By introducing the simulation software and the composition of the simulation model, the appropriate coordinate transformation is simulated. The anti-vibration design of three-phase motor vector control speed control system is carried out through SVPWM simulation, and the control system design is completed finally. Key words: MATLAB; three induction motors; speed control system; design

matlab课程设计--基于Matlab的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真

matlab课程设计--基于Matlab 的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真

基于MATLAB的直流电机双闭环调速系统的设计与仿真 班级：自动化12-1班 姓名： 学号： 指导老师：

前言 MATLAB是一种对技术计算高性能的语言，它集成了计算、可视化和编程于一个易用的环境中。在此环境下，问题和解答都表达为我们熟悉的数学符号。典型的应用有：1.数学和计算；2.算法开发；3.建模、模拟和原形化；4.数据分析、探索和可视化；5.科学与工程制图；6.应用开发，包括图形用户界面的建立。 MATLAB在信号与系统中的应用主要包括符号运算和数值计算仿真分析。由于信号与系统课程的许多内容都是基于公式演算，而MATLAB借助符号数学工具箱提供的符号运算功能，能基本满足信号与系统课程的需求。例如解微分方程、傅里叶正反变换、拉普拉斯正反变换和z正反变换等。MATLAB在信号与系统中的另一主要应用是数值计算与仿真分析，主要包括函数波形绘制、函数运算、冲击响应与阶跃响应仿真分析、信号的时域分析、信号的频谱分析、系统的S域分析和零极点图绘制等内容。数值计算仿真分析可以帮助学生更深入地理解理论知识，并为将来使用MATLAB进行信号处理领域的各种分析和实际应用打下基础。 此次课程设计主要是为了进一步熟悉对matlab软件的使用，以及学会利用matlab对直流电机双闭环调速系统这种实际问题进行处理，将理论应用于实际，加深对它的理解。

目录 前言 第一章Matlab软件简介 1.1 Matlab的产生和历史背景 (1) 1.2 Matlab的语言特点 (2) 第二章系统介绍 2.1 设计参数要求 (4) 2.2 稳态参数计算 (4) 2.3 电流环设计 (5) 2.4 转速换设计 (8) 第三章仿真调试 3.1 仿真结果分析 (11) 3.2 转速电流双闭环程序流程框图 (11) 3.3 Matlab源程序 (12) 第四章总结 (14) 参考文献