基于matlab的按定子磁鏈定向的異步電動機(jī)仿真課程設(shè)計

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1、唐山學(xué)院自動控制系統(tǒng)課程設(shè)計題目基于MATLAB的按定子磁鏈定向的異步電動機(jī)仿真系(部)信息工程系班級12電本2姓名李**學(xué)號41202082**指導(dǎo)教師呂宏麗吳錚2016年1月18日至1月22日共1周2016年1月22日《自動控制系統(tǒng)》課程設(shè)計任務(wù)書一、設(shè)計題目、內(nèi)容及要求1.設(shè)計題目：基于MATLAB的按定子磁鏈定向的異步電動機(jī)仿真2.設(shè)計內(nèi)容：以異步電動機(jī)在靜止兩相坐標(biāo)系中為狀態(tài)變量的狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)為核心，構(gòu)建異步電動機(jī)仿真模型。要求：（1）推導(dǎo)出相應(yīng)的狀態(tài)方程；（2）三相正弦對稱電壓、和經(jīng)3/2變換模塊，得到相應(yīng)的兩相電壓，送入異步電動機(jī)仿真

2、模型，輸出兩相電流經(jīng)2/3變換模塊，得到三相電流、和；（3）觀察空載起動和加載過程的轉(zhuǎn)速仿真波形，觀察異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電流波形，觀察定子磁鏈波形。3.設(shè)計要求：要求學(xué)生利用MATLAB/Simulink仿真平臺獨立完成異步電動機(jī)的建模，波形仿真結(jié)果正確，說明書格式符合要求。二、設(shè)計原始資料仿真電機(jī)參數(shù)：，，，，，，，，。三、要求的設(shè)計成果（課程設(shè)計說明書、設(shè)計實物、圖紙等）課程設(shè)計說明書，異步電動機(jī)的仿真模型及仿真波形圖。四、進(jìn)程安排第二十周周一：查閱資料，狀態(tài)方程推導(dǎo)；周二至周三：異步電動機(jī)數(shù)學(xué)建模并仿真；周四：撰寫課程設(shè)計說明書；周五：課程設(shè)計答

3、辯。五、主要參考資料[1]陳伯時.電力拖動自動控制系統(tǒng)（第四版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009[2]薛定宇.基于MATLAB/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2002[3]陳桂明，張明照.應(yīng)用MATLAB建模與仿真[P].北京：科學(xué)出版社，2001[4]李夙.異步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)距控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999[5]彭鴻才.電機(jī)原理及拖動.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996指導(dǎo)教師（簽名）：教研室主任（簽名）：課程設(shè)計成績評定表出勤情況出勤天數(shù)缺勤天數(shù)成績評定出勤情況及設(shè)計過程表現(xiàn)（20分）課設(shè)答辯（20分）設(shè)計成

4、果（60分）總成績（100分）提問（答辯）問題情況綜合評定指導(dǎo)教師簽名：年月日目錄1引言12異步電動機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型22.1異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)22.2異步電機(jī)三相數(shù)學(xué)模型的建立過程22.2.1磁鏈方程32.2.2電壓方程52.2.3轉(zhuǎn)矩方程62.2.4運動方程73坐標(biāo)變換和狀態(tài)方程93.1坐標(biāo)變換的基本思路93.2三相--兩相變換（3/2變換和2/3變換）103.3靜止兩相坐標(biāo)系狀態(tài)方程的建立114系統(tǒng)模型生成及仿真144.1各模型實現(xiàn)144.1.13/2變換模型144.1.2異步電動機(jī)模型164.1.32/3變換模型174.2整體模型1

5、84.3仿真參數(shù)設(shè)置194.4仿真結(jié)果195總結(jié)23參考文獻(xiàn)24課程設(shè)計說明書1引言異步電動機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合性、多變量的性質(zhì)，要獲得高動態(tài)調(diào)速性能，必須從動態(tài)模型出發(fā)，分析異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制規(guī)律，研究高性能異步電動機(jī)的調(diào)速方案。矢量控制系統(tǒng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)是已經(jīng)獲得成熟應(yīng)用的兩種基于動態(tài)模型的高性能交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，矢量控制系統(tǒng)通過矢量變換和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向，得到等效直流電機(jī)模型，然后模仿直流電機(jī)控制策略設(shè)計控制系統(tǒng)；直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)利用轉(zhuǎn)矩偏差和定子磁鏈幅值偏差的正、負(fù)符號，根據(jù)當(dāng)前定子磁鏈?zhǔn)噶克谖恢?，直接選取合適的定子電壓矢量，

6、實施電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的控制。兩種交流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)都能實現(xiàn)優(yōu)良的靜、動態(tài)性能，各有所長，也各有不足。但是無論是哪種控制方法都必須經(jīng)過仿真設(shè)計后才可以進(jìn)一步搭建電路實現(xiàn)異步電動機(jī)的調(diào)速。本設(shè)計是基于MATLAB的按定子磁鏈定向的異步電動機(jī)控制仿真，通過模型的搭建，使得異步電動機(jī)能夠以圖形數(shù)據(jù)的方式經(jīng)行仿真，模擬將要實施的定子磁鏈設(shè)計，查看設(shè)計后的轉(zhuǎn)矩、磁鏈、電流、電壓波形，對比觀察空載起動和加載過程的轉(zhuǎn)速仿真波形，觀察異步電動機(jī)穩(wěn)態(tài)電流波形，觀察定子磁鏈波形。23課程設(shè)計說明書2異步電動機(jī)的三相數(shù)學(xué)模型2.1異步電動機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型的性質(zhì)異步電機(jī)數(shù)學(xué)

7、模型的建立實質(zhì)是找出異步電機(jī)的電磁耦合關(guān)系，而電磁耦合是機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的必要條件，電流與磁通的乘積產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩與磁通的乘積得到感應(yīng)電勢。由于他勵直流電機(jī)的勵磁繞組和電樞繞組相互獨立，勵磁電流和電樞電流單獨可控。若忽略對勵磁的電樞反應(yīng)或通過補償繞組抵消之，則勵磁和電樞繞組各自產(chǎn)生的磁動勢在空間相差π/3，無交叉耦合，氣隙磁通由勵磁繞組單獨產(chǎn)生，而電磁轉(zhuǎn)矩正比于磁通和電樞電流的乘積。不考慮弱磁調(diào)速時，可以在電樞合上電源以前建立磁通，并保持勵磁電流恒定，這樣就可以認(rèn)為磁通不參與系統(tǒng)的動態(tài)過程，一次直接通過電樞電流來控制轉(zhuǎn)速了?？梢钥闯鲋绷麟姍C(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型

8、只有一個輸入變量電樞電壓，和一個輸出變量轉(zhuǎn)速，可以用單變量系統(tǒng)來描述，完全可以應(yīng)用線性控制理論和工程設(shè)計方法進(jìn)行分析。而交