基于MATLAB同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)仿真.doc

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1、基于MATLAB同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)仿真維持發(fā)電機(jī)輸出端電壓或系統(tǒng)某點(diǎn)電壓在給定的數(shù)值，保證并聯(lián)運(yùn)行的各發(fā)電機(jī)的無功功率能夠合理地進(jìn)行分配，提高系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性及動態(tài)穩(wěn)定性，改善電力系統(tǒng)的運(yùn)行條件。有發(fā)電機(jī)功率勵磁裝置及自動勵磁調(diào)節(jié)器構(gòu)成閉環(huán)反饋系統(tǒng)發(fā)電機(jī)為被控對象，功率勵磁裝置供給發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場所需的直流功率，自動勵磁調(diào)節(jié)器AVR，一般由調(diào)差環(huán)節(jié)，電壓檢測，綜合放大等環(huán)節(jié)構(gòu)成。說明：由發(fā)電機(jī)電壓互感器TV測量出的發(fā)電機(jī)電壓Ug在綜合點(diǎn)與電壓設(shè)定器的設(shè)定電壓Uref進(jìn)行比較，其偏差值Uerr進(jìn)入AVR放大部分進(jìn)行運(yùn)算，再經(jīng)勵磁機(jī)EX功率放大環(huán)節(jié)對發(fā)

2、電機(jī)勵磁回路進(jìn)行調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型同步發(fā)電機(jī)傳遞函數(shù)，電壓測量單元傳遞函數(shù)，功率放大單元傳遞函數(shù)同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)框圖，勵磁系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，勵磁系統(tǒng)的動態(tài)方程同步發(fā)電機(jī)傳遞函數(shù)假設(shè)該系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)雙輸出繞組是嚴(yán)格同步變化的，在不考慮發(fā)電機(jī)磁路的飽和特性時，同步發(fā)電機(jī)的傳遞函數(shù)可簡化為下一階滯后環(huán)節(jié)：Kg，發(fā)電機(jī)放大系數(shù),取1Td0’，時間常數(shù)，取1電壓測量單元電壓測量單元完成勵磁同步發(fā)電機(jī)輸出電壓到數(shù)字控制器輸入信號的轉(zhuǎn)化，其中整流濾波電路略有延時，可用一階慣性環(huán)節(jié)近似描述，故傳遞函數(shù)為：Kc，電壓傳感器的輸入輸出比例，取3Tr，濾波回路時間

3、常數(shù)，取1功率放大單元功率放大主要是指由勵磁控制器輸出小的控制信號Upwm，到勵磁功率器件的輸出Uf之間的功率轉(zhuǎn)換作用，該單元可認(rèn)為是一階慣性環(huán)節(jié)，傳遞函數(shù)為：Ka，放大環(huán)節(jié)的電壓比例，取2Ta，放大環(huán)節(jié)時間常數(shù)，取1勵磁系統(tǒng)框圖根據(jù)同步發(fā)電機(jī)勵磁控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，得出該系統(tǒng)的傳遞函數(shù)框圖：勵磁系統(tǒng)的傳遞函數(shù)有上述單元傳遞函數(shù)及其系統(tǒng)框圖可得勵磁系統(tǒng)的傳遞函數(shù)：?。篕g=1，Td0’=1，Kc=3，Tr=1，Ka=2，Ta=1勵磁系統(tǒng)的動態(tài)方程即：=Ax+bu，y=x勵磁系統(tǒng)的穩(wěn)定性傳遞函數(shù)分母最高階數(shù)=狀態(tài)方程維數(shù)，所以系統(tǒng)能夠完全表征，所以該系統(tǒng)是

4、穩(wěn)定的。勵磁系統(tǒng)的能控性該系統(tǒng)的能控矩陣：Rank（S）=3，所以能控矩陣是滿秩，所以該系統(tǒng)是狀態(tài)完全能控的。勵磁系統(tǒng)的能觀性該系統(tǒng)的能觀矩陣：Rank（V）=3，所以能觀矩陣是滿秩，所以該系統(tǒng)是狀態(tài)完全能觀的。勵磁系統(tǒng)的單位階躍曲線勵磁控制系統(tǒng)的根軌跡圖勵磁控制系統(tǒng)的校正采用PID調(diào)節(jié)器對系統(tǒng)進(jìn)行矯正，PID調(diào)節(jié)器的函數(shù)為：取Kp=1，Ki=1，Kd=0.5校正后系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為：繪制未校正系統(tǒng)的bode圖：校正以后的bode圖：