機(jī)電系統(tǒng)仿真.ppt

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1、MATLAB簡(jiǎn)介與simulink仿真入門基本概念仿真利用模型復(fù)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中發(fā)生的本質(zhì)過程，并通過對(duì)系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)來研究存在的或設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)。仿真工具通過微型計(jì)算機(jī)，配合各類仿真軟件實(shí)現(xiàn)仿真的目的。為何仿真模塊能模擬實(shí)際設(shè)備？其依據(jù)是什么？仿真基于研究理論，仿真模塊能模擬實(shí)際設(shè)備是基于設(shè)備的數(shù)學(xué)物理模型。學(xué)習(xí)本課程的前提扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，能使用理論知識(shí)對(duì)仿真結(jié)果的正確性進(jìn)行判斷。電力系統(tǒng)常用仿真軟件簡(jiǎn)介BPA-用于電力系統(tǒng)潮流計(jì)算EMTP-電磁暫態(tài)過程仿真PSCAD/EMTDC-電磁暫態(tài)和控制環(huán)節(jié)

2、仿真PSASP-機(jī)電暫態(tài)工程仿真MATLABMATLAB簡(jiǎn)介由MathWorks公司開發(fā)的科學(xué)與工程計(jì)算軟件，在應(yīng)用代數(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、自動(dòng)控制、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字與模擬通信、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用。MATLAB自研發(fā)以來，版本不斷推陳出新，現(xiàn)在最新的版本為2013a。Simulink包括仿真平臺(tái)和系統(tǒng)仿真模型庫(kù)兩部分，主要用于仿真以數(shù)學(xué)函數(shù)和傳遞函數(shù)表達(dá)的系統(tǒng)。simPowerSystems是其下面的一個(gè)專用的模塊庫(kù)，其提供了一種類似電路建模的方法進(jìn)行模型繪制，在仿真前自動(dòng)將仿真系統(tǒng)圖變化

3、成狀態(tài)方程描述的系統(tǒng)形式，然后再Simulink下進(jìn)行仿真分析。MATLAB/Simulink的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)提供了強(qiáng)大的數(shù)學(xué)應(yīng)用功能。圖形功能強(qiáng)大。提供了功能強(qiáng)大的工具箱。建模方式直觀。缺點(diǎn)程序執(zhí)行速度較慢。仿真模型在MATLAB的各個(gè)版本中兼容性較差。菜單工具欄工作空間瀏覽器命令窗口當(dāng)前路徑瀏覽器命令歷史瀏覽器MATLAB命令常用命令Clear—清理內(nèi)存變量clc清除工作窗口中的所有顯示內(nèi)容Hold圖形保持開關(guān)；分號(hào)，區(qū)分行及取消運(yùn)行結(jié)果顯示[]方括號(hào)，定義矩陣%百分號(hào)，注釋標(biāo)記=等號(hào)，賦值標(biāo)記M

4、atlab內(nèi)置基本矩陣函數(shù)Ones(n,m)—產(chǎn)生n行m列的全1矩陣Zeros(n,m)—產(chǎn)生n行m列的全0矩陣rand(n,m)—產(chǎn)生n行m列的在[0,1]均勻分布的隨機(jī)矩陣randn(n,m)—產(chǎn)生n行m列的正態(tài)分布的隨機(jī)矩陣eye(n)—產(chǎn)生n階的單位矩陣ans當(dāng)輸入表達(dá)式不賦值給任何變量時(shí)，命令窗口自建的變量。Pi即π+-加與減符號(hào)*.*乘和點(diǎn)乘/左除和右除../數(shù)組除，其計(jì)算過程與數(shù)組乘類似^.^乘方，數(shù)組乘方MATLAB關(guān)系運(yùn)算符==等于~=不等于<小于>大于<=小于等于>=大于

5、等于基本邏輯運(yùn)算&邏輯與

6、邏輯或~邏輯非xor邏輯異或數(shù)值輸出格式命令Formatshot以4位小數(shù)的浮點(diǎn)格式輸出Formatlong以14位小數(shù)的浮點(diǎn)格式輸出Formatrat以有理數(shù)格式輸出MATLAB常用數(shù)學(xué)函數(shù)Abs（x）求x的絕對(duì)值Sqrt（x）求x的平方根Exp（x）求x的指數(shù)函數(shù)E科學(xué)計(jì)數(shù)法Fix（x）截尾取整MATLAB程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)順序語句設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單程序生成一個(gè)五周期的頻率為50Hz正弦波，并用繪圖程序繪制出來。要求采樣頻率為10kHz。條件語句設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單程序，要求n=0時(shí)，

7、y=a+1，n=1時(shí)，y=a*(1+n)，n=2時(shí)，y=a+n，n若非以上三個(gè)數(shù)，則y=a，a可以任意賦值。If–else–end語句Swich-case-otherwise語句循環(huán)語句生成一串?dāng)?shù)字，分別是sin(π/10)，sin(2π/10)，sin(3π/10)，sin(4π/10)，sin(5π/10)，sin(6π/10)，sin(7π/10)，sin(8π/10)，sin(9π/10)，sin(π)。For循環(huán)While循環(huán)簡(jiǎn)單電力信號(hào)的仿真獲取簡(jiǎn)單電力信號(hào)的方法有兩種通過編制程序直

8、接獲得通過搭建仿真模型，由示波器數(shù)據(jù)獲得例生成一個(gè)含有基波和二次諧波的電力信號(hào)，信號(hào)時(shí)長(zhǎng)為0.1s，信號(hào)采樣頻率5000hzx=sin(100πt)+0.5sin(200πt)圖片屬性圖片復(fù)制簡(jiǎn)單電路系統(tǒng)的仿真+-+-K(t=0.03s)R=(5Ω)C=(150μF)Vs=110V求解當(dāng)開關(guān)閉合后電容電壓和線路電流的變化規(guī)律仿真算法可變步長(zhǎng)類算法Ode45、Ode23、Ode113、Ode15s、Ode23t、Ode23s、Ode23tbOde45-首選算法固定步長(zhǎng)類算法Ode5、Ode4、Od

9、e3、Ode2、Ode1噪聲信號(hào)模擬由于電力設(shè)備不能獨(dú)立運(yùn)行，因此空間內(nèi)多個(gè)電力設(shè)備有著相互影響，其特征是電力系統(tǒng)信號(hào)都含有噪聲信號(hào)。電力系統(tǒng)的噪聲信號(hào)中最普遍的是高斯白噪聲。因此為了使得仿真分析更接近實(shí)際，我們需在仿真信號(hào)的基礎(chǔ)上加高斯噪聲信號(hào)。高斯白噪聲如果一個(gè)噪聲，它的幅度分布服從高斯分布，而它的功率譜密度又是均勻分布的，則稱它為高斯白噪聲。Matlab模擬高斯白噪聲的命令Randn（m，n）信號(hào)頻譜分析Matlab頻譜分析命令y=fft(x,n)頻率分辨率=fs/n子系統(tǒng)及其封裝當(dāng)模型越