给出单机无穷大系统的参数设定,并利用matlab设计线性最优励磁,给出详细代码
时间: 2024-03-21 10:40:35 浏览: 22
单机无穷大系统的参数设定如下:
- 电机额定电压:220V
- 电机额定频率:50Hz
- 电机额定功率:5kW
- 电机额定转速:1500rpm
- 电机额定电流:22.7A
- 电机绕组电阻:0.6Ω
- 电机绕组电感:0.015H
- 电机转矩常数:0.2N.m/A
- 电机惯量:0.05kg.m^2
接下来,我们使用MATLAB来设计线性最优励磁控制器。
首先,我们需要建立电机的状态空间模型,代码如下:
```
% 电机参数
V_rate = 220; % 电压额定值
f_rate = 50; % 频率额定值
P_rate = 5e3; % 功率额定值
N_rate = 1500; % 转速额定值
I_rate = 22.7; % 电流额定值
R = 0.6; % 绕组电阻
L = 0.015; % 绕组电感
Kt = 0.2; % 转矩常数
J = 0.05; % 惯量
% 状态空间模型
A = [-R/L -Kt/L; Kt/J 0];
B = [1/L; 0];
C = [0 1];
D = 0;
sys = ss(A, B, C, D);
```
接下来,我们需要确定线性最优励磁控制器的控制目标和控制策略。在本例中,我们选择控制目标为最小化功率损失,控制策略为设计一个反馈控制器,通过调节电机中线圈电流来控制电机运转。
代码如下:
```
% 控制器设计
Q = diag([1 0.1]); % 状态权重矩阵
R = 1; % 控制权重矩阵
[K,~,~] = lqr(sys,Q,R); % LQR控制器设计
Ac = (A-B*K); % 控制器增益矩阵
Bc = K; % 控制器输入矩阵
Cc = C; % 控制器输出矩阵
Dc = D;
sysc = ss(Ac,Bc,Cc,Dc); % 控制器状态空间模型
sysol = sysc*sys; % 开环系统
syscl = feedback(sysol,1); % 闭环系统
```
最后,我们可以使用MATLAB的sim命令来模拟电机的运转,并绘制出电机的转速和电流随时间变化的曲线。代码如下:
```
% 仿真
t = 0:0.0005:2; % 时间范围
u = zeros(size(t)); % 输入信号
u(1000:2000) = 1; % 输入信号
[y,t,x] = lsim(syscl,u,t); % 系统响应
plot(t,y(:,1)); % 绘制电机转速随时间变化的曲线
xlabel('Time (s)');
ylabel('Speed (rpm)');
figure;
plot(t,y(:,2)); % 绘制电机电流随时间变化的曲线
xlabel('Time (s)');
ylabel('Current (A)');
```
以上就是MATLAB设计线性最优励磁的详细代码。