MATLAB仿真直流调速系统：开环控制与案例分析

"直流调速系统的MATLAB仿真(参考程序)汇总.pdf" 直流调速系统是电力传动领域中的重要组成部分，广泛应用于工业生产中。MATLAB作为一种强大的数学计算和仿真工具，被广泛用于直流调速系统的建模与分析。本资源主要讨论了如何使用MATLAB进行直流调速系统的开环仿真。 首先，我们关注开环直流调速系统。如描述中提到的，这种系统通常由三相晶闸管整流电路、平波电抗器L和直流电动机组成。通过改变触发器的控制角α，可以调节整流器的输出电压，进而调整电动机的转速。在MATLAB中，我们可以构建相应的仿真模型来模拟这一过程。图1展示了开环直流调速系统的电气原理图，而图2则是对应的仿真模型结构。 在仿真模型中，为减少整流器谐波对同步信号的影响，三相交流电源电感Ls通常设为0，而直流电动机的励磁则直接由直流电源供电。触发器的控制角α由移相控制信号Uc决定，其关系为α=90°-90°-α_min*Uc/Ucmax，在此模型中，α_min取30°，Ucmax取10V，因此α=90°-6Uc。 为了观察系统的动态行为，可以通过Step模块在特定时间点施加负载转矩TL。例如，仿真算例1中，我们考虑了一台四极直流电动机，其额定参数包括：UN=220V，IN=136A，nN=1460r/min，Ra=0.2Ω，GD2=22.5N·m²，Uf=220V，If=1.5A。整流电路的内阻Rrec=0.3Ω，平波电抗器Ld=20mH。目标是观察全压起动和加载后电动机的转速n、电磁转矩Te、电枢电流id以及电枢电压ud的变化。 在进行仿真时，需注意设置正确的模块参数。例如，供电电源电压U2应考虑整流器内阻的影响，计算得到约130V；励磁电阻Rf根据励磁电压和电流计算；电枢电阻Ra直接给出；电枢电感La可通过电动机的特性估算；而电枢绕组与励磁绕组之间的互感Lf则可以通过电动机的额定电压和电流计算得出。 仿真步骤包括：1)构建仿真模型，即按照电气原理图建立MATLAB Simulink模型；2)设定模块参数，确保所有设备参数与实际系统一致；3)运行仿真，并观察和记录电机性能变量的变化；4)分析仿真结果，理解系统动态行为，对系统性能进行评估和优化。 通过MATLAB仿真，我们可以深入理解直流调速系统的动态行为，有助于设计和优化控制系统，提高系统的稳定性和效率。这个资源提供的参考程序和步骤对于学习和研究直流调速系统具有很高的价值。