matlab系统仿真实训课程设计

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1、吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第1章绪论1.1引言同步发电机是电力系统中最重要和最复杂的元件，由多个具有电磁耦合关系的绕组构成。同步发电机突然短路的暂态过程所产生的冲击电流可能达到额定电流的十几倍，对电机本身和相关的电气设备都可能产生严重的影响，因此对同步发电机动态特性的研究历来是电力系统中的重要课题之一。而同步电机的突然三相短路，是电力系统的最严重的故障，它是人们最为关心、研究最多的过渡过程。虽然短路过程所经历的时间是极短的(通常约为0.1～0.3s)，但对电枢短路电流和转子电流的分析计算，却有着非常重要的意义。1.2设计目的要求及内容1.设计目的（1）学会M

2、ATLAB的使用，掌握MATLAB的设计方法；（2）通过仿真波形深刻认识同步发电机在电力系统中突然短路的特点。2.设计任务使用Simulink建立同步发电机运行电路模型，仿真获得同步发电机在突然三相对称短路情况下的仿真曲线，对同步发电机运行时突然短路的暂态过程进行仿真研究。第15页共17页吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第1章MATLAB及Simulink概述2.1MATLAB简介MATLAB是由美国Mathworks公司开发的一套高性能的数值计算和可视化大型软件，它是以矩阵运算为基础，把计算、可视化、程序设计融合在一个交互的工作环境中，在此环境中可以实现工程计算

3、、算法研究、建模和仿真、应用程序开发等，其在科学计算、工程设计和系统仿真中运用很广泛。MATLAB提供的Simulink工具箱是一个在MATLAB环境下用于对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它提供了用方框图进行建模的接口，与传统的仿真建模相比，更加直观、灵活。2.2Simulink中电力系统模块库简介Simulink是一种用来实现计算机仿真的软件工具。它是MATLAB的一个附加组件，可用于实现各种动态系统（括连续系统、离散系统和混合系统）的建模、分析和仿真。Simulink对仿真的实现可以应用于动力系统、信息控制、通信设计、金融财会及生物医学等各个领域的研究中。Sim

4、ulink实际上提供了一个系统级的建模与动态仿真的图形用户环境，并且凭借MATLAB在科学计算上的天然优势，建立了从设计构思到最终要求的可视化桥梁，大大弥补了传统设计和开发工具的不足。它可以使系统的输入变得相当容易且直观，同时可以容易地改变输入信号的形式，对仿真算法和仿真参数的选择以及对输出结果的处理上也更加灵活自由。由于Simulink可以很方便地创建和维护一个完整的模型，评估不同算法和结构并验证系统性能，另外Simulink还可以与MATLAB中的DSP工具箱、信号处理工具箱以及通讯工具箱等联合使用，进而实现软硬件的接口，从而成为实用的控制软件。在MATLAB命令窗口键

5、入Simulink命令，或单击MATLAB工具栏中的Simulink图标，则可以打开Simulink模型库窗口。这一模型库包括以下各个子模型库:Sources(输入源)、Siuk(输出方式)、Discrete(离散时间模型)、Function&Tables(功能列表)、Math(数学方法)、Signals&System(信号或系统)、Linear(线性环节)、Nonlinear(非线性环节)、Connections(连接及接口)等。第15页共17页吉林建筑大学城建学院电气信息工程系课程设计第3章同步发电机的原理及短路分析3.1理想同步发电机由于转子结构的不同，同步电机可分为

6、隐极机和凸极机两类。以下的研究对象像都是凸极机。同步电机的主要特点是：定子有三相交流绕组，转子为直流励磁。将电机结构简化后，电机内部的磁场分布和相应的感应电势的变化规律仍相当复杂，如步采取一定的假设，仍难以对它们的运行方式作定量分析。这些假设是：1．电机铁芯不饱和。这一假设不仅意味磁场和各绕组电流间有线形关系，也使在确定空气隙合成磁场时有可能运用叠加原理。2．电机有完全对称的磁路和绕组。这一假设包含以下几方面：定子三相绕组完全相同，空间位置彼此相隔2/3π电弧度；转子每极的励磁绕组完全相同；阻尼条的设置对称于正、交轴。3．定子三相绕组的自感磁场，定子与转子绕组间的互感磁场，

7、沿空气隙按正弦律分布。这一假设表示略去所有的谐波磁势、谐波磁通和相应的谐波电势，也略去谐波磁场产生的电磁转矩。满足上列假设条件的同步电机，称为理想同步电机。3.2同步发电机的工作原理同步发电机的工作原理转子是旋转的,其中装设的转子励磁绕组线圈两端与两个彼此绝缘的滑环连接,外界是通过压在滑环上的电刷将直流电送给励磁绕组的,当转子励磁绕组得电后,就会产生磁场,有N极S极。当转子在原动机的带动下旋转时,三相定子电枢绕组就处在旋转磁场中切割磁力线而感应电势,输出端接入负荷,发电机就会向负载供电。3.3同步发电机突然三相短路