搜档网
当前位置:搜档网 › 基于BPA的交直流系统稳定性仿真研究

基于BPA的交直流系统稳定性仿真研究

基于BPA的交直流系统稳定性仿真研究
基于BPA的交直流系统稳定性仿真研究

机械手(码垛机)液压与PLC系统的设计与仿真毕业设计

黎明职业大学机电工程与自动化学院毕业设计 毕业设计报告 设计题目:机械手(码垛机)液压与PLC系统的设计与仿真

目录 第1章绪论 (3) 第2章毕业设计任务与要求 (4) 2.1设计任务 (4) 2.2设计要求 (5) 第3章液压系统设计 (6) 3.1负载分析 (6) 3.2液压缸的设计与计算 (6) 3.2.1夹紧液压缸的设计与计算 (6) 3.2.2升降液压缸的设计与计算 (7) 3.2.3平移液压缸的设计与计算 (9) 3.2.4液压缸结构尺寸计算 (10) 3.3确定液压系统方案,拟定液压系统原理图 (11) 3.3.1确定执行元件的类型 (11) 3.3.2换向方式确定 (11) 3.3.3各回路的确定 (11) 3.4 液压元件及辅助装置的选型与确定 (12) 3.4.1 选择液压泵 (12) 3.4.2确定油管的尺寸 (12) 3.4.3液压阀的选型 (13) 第4章电气控制系统设计 (14) 4.1控制要求分析 (14) 4.2硬件设计 (14) 4.2.1 PLC的选型 (14)

4.2.2 I/O分配表 (15) 4.2.3 PLC电路设计 (15) 4.3电气元件选型 (19) 4.4软件设计 (21) 4.4.1画出动作流程图 (21) 4.4.2人机界面组态控制 (22) 第5章安装调试仿真 (26) 5.1 液压仿真 (26) 5.2 PLC调试 (26) 第6章设计结论 (26) 第7章仪器设备清单 (27) 第8章收获、体会和建议 (27) 参考文献 (28) 附录 (29)

第1章绪论 机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器,他有多个自由度,可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。

电力电子技术与电力系统分析matlab仿真

电气2013级卓班电力电子技术与电力系统分析 课程实训报告 专业:电气工程及其自动化 班级: 姓名: 学号: 指导教师:

兰州交通大学自动化与电气工程学院 2016 年 1 月日

电力电子技术与电力系统分析课程实训报告 1 电力电子技术实训报告 1.1 实训题目 1.1.1电力电子技术实训题目一 一.单相半波整流 参考电力电子技术指导书中实验三负载,建立MATLAB/Simulink环境下三相半波整流电路和三相半波有源逆变电路的仿真模型。仿真参数设置如下: (1)交流电压源的参数设置和以前实验相关的参数一样。 (2)晶闸管的参数设置如下: R=0.001Ω,L =0H,V f=0.8V,R s=500Ω,C s=250e-9F on (3)负载的参数设置 RLC串联环节中的R对应R d,L对应L d,其负载根据类型不同做不同的调整。 (4)完成以下任务: ①仿真绘出电阻性负载(RLC串联负载环节中的R d= Ω,电感L d=0,C=inf,反电动势为0)下α=30°,60°,90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L 和晶闸管两端电压U vt1的波形。 d ②仿真绘出阻感性负载下(负载R d=Ω,电感L d为,反电动势E=0)α=30°,60°,90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形。 ③仿真绘出阻感性反电动势负载下α=90°,120°,150°时整流电压U d,负载电流L d和晶闸管两端电压U vt1的波形,注意反电动势E的极性。 (5)结合仿真结果回答以下问题: ①该三项半波可控整流电路在β=60°,90°时输出的电压有何差异?

实验一--控制系统的稳定性分析

实验一--控制系统的稳定性分析

实验一控制系统的稳定性分 班级:光伏2班 姓名:王永强 学号:1200309067

实验一控制系统的稳定性分析 一、实验目的 1、研究高阶系统的稳定性,验证稳定判据的正确性; 2、了解系统增益变化对系统稳定性的影响;

3、观察系统结构和稳态误差之间的关系。 二、实验任务 1、稳定性分析 欲判断系统的稳定性,只要求出系统的闭环极点即可,而系统的闭环极点就是闭环传递函数的分母多项式的根,可以利用MATLAB中的tf2zp函数求出系统的零极点,或者利用root函数求分母多项式的根来确定系统的闭环极点,从而判断系统的稳定性。 (1)已知单位负反馈控制系统的开环传递 函数为 0.2( 2.5) () (0.5)(0.7)(3) s G s s s s s + = +++,用MATLAB编写 程序来判断闭环系统的稳定性,并绘制闭环系统的零极点图。 在MATLAB命令窗口写入程序代码如下:z=-2.5 p=[0,-0.5,-0.7,-3] k=1 Go=zpk(z,p,k)

Gc=feedback(Go,1) Gctf=tf(Gc) dc=Gctf.den dens=ploy2str(dc{1},'s') 运行结果如下: Gctf = s + 2.5 --------------------------------------- s^4 + 4.2 s^3 + 3.95 s^2 + 2.05 s + 2.5 Continuous-time transfer function. dens是系统的特征多项式,接着输入如下MATLAB程序代码: den=[1,4.2,3.95,1.25,0.5] p=roots(den)

毕业设计(论文)-基于MATLAB的液压系统的设计与仿真

各专业完整优秀毕业论文设计图纸 西南交通大学 本科毕业设计(论文) 基于MATLAB的液压系统的设计与仿真 摘要 液压电梯是现代社会中一种重要的垂直运输工具,由于其具有机房设置灵活、对井道结构强度要求低、运行平稳、载重量大, 以及故障率低等优点, 在国内外中、低层建筑中的应用已相当普遍。液压电梯是集机、电、液一体化的产品,是由多个相互独立又相互协调配合的单元构成,对液压电梯的开发研究涉及机械、液压及自动控制等多个领域。 本文在对液压电梯的实际工作情况做了详细分析后,假定了一个电梯具体的工作条件(包括电梯的最大负载和运行速度等),选定电梯轿厢的支承方式为双缸直顶式、支承液压缸为三级同步液压缸,并设计了满足条件的电梯液压系统。然后根据电梯的工作条件和已设定参数,对各个液压元件进行了设计计算。最后结合实际的情况和一些具体的产品,对液压元件的型号和尺寸的进行了确定。 在此基础上,本文对电梯液压系统进行了数学模型的建立,在建模过程中采用拓扑原理建立系统的数学模型,即先根据系统的总体结构建立液压系统的拓扑结构图,将系统分成若干个可以独立的子系统,然后再分别建立每个子系统的数学模型,最后再根据拓扑结构组合成整个大系统的数学模型。在建立了系统数学模型后,对液压系统进行了仿真分析,得到了系统的速度、压力和位移曲线,这就更直观的反应了系统的运行过程。 根据仿真结果分析,液压缸在运行过程中速度振动较大,本论文将PID控制算法加入到系统中,采用积分分离PID控制方法对本液压系统进行了仿真分析,结果显示加入PID控制方法后系统稳定性得到了提高,具有良好的工作性能。 关键词:液压电梯;双缸直顶式;三级同步液压缸;动态仿真;PID控制

电力系统仿真

如图所示为一无穷大功率供电的三相对称系统,短路发生前系统处于稳定运行状态。假设a 相电流为)sin(i |0|0?αω-+=t (1-1) 式中, 2 22|0|m )'()'(L L R R U I m +++= ω,) '()'(arct an R R L L ++=ω? 假设t=0s 时刻,f 点发生三相短路故障。此时电路被分成俩个独立回路。由无限大电源供电的三相电路,其阻抗由原来的)'()'(L L j R R +++ω突然减小为L j R ω+。由于短路后的电路仍然是三相对称的,依据对称关系可以得到a 、b 、c 相短路全电流的表达式 []a T t m m m e I I t I ----+-+=)sin()sin()sin(i |0||0|a ?α?α?αω [ ] α ?α?α?αωT t m e I I t I - -----+--+=)120sin()120sin()120sin(i m |0||0|m b 。 。。 [ ] α ?α?αααωT t m m m c e I I t I - -+--++-++=)120sin()120sin()120sin(i |0||0|。 。。 式中, 2 2m )(L R U I m ω+= 为短路电流的稳态分量的幅值。 短路电流最大可能瞬时值称为短路电流的冲击值,以m i 表示。冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体在短路电流下的受力是否超过容许值,即所谓的动稳定度。由此可得冲击电流的计算式为 m m 01.001 .0m )e 1(i I K I e I I im T T m m =+=+≈α α 式中,im K 称为冲击系数,即冲击电流值对于短路电流周期性分量幅值的倍数;αT 为时间常数。 短路电流的最大有效值m I 是以最大瞬时值发生的时刻(即发生短路经历约半个周期)为中心的短路电流有效值。在发生最大冲击电流的情况下,有 22 2m 2 1(21)1(m 2) -+= -+= im I im I im K K I I m 短路电流的最大有效值主要用于检验开关电器等设备切断短路电流的能力。 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 假设无穷大功率电源供电系统如图所示,在0.02s 时刻变压器低压母线发生三相短路故障,仿真其短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。线路参数为 ;km 17.0,km 4.0,5011Ω=Ω==r x km L 变压器额定容量A MW S N ?=20,电压 U s %=10.5,短路损耗KW P s 135=?,空载损耗KW P 220=?,空载电流I 0%=0.8,变比 11110=T K ,高低压绕组均为Y 形联结;并设供点电压为110KV 。其对应的Simulink 仿真

实验四 控制系统的稳定性分析

西京学院实验教学教案实验课程:现代控制理论基础 课序: 4 教室:工程舫0B-14实验日期:2013-6-3、4、6 教师:万少松 一、实验名称:系统的稳定性及极点配置二、实验目的 1.巩固控制系统稳定性等基础知识;2.掌握利用系统特征根判断系统稳定性的方法;3.掌握利用李雅普诺夫第二法判断系统的稳定性的方法;4. 掌握利用状态反馈完成系统的极点配置;5.通过Matlab 编程,上机调试,掌握和验证所学控制系统的基本理论。三、实验所需设备及应用软件序号 型 号备 注1 计算机2Matlab 软件四、实验内容1. 利用特征根判断稳定性;2. 利用李雅普诺夫第二法判断系统的稳定性;3.状态反馈的极点配置;五、实验方法及步骤1.打开计算机,运行MATLAB 软件。2.将实验内容写入程序编辑窗口并运行。3.分析结果,写出实验报告。 语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题,合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则:在分线盒处,当不同电压回路交叉时,应采用金属隔板进行隔开处动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题,作为调试人员,需要然停机。因此,电力高中资料试卷保护装置调试技术,要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器

一、利用特征根判断稳定性 用matlab 求取一个系统的特征根,可以有许多方法,如,,,()eig ()pzmap 2ss zp ,等。下面举例说明。 2tf zp roots 【例题1】已知一个系统传递函数为,试不同的方法分析闭环系统的稳定性。()G s 2(3)()(5)(6)(22)s G s s s s s += ++++解:num=[1,3]den=conv([1,2,2],conv([1,6],[1,5]))sys=tf(num,den)(1)() eig p=eig(sys)显示如下:p = -6.0000 -5.0000 -1.0000 + 1.0000i -1.0000 - 1.0000i 所有的根都具有负的实部,所以系统稳定。(2) ()pzmap pzmap(sys) 从绘出的零极点图可看见,系统的零极点都位于左半平面,系统稳定。(3)2()tf zp [z,p,k]=tf2zp(num,den) (4)()roots roots(den)【例题2】已知线性定常连续系统的状态方程为122122x x x x x ==- 试用特征值判据判断系统的稳定性。 解: A=[0,1;2,-1] eig(A)

液压系统的课程设计

《现代机械工程基础实验1》(机电)之 机械工程控制基础综合实验 指导书 指导教师:董明晓逄波 山东建筑大学 机电工程学院 2013.7.4 一、过山车项目 1、过山车(Roller coaster,或又称为云霄飞车),是一种机动游乐设施,常见于游乐园和主题乐园中。过山车通常采用液压弹射器提速。弹射系统由高速液压缸、活塞式蓄能器以及大流量高速开关阀等三部分组成液压系统原理图如下:

2、过山车机械结构设计方案图 3、该方案的应用坦克仿真驾驶平台的起伏效果、混凝土搅拌机、塔式起重机、车辆驱动传动系统,液压起升平台 4过山车液压节能回收装置。液压系统设计中的节能问题主要是降低系统的功率损失,液压系统的功率损失会使系统的总效率下降、油温升高、油液变质,导致液压设备发生故障。因此,设计液压系统时必须多途径的考虑怎样降低系统的功率损失。其设计如图所示。

二.坦克系统 1、如何驱动庞然大物-坦克,主要依靠液压系统的驱动,导向,制动。机械液压双工 率流向机构,使得来自发动机的动力分两路,流向驱动轮的两侧。其行走系统 液压原理图 2、由于军事工业的需要,为了使坦克更好的适应作战环境(沟壑,险滩等路面凹凸 不平,)有时为了需要不得不从空中运输,从空中迫降,显而易见,处理好减 震已经迫在眉睫。坦克液压减震系统原理图

3、液压式减震器的结构同吸入式泵基本相似,。当履带遇到凸起的路面受到冲击时, 缸筒向上移动,活塞在内缸筒里相对往下移动。此时,活塞阀门被冲开向上,内缸筒腔内活塞下侧的油不受任何阻力地流向活塞上侧。同时,这一部分油也通过底部阀门上的小孔流入内、外缸筒之间的油腔内。这样就有效地衰减了凹凸路面对车辆的冲击负荷。而当车轮越过凸起地面往下落时,缸筒也会跟着往下运动,活塞就会相对于缸筒向上移动。当活塞向上移动时,油冲开底部的阀门流向内缸筒,同时内缸筒活塞上侧的油经活塞阀门上的小孔流向下侧。此时当油液流过小孔过程中,会受到很大的阻力,这样就产生了较好的阻尼作用,起到了减震的目的。液压减震系统机械结构图 4、设计一个减震系统,使得生鸡蛋从5米高的地方下落能够完好

电力系统仿真软件介绍

电力系统仿真软件 电力系统仿真软件简介 一、PSAPAC 简介: 由美国EPRI开发,是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。 功能:DYNRED(Dynamic Reduction Program):网络化简与系统的动态等值,保留需要的节点。 LOADSYN(Load Synthesis Program):模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW(Interactive Power Flow Program):采用快速分解法和牛顿-拉夫逊法相结合的潮流分析方法,由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。 TLIM(Transfer Limit Program):快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。 DIRECT:直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷,并且提供了计算稳定裕度的方法,增强了时域仿真的能力。 LTSP(Long Term Stability Program):LTSP是时域仿真程序,用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性,提供了详细的模型和方法。 VSTAB(Voltage Stability Program):该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性,给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态,使用了一种增强的潮流程序,提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP(Extended Transient midterm Stability Program):EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真,程序采用了稀疏技术,解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small-signal Stability Program):该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析,由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序(PEALS)两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值,由于系统的所有模式都计算,它对控制的设计和协调是理想的工具;PEALS使用了两种技术:AESOPS算法和改进Arnoldi 方法,这两种算法高效、可靠,而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。 二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析,它的典型应用是预测电力系统在某个扰动(如开关投切或故障)之后感兴趣的变量随时间变化的规律,将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合,可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP(The alternative Transients Program)是EMTP的免费独立版本,是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统,数学模型广泛,除用于暂态计算,还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年,由Drs.

实验二 控制系统的阶跃响应及稳定性分析

实验二 控制系统的阶跃响应及稳定性分析 一、实验目的及要求: 1.掌握控制系统数学模型的基本描述方法; 2.了解控制系统的稳定性分析方法; 3.掌握控制时域分析基本方法。 二、实验内容: 1.系统数学模型的几种表示方法 (1)传递函数模型 G(s)=tf() (2)零极点模型 G(s)=zpk(z,p,k) 其中,G(s)= 将零点、极点及K值输入即可建立零极点模型。 z=[-z1,-z …,-z m] p=[-p1,-p …,-p] k=k (3)多项式求根的函数:roots ( ) 调用格式: z=roots(a) 其中:z — 各个根所构成的向量 a — 多项式系数向量 (4)两种模型之间的转换函数: [z ,p ,k]=tf2zp(num , den) %传递函数模型向零极点传递函数的转换 [num , den ]=zp2tf(z ,p ,k) %零极点传递函数向传递函数模型的转换 (5)feedback()函数:系统反馈连接

调用格式:sys=feedback(s1,s2,sign) 其中,s1为前向通道传递函数,s2为反馈通道传递函数,sign=-1时,表示系统为单位负反馈;sign=1时,表示系统为单位正反馈。 2.控制系统的稳定性分析方法 (1)求闭环特征方程的根(用roots函数); 判断以为系统前向通道传递函数而构成的单位负反馈系统的稳定性,指出系统的闭环特征根的值: 可编程如下: numg=1; deng=[1 1 2 23]; numf=1; denf=1; [num,den]= feedback(numg,deng,numf,denf,-1); roots(den) (2)化为零极点模型,看极点是否在s右半平面(用pzmap); 3.控制系统根轨迹绘制 rlocus() 函数:功能为求系统根轨迹 rlocfind():计算给定根的根轨迹增益 sgrid()函数:绘制连续时间系统根轨迹和零极点图中的阻尼系数和自然频率栅格线 4.线性系统时间响应分析 step( )函数---求系统阶跃响应 impulse( )函数:求取系统的脉冲响应 lsim( )函数:求系统的任意输入下的仿真 三、实验报告要求:

液压机液压系统设计与simhydraulic仿真分析

太原科技大学本科毕业设计(论文或说 明书) 液压机液压系统设计与simhydraulic仿真分析Hydraulic machine hydraulic system design and simhydraulic software simulation analysis 学院(系)机械工程学院 专业:机械设计制造及其自动化(液压) 学生姓名:钟河金 学号: 200912030114 指导教师:孔屹刚 评阅教师: 完成日期: 2013年6月7日 太原科技大学 Taiyuan University of Science and Technology

摘要 SimHydraulics软件是一个在MATLAB和Simulink内进行工程设计、液压传动与控制系统仿真的建模环境。利用SimHydraulics对200T单缸立式液压机的液压系统进行仿真,获得液压系统的压力、流量、液压缸活塞位移、液压缸活塞速度等曲线图,根据仿真结果对液压机液压系统的设计进行改进。 首先,设计一个200T单缸立式液压机液压系统;然后,运用 SimHydraulics 软件建立单缸立式液压机液压系统的仿真模型;最后,对仿真结果进行分析,并根据所获得的的数据对液压系统进行改进。 关键词:SimHydraulics,液压系统仿真,液压机

Hydraulic machine hydraulic system design and simhydraulic software simulation analysis ABSTRACT SimHydraulics software is a modeling environment for the engineering design and simulation of hydraulic power and control systems within Simulink and https://www.sodocs.net/doc/094962310.html,e SimHydraulics software to Model a hydraulic system of 200T Single-cylinder vertical hydraulic machine 。Then compare the obtained diagrams about system pressure 、flow rate、piston displacement and piston velocity to the original designed data-sheet,and improve the design。 First, the design a hydraulic system of 200T Single-cylinder vertical hydraulic machine。Then,use SimHydraulics software to Model this hydraulic system .Finally, analyse the simulation results and t improve the hydraulic system basing on the obtained data。 Key Words:SimHydraulics, Simulation of hydraulic system, hydraulic machine

计算机仿真实验-基于Simulink的简单电力系统仿真参考资料

实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验 一. 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库; 2) 掌握Simulink 的的powergui 模块的应用; 3) 掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法; 4)掌握开关电源的工作原理及其工作特点; 5)掌握PID 控制对系统输出特性的影响。 二.实验内容与要求 单机无穷大电力系统如图7-1所示。平衡节点电压044030 V V =∠?。负荷功率10L P kW =。线路参数:电阻1l R =Ω;电感0.01l L H =。发电机额定参数:额定功率100n P kW =;额定电压440 3 n V V =;额定励磁电流70 fn i A =;额定频率50n f Hz =。发电机定子侧参数:0.26s R =Ω,1 1.14 L mH =,13.7 md L mH =,11 mq L mH =。发电机转子侧参数:0.13f R =Ω,1 2.1 fd L mH =。发电机阻尼绕组参数:0.0224kd R =Ω,1 1.4 kd L mH =,10.02kq R =Ω,11 1 kq L mH =。发电机转动惯量和极对数分别为224.9 J kgm =和2p =。发电机输出功率050 e P kW =时,系统运行达到稳态状态。在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时,分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线,以及发电机转速和功率角的变化曲线。

G 发电机节点 V 负 荷 l R l L L P 图 7.1 单机无穷大系统结构图 输电线路 三.实验步骤 1. 建立系统仿真模型 同步电机模块有2个输入端子、1个输出端子和3个电气连接端子。模块的第1个输入端子(Pm)为电机的机械功率。当机械功率为正时,表示同步电机运行方式为发电机模式;当机械功率为负时,表示同步电机运行方式为电动机模式。在发电机模式下,输入可以是一个正的常数,也可以是一个函数或者是原动机模块的输出;在电动机模式下,输入通常是一个负的常数或者是函数。模块的第2个输入端子(Vf)是励磁电压,在发电机模式下可以由励磁模块提供,在电动机模式下为一个常数。 在Simulink仿真环境中打开Simulink库,找出相应的单元部件模型,构造仿真模型,三相电压源幅值为4403,频率为50Hz。按图连接好线路,设置参数,建立其仿真模型,仿真时间为5s,仿真方法为ode23tb,并对各个单元部件模型的参数进行修改,如图所示。

控制系统的稳定性分析

精品 实验题目控制系统的稳定性分析 一、实验目的 1.观察系统的不稳定现象。 2.研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。 二、实验仪器 1.EL-AT-II型自动控制系统实验箱一台 2.计算机一台 三、系统模拟电路图 系统模拟电路图如图3-1 图3-1 系统模拟电路图R3=0~500K; C=1μf或C=0.1μf两种情况。 四、实验报告 1.根据所示模拟电路图,求出系统的传递函数表达式。 G(S)= K=R3/100K,T=CuF/10 2.绘制EWB图和Simulink仿真图。

精品 3.根据表中数据绘制响应曲线。 4.计算系统的临界放大系数,确定此时R3的值,并记录响应曲线。 系统响应曲线 实验曲线Matlab (或EWB)仿真 R3=100K = C=1UF 临界 稳定 (理论值 R3= 200K) C=1UF

精品 临界 稳定 (实测值 R3= 220K) C=1UF R3 =100K C= 0.1UF

精品 临界 稳定 (理论 值R3= 1100 K) C=0.1UF 临界稳定 (实测值 R3= 1110K ) C= 0.1UF

精品 实验和仿真结果 1.根据表格中所给数据分别进行实验箱、EWB或Simulink实验,并进行实验曲线对比,分析实验箱的实验曲线与仿真曲线差异的原因。 对比: 实验曲线中R3取实验值时更接近等幅振荡,而MATLAB仿真时R3取理论值更接近等幅振荡。 原因: MATLAB仿真没有误差,而实验时存在误差。 2.通过实验箱测定系统临界稳定增益,并与理论值及其仿真结果进行比较(1)当C=1uf,R3=200K(理论值)时,临界稳态增益K=2, 当C=1uf,R3=220K(实验值)时,临界稳态增益K=2.2,与理论值相近(2)当C=0.1uf,R3=1100K(理论值)时,临界稳态增益K=11 当C=0.1uf,R3=1110K(实验值)时,临界稳态增益K=11.1,与理论值相近 四、实验总结与思考 1.实验中出现的问题及解决办法 问题:系统传递函数曲线出现截止失真。 解决方法:调节R3。 2.本次实验的不足与改进 遇到问题时,没有冷静分析。考虑问题不够全面,只想到是实验箱线路的问题,而只是分模块连接电路。 改进:在实验老师的指导下,我们发现是R3的取值出现了问题,并及时解决,后续问题能够做到举一反三。 3.本次实验的体会 遇到问题时应该冷静下来,全面地分析问题。遇到无法独立解决的问题,要及时请教老师,

液压系统的设计研究

液压系统的设计研究 摘要:本文首先阐述液压系统的设计概述,然后分析了液压支架立柱试验台液压系统的设计,最后对液压系统的设计提出了建议。 关键词:液压系统;设计;研究 1.前言 随着科技的不断发展,液压系统被广泛的应用在各个领域,人们对液压系统的要求也越来越高。我国在液压系统的设计上虽然有所完善,但依然存在一些问题和不足需要改进。在科技占主导地位的新时期,加强对液压系统的设计研究,对确保液压系统的发展有着重要的意义。 2.液压系统的设计概述 现代冶金机械广泛使用液压装置。冶金液压装置较复杂、精密,有较多的动态要求。液压设计是一项细致繁杂的工作,设计方法的现代化一直为人们所关注。液压系统的设计主要内容一是液压系统原理图的拟定,包括执行元件类型和油路类型的确定、基本回路的选择、系统原理图的绘制等方面;二是液压系统设计性能的验算与分析,主要是用以评判系统设计的质量,并加以改进和完善。 3.液压系统的设计 3.1 液压支架立柱试验的要求 目前,我国液压支架立柱生产厂家对液压支架立柱的试验项目主要依据我国煤炭标准MT313—92《液压支架立柱技术条件》并同时参考液压支架立柱、千斤顶的欧洲标准EN1804—2。依据上述标准试验项目的要求,可确定液压支架立柱试验台液压系统的主要技术参数。 3.2 液压支架立柱试验台中液压系统设计 根据两大标准中试验过程的动作要求,在AMEsim软件草图模式下。设计如图1所示的液压支架立柱试验台中液压系统的仿真原理图。 液压系统工作过程分为外加载、内加载2部分。被测油缸的退让速度由变量泵l调定,外加载系统的最大工作压力由溢流阀2及增压缸增压比确定,电磁换向阀3右位时加载、左位卸荷,液控单向阀4用于外加载保压,对于被测油缸缸底强度试验及低速退让性试验采用外加载增压方式实现,以弥补变量泵的低速性能,电磁换向阀5的左右切换使增压缸6产生高压以满足试验要求:在内加载油路,8为内加载泵房的泵站,溢流阀9用于调定内加载系统的最大工作压力,电液换向阀l0右位对被测立柱卸荷缩回、左位初撑加载,液控单向阀11用于内加

控制系统的稳定性

3.8 控制系统的稳定性 3.8 控制系统的稳定性 稳定性是控制系统最重要的特性之一。它表示了控制系统承受各种扰动,保持其预定工作状态的能力。不稳定的系统是无用的系统,只有稳定的系统才有可能获得实际应用。我们前几节讨论的控制系统动态特性,稳态特性分析计算方法,都是以系统稳定为前提的。 3.8.1 稳定性的定义 图3.26(a)是一个单摆的例子。在静止状态下,小球处于A位置。若用外力使小球偏离A而到达A’,就产生了位置偏差。考察外力去除后小球的运动,我们会发现,小球从初始偏差位置A',经过若干次摆动后,最终回到A点,恢复到静止状态。图3.26(b)是处于山顶的一个足球。足球在静止状态下处于B位置。如果我们用外力使足球偏离B位置,根据常识我们都知道,足球不可能再自动回到B位置。对于单摆,我们说A位置是小球的稳定位置,而对于足球来说,B则是不稳定的位置。 图 3.26 稳定位置和不稳定位置 (a)稳定位置;(b)不稳定位置 处于某平衡工作点的控制系统在扰动作用下会偏离其平衡状态,产生初始偏差。稳定性是指扰动消失后,控制系统由初始偏差回复到原平衡状态的性能。若能恢复到原平衡状态,我们说系统是稳定的。若偏离平衡状态的偏差越来越大,系统就是不稳定的。 在控制理论中,普遍采用了李雅普诺夫(Liapunov)提出的稳定性定义,内容如下: 设描述系统的状态方程为 (3.131)

式中x(t)为n维状态向量,f(x(t),t)是n维向量,它是各状态变量和时间t的函数。如果系统的某一状态,对所有时间t,都满足 (3.132) 则称为系统的平衡状态。是n维向量。当扰动使系统的平衡状态受到破坏时,系统就会偏离平衡状态,在时,产生初始状态=x。在时,如果对于任一实数,都存在另一实数,使得下列不等式成立 (3.133) (3.134) 则称系统的平衡状态为稳定的。 式中称为欧几里德范数,定义为: (3.135) 矢量的范数是n维空间长度概念的一般表示方法。 这个定义说明,在系统状态偏离平衡状态,产生初始状态以后,即以后,系统的状态将会随时间变化。对于给定的无论多么小的的球域S(),总存在另一个的球域,只要初始状态不超出球域,则系统的状态 的运动轨迹在后始终在球域S()内,系统称为稳定系统。 当t无限增长,如果满足: (3.136) 即系统状态最终回到了原来的平衡状态,我们称这样的系统是渐近稳定的。对于任意给定的正数,如果不存在另一个正数,即在球域内的初始状态,在后,的轨迹最终超越了球域S(),我们称这种系统是不稳定的。 图3.27是二阶系统关于李雅普诺夫稳定性定义的几何说明。

国内外电力系统仿真技术

1国内外电力系统仿真技术 1.1电力系统仿真技术发展概述 目前,电力系统的仿真技术主要有三大类,即电力系统动态模拟仿真技术、电力系统数模混合式仿真技术以及电力系统全数字仿真技术。 1.1.1电力系统动态模拟仿真技术 电力系统动态模拟仿真技术采用动态模拟装置,也就是物理仿真系统。20世纪60年代以前,电力系统仿真主要采用这种全物理的动态模拟装置。其原理是用比原型系统在规格上缩减一定比例的方法建立物理模型系统,通过在物理模型上做试验代替在实际系统中的试验。其优点是可以较真实的反映被研究系统的全动态过程,现象直观明了,物理意义明确,缺点是仿真的规模受实验室设备和场地限制,而且每一次不同类型的试验都要重新进行电气接线,耗力耗时,另外,可扩展性和兼容性差。 1.1.2电力系统数模混合式仿真技术 电力系统数模混合式技术采用数模混合仿真系统,这种技术一般是用数字仿真模型模拟发电机、电动机、控制系统等,变压器、交流输电线路、直流输电换流阀组和控制装置等元件仍采用物理模型。其优点是综合了数字仿真和物理仿真优势,能够较真实地模拟一些系统电气元件,准确地反映系统的动态过程,缺点是接口环节多、试验接线工作量大和仿真规模受限。 1.1.3电力系统全数字仿真技术 电力系统全数字仿真系统是进入20世纪90年代以来发展起来的一种仿真技术。全数字仿真系统内所有元件都采用数字仿真模型。这种仿真系统对于计算方法和计算机运算处理速度的要求很高。全数字仿真系统的优点是不受被研究系统规模和结构复杂性的限制,计算速度快、使用灵活、扩展方便、成本相对低廉,

是当前电力系统仿真系统发展的主要方向。尤其是近年来随着数字计算机和并行技术的发展而出现的基于高性能PC机群的全数字仿真系统使得其价格低廉、升级扩展方便的优势更为突出,电力系统全数字实时仿真得到了越来越广泛的应用。 全数字仿真系统优势明显,是当前仿真系统的发展趋势。随着电力系统的发展,系统规模和复杂程度的增加,采取物理模拟的方法对实际系统进行仿真受到限制。由于电力系统数字仿真具有不受原有系统规模和结构复杂性的限制、保证被研究和试验系统的安全性、具有良好的经济性和便利性、可用于对设计未来系统性能的预测等优点,现已成为分析、研究电力系统必不可少的工具。随着计算机和数值计算技术的飞速发展,为电力系统数字仿真的发展提供了坚实的基础,使得电力系统数字仿真技术得到了迅速地发展。电力系统数字仿真包括离线数字仿真和实时数字仿真。 电力系统离线数字仿真是在计算机技术发展的基础上,建立电力系统物理过程的数学模型,用求解数学方程的方法来进行仿真研究。电力系统仿真软件根据动态过程中系统模型和仿真方法的不同,离线数字仿真可以分为电磁暂态过程仿真、机电暂态过程仿真和中长期动态过程仿真。电磁暂态数字仿真是用数值计算方法对电力系统中从数微秒至数秒之间的电磁暂态过程进行仿真模拟。电磁暂态仿真程序普遍采用的是电磁暂态程序(简称为EMTP),中国电力科学研究院在EMTP基础上开发了EMTPE。另外,加拿大Manitoba直流研究中心的EMTDC、加拿大哥伦比亚大学的MicroTran和德国西门子的NETOMAC,都具有与EMTP 相似的软件功能;机电暂态数字仿真主要研究电力系统受到大扰动后的暂态稳定和受到小扰动后的静态稳定性能。国际上常用的机电暂态仿真程序有美国的PSS/E和ETMSP、ABB的SYMPOW、西门子的NETOMAC,国内主要采用中国电科院的PSASP和中国版的BPA;电力系统中长期动态过程仿真是电力系统受到扰动后较长过程的动态仿真,主要用来分析电力系统内较长时间的动态特性。国际上主要采用的中长期动态过程仿真程序有EUROSTAG程序、LTSP程序、EXTAB程序,另外PSS/E和MODES程序也具有长过程动态稳定计算功能。 电力系统实时数字仿真系统是基于现代计算机技术开发的体系机构和大型电力系统电磁暂态仿真软件系统,可以进行电力系统电磁暂态的全过程实时模

完整word版,PSS在电力系统稳定性中的应用仿真开题报告

一、选题的目的及研究意义 电力系统的发展,互联电力网络变得越来越大。如此的发展趋势在给电力系统以巨大的技术和经济效益的同时,也使得稳定性破坏事故所波及的范围更加广泛,电力市场的日益开放会使运行方式更加灵活多变,对稳定性的实时性判断要求更高。与此同时,由于受到环境和经济等因素的制约,区域间联网和远距离大容量输电系统的不断出现,系统运行更加接近极限状态,这使得电力系统稳定性问题日趋严重,电力系统一旦失去稳定,往往造成大范围、较长时间停电,在最严重的情况下,则可能使电力系统崩溃和瓦解,因此,准确、快速地分析电力系统在扰动下的稳定性行为,必要时采取适当的控制措施,以保证系统稳定性的要求,是电力系统设计及运行人员最重要也是最复杂的任务之一。 从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小,迫切要求运用电力仿真来解决这些问题依据电网用电供电系统电路模型要求。因此,利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型,能够满足电网在其可能遇到的多种故障方面运行的需要。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 实际上, 如何保证和提高电力系统的稳定性是从多个方面进行考虑的。在系统规划阶段应合理选择发电厂厂址, 采用合理的输电方案以及配置相应的保护和自动装置等。在运行管理方面, 控制中心对运行方式的良好安排也有助于保证电力系统的安全稳定运行。当系统遭受扰动后,施加控制是改善和提高电力系统稳定性最经济有效的方法之一, 而严重故障后的紧急控制措施可将由于安全性破坏而对系统造成的影响减小到最低程度。 目前暂态稳定分析的基本方法可分为两类:数值解法和直接法。 数值解法(时域仿真法)是暂态稳定分析基本方法,它以稳态工况或潮流解为初值,对上述方程组联立求解或交替求解,逐步求得状态量和代数量,并根据发电机的转子摇摆曲线来判定系统在扰动下能否保持同步。 目前时域仿真法主要采用的数值计算方法包括显式积分法和隐式积分法。前者包括欧拉法、龙格-库塔法和线形多步法等。后者包括改进的欧拉法和隐式积分法。欧拉法的精度低,数值稳定性较差,一般适用于简单模型和较短的暂态持续时间。龙格-库塔法拟合了泰勒级数的高阶项,具有比较高的精度,数值稳定性好。它的缺点是计算量大,计算速度慢。线形多步法精度高,运算量比龙格一库塔法小,但计算结果受初始值的影响较大,需要选择适当的起步算法来保证其精度。改进的欧拉法用隐式积分校正欧拉法的结果,精度比欧拉法有所提高。隐式梯形积分法在联立求解微分一代数方程时可以消除交接误差,具有较好的数值稳定性,可以采用较大的步长。虽然时域仿真法可以考虑电机的详细模型,而且能够得到足够准确的结果,但是随着网络规模的扩大,时域仿真法的计算量将很大,计算速度不能满足在线监测和控制的要求,并且其不能定量给出系统的稳定裕度。所以对电力系统暂态稳定研究致力于寻找一种快速、准确、实用的暂态分析算法。我国电力科学界对稳定分析的直接法与快速算法的研究大致始于80年代,其中最早发表的一篇是夏道止与Heydt等人关于分解-聚合法在线稳定的研究。随后有电力部电力科学研究院傅书逷等人关于PEBS法的研究:清华大学倪以信与美国Fouad等人对UEP法的直流输电模型与励磁系统模型的研究:1988年我国学者南京电力自动化研究院薛禹胜与比利时Pavella教授等人提出了扩展等面积法(EEAC法),将多机系统变成等值两机系统,利用等面积准则和泰勒展开式导出临界切除时间和稳定裕度的解析式,根据这一解析在注入空间定义稳态稳定域,推算联络潮流的稳定极限。近年来该法经不断完善,已扩展到动态EEAC法,使得计算精度大大提高。到了90年代,直接法与快速算法的研究尤为活跃,如哈尔滨工业大学郭志忠,柳焯等人用高阶Taylor 级数研究快速暂稳计算问题,上海交通大学刘笙等人关于PEBS法复杂模型的研究,东北电力

自动控制实验报告一控制系统稳定性分析

实验一控制系统的稳定性分析 一、实验目的 1.观察系统的不稳定现象。 2.研究系统开环增益和时间常数对稳定性的影响。 二、实验仪器 1.自动控制系统实验箱一台 2.计算机一台 三、实验内容 系统模拟电路图如图 系统模拟电路图 其开环传递函数为: G(s)=10K/s(0.1s+1)(Ts+1) 式中 K1=R3/R2,R2=100KΩ,R3=0~500K;T=RC,R=100KΩ,C=1μf或C=0.1μf两种情况。 四、实验步骤 1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入U1接A/D、D/A卡的DA1输出,电路的 输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入,将纯积分电容两端连在模拟开关上。检查无误后接通电源。 2.启动计算机,在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。 3.在实验项目的下拉列表中选择实验三[控制系统的稳定性分析] 5.取R3的值为50KΩ,100KΩ,200KΩ,此时相应的K=10,K1=5,10,20。观察不同R3 值时显示区内的输出波形(既U2的波形),找到系统输出产生增幅振荡时相应的R3及K值。再把电阻R3由大至小变化,即R3=200kΩ,100kΩ,50kΩ,观察不同R3值

时显示区内的输出波形, 找出系统输出产生等幅振荡变化的R3及K值,并观察U2的输出波形。 五、实验数据 1模拟电路图 2.画出系统增幅或减幅振荡的波形图。 C=1uf时: R3=50K K=5:

R3=100K K=10 R3=200K K=20:

等幅振荡:R3=220k: 增幅振荡:R3=220k:

R3=260k: C=0.1uf时:

相关主题