1、華東交通大學(xué)理工學(xué)院課程設(shè)計報告第一章 課程設(shè)計內(nèi)容及要求1. 直流電動機(jī)的機(jī)械特性仿真；2. 直流電動機(jī)的直接起動仿真；3. 直流電動機(jī)電樞串聯(lián)電阻啟動仿真；4. 直流電動機(jī)能耗制動仿真；5直流電動機(jī)反接制動仿真；6. 直流電動機(jī)改變電樞電壓調(diào)速仿真；7. 直流電動機(jī)改變勵磁電流調(diào)速仿真。要求：編寫M文件，在Simulink環(huán)境畫仿真模型原理圖，用二維畫圖命令畫仿真結(jié)果圖或用示波器觀察仿真結(jié)果，并加以分析第二章 直流電動機(jī)的電力拖動仿真繪制1）直流電動機(jī)的機(jī)械特性仿真 clear;U_N=220;P_N=22;I_N=115;n_N=1500;R_a=0.18;R_f=628;Ia_N=I_

2、N-U_N/R_f;C_EPhi_N=(U_N-R_a*Ia_N)/n_N;C_TPhi_N=9.55*C_EPhi_N;Ia=0;Ia_N;n=U_N/C_EPhi_N-R_a/(C_EPhi_N)*Ia;Te=C_TPhi_N*Ia;P1=U_N*Ia+U_N*U_N/R_f;T2_N=9550*P_N/n_N;figure(1);plot(Te,n,'.-');xlabel('電磁轉(zhuǎn)矩Te/N.m');ylabel('轉(zhuǎn)矩n/rpm');ylim(0,1800);figure(2);plot(Te,n,'rs');xlabe

3、l('電磁轉(zhuǎn)矩Te/N.m');ylabel('轉(zhuǎn)矩n/rpm');hold on;R_c=0;for coef=1:-0.25;0.25; U=U_N*coef; n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te; plot(Te,n,'k-'); str=strcat('U=',num2str(U),'V'); s_y=1650*coef; text(50,s_y,str);endfigure(3);n=U_N/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*

4、C_TPhi_N)*Te;plot(Te,n,'rs');xlabel('電磁轉(zhuǎn)矩Te/N.m');ylabel('轉(zhuǎn)矩n/rpm');hold on;U=U_N;R_c=0.02;for R_c=0:0.5:1.9; n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te; plot(Te,n,'k-'); str=strcat('R=',num2str(R_c+R_a),'Omega'); s_y=400*(4-R_c*1.8); text(120,s_y,s

5、tr);endylim(0,1700);figure(4);R_c=0;n=U_N/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te;plot(Te,n,'rs');xlabel('電磁轉(zhuǎn)矩Te/N.m');ylabel('轉(zhuǎn)矩n/rpm');hold on;U=U_N;R_c=0.02;for R_c=0.5:0.25:1.3; C_EPhi=C_EPhi_N*coef; C_TPhi=C_TPhi_N*coef; n=U/C_EPhi_N-(R_a+R_c)/(C_EPhi_N*C_TPhi_N)*Te; p

6、lot(Te,n,'k-'); str=strcat('phi=',num2str(coef),'*phi_N'); s_y=900*(4-coef*2.2); text(120,s_y,str);end a)固有機(jī)械特性 b)降低電樞電壓人為機(jī)械特性c) 增加電樞電阻人為機(jī)械特性 d) 改變磁通人為機(jī)械特性2） 直流電動機(jī)直接起動仿真直流電動機(jī)直接起動時，起動電流很大，可以達(dá)到額定電流的10-20倍，由此產(chǎn)生很大的沖擊轉(zhuǎn)矩。適用Simulink對直流電動機(jī)的直接起動過程建立仿真模型，通過仿真獲得直流電動機(jī)的直接起動電流和電磁轉(zhuǎn)矩的變化過程。他勵

7、直流電動機(jī)直接起動仿真模型原理圖 直流電動機(jī)模塊參數(shù)設(shè)置圖 直流電源模塊參數(shù)設(shè)置圖定時模塊參數(shù)設(shè)置圖 開關(guān)模塊參數(shù)設(shè)置圖 他勵直流電動機(jī)直接起動轉(zhuǎn)速電流關(guān)系仿真結(jié)果他勵直流電動機(jī)直接起動仿真結(jié)果3）直流電動機(jī)電樞串聯(lián)電阻啟動仿真建立他勵直流電動機(jī)電樞串聯(lián)三級電阻起動的仿真模型，仿真分析其串聯(lián)電阻起動過程，獲得起動過程的電樞電流.轉(zhuǎn)速和電磁轉(zhuǎn)矩的變化曲線。他勵直流電動機(jī)串起電阻啟動仿真模型原理圖 他勵直流電動機(jī)串起電阻仿真他勵直流電動機(jī)串起電阻起動的轉(zhuǎn)速電流關(guān)系仿真結(jié)果4）直流電動機(jī)能耗制動仿真能耗制動時，電樞通過電阻Rb短接，使用Simulink建立直流電動機(jī)的能耗制動仿真模型，仿真分析獲得轉(zhuǎn)

8、速。電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩的暫態(tài)過程曲線。 他勵直流電動機(jī)能耗制動仿真模型原理圖 他勵直流電動機(jī)能耗制動仿真結(jié)果 5） 直流電動機(jī)反接制動仿真直流電動機(jī)的反接制動分為電壓反向的反接制動和倒拉反接制動。電壓反向反接制動作用用于電動機(jī)的快速停機(jī)，而倒拉反接制動用于低速下放位能負(fù)載。使用Simulink建立直流電動機(jī)的電壓反向反接制動的仿真模型，仿真分析獲得轉(zhuǎn)速。電樞電流和電磁轉(zhuǎn)矩的暫態(tài)過程曲線。 他勵直流電動機(jī)電壓反向反接制動仿真模型原理圖 他勵直流電動機(jī)電壓反向反接制動仿真結(jié)果6）直流電動機(jī)改變電樞電壓調(diào)速仿真使用Simulink建立直流電動機(jī)的改變電樞電壓的仿真模型，仿真分析獲得轉(zhuǎn)速。電樞電流和電

9、磁轉(zhuǎn)矩的暫態(tài)過程曲線。 他勵直流電動機(jī)改變電樞電壓調(diào)速仿真模型原理圖 他勵直流電動機(jī)改變電樞電壓調(diào)速仿真結(jié)果他勵直流電動機(jī)改變勵磁電壓仿真模型原理圖第三章 MALTAB基本操作一、目的：1.掌握MATLAB的基本操作、常用命令。2.學(xué)會利用MATLAB圖形用戶界面設(shè)計工具設(shè)計一個與整個實驗內(nèi)容配套的實驗工作平臺，進(jìn)一步提高學(xué)生編程的能力和技巧。二、原理（一）MATLAB簡介MATLAB的名稱源自Matrix Laboratory，1984年由美國Mathworks公司推向市場。它是一種科學(xué)計算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函

10、數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計工作。MATLAB在信號處理中的應(yīng)用主要包括符號運(yùn)算和數(shù)值計算仿真分析。例如，解微分方程、傅里葉正反變換、拉普拉斯正反變換、z正反變換、函數(shù)波形繪制、函數(shù)運(yùn)算、沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)仿真分析、信號的時域分析、信號的頻譜分析、零極點圖繪制等內(nèi)容。 MATLAB作為面向科學(xué)與工程計算的大型科技應(yīng)用軟件，同樣提供了一個功能強(qiáng)大的用于編寫圖形用戶界面的工具GUI。MATLAB的用戶界面對象分為三類：用戶界面控件對象（uicontrol）,下拉式菜單對象(uimenu),和內(nèi)容式菜單對象（uicontextmenu）。其中GUI向?qū)?/p>

11、供了十種控件(Control)對象和一個坐標(biāo)軸(Axes)對象。它們分別是:按鈕(PushButton)、開關(guān)按鈕(ToggleButton)、編輯框(EditText)、彈出式菜單(PopupMenu)、圖文框(Frame)、靜態(tài)文本框(StaticText)、列表框(Listbox)、復(fù)選框(Checkbox)、滑動條(Slide)等，因此用戶在使用的過程需要深入地了解各種圖形對象的特征、屬性和操作。本實驗利用MATLAB的用戶界面對象，設(shè)計出以實驗內(nèi)容為依托的操作簡單、功能完備的圖形用戶界面，為后面的實驗仿真提供了有效的基礎(chǔ)。 第四章 Matlab程序的設(shè)計原則1.百分號%后面的內(nèi)容是程

12、序的注釋部分，要善于應(yīng)用注釋使程序更具有可度性。2.主程序開頭用clear指令清除變量，以清除工作空間中其他變量對程序運(yùn)行的影響。但注意子程序中不要用clear。3.參數(shù)值要集中放在程序的開始部分，以便維護(hù)，要充分利用matlab工具箱提供的指令來執(zhí)行所要進(jìn)行的運(yùn)算，在語句之后要輸入分號使其及中間結(jié)果不在屏幕上顯示，以提高執(zhí)行速度。4.input指令可以用來輸入一些立功臨時的數(shù)據(jù)；而對于大量的數(shù)據(jù)，則通過建立一個存儲參數(shù)的子程序。在主程序中通過子程序的名稱來調(diào)用。5.程序盡量模塊化，即采用主程序調(diào)用子程序的方法，將所有子程序合并起來執(zhí)行全部操作。6.充分利用Debugger來進(jìn)行程序的調(diào)試（設(shè)

13、置斷點、單步執(zhí)行、連續(xù)執(zhí)行），并用其他工具箱或圖形用戶界面（GUI)的設(shè)計技巧，將設(shè)計結(jié)果集成在一起。7.設(shè)置好matlab的工作路徑，以便程序運(yùn)行。第五章課程設(shè)計心得通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學(xué)也到很多實用的知識，在