電機系統及其計算機仿真

內容簡介

本書基於MATLAB/SIMULINK和ansoft仿真平台,對不同電機通過原理分析與建模、仿真原始碼編寫、仿真結果與分析等步驟,對各種控制方法列舉了大量的仿真實例。通過這些實例的學習,讀者可以舉一反三,熟練掌握電機及系統的仿真。通過本教材的學習,讀者能夠熟練的將電機及系統的數學模型在MATLAB/SIMULINK和ansoft平台上進行正確仿真即可,並不需要讀者掌握深厚的MATLAB和ansoft知識,這是編者編寫本書的基本原則。本書可用於高等學校電氣工程及其自動化專業和自動化專業電機控制方面的教材,也可供相關技術研究人員參考和使用

圖書目錄

前言

第1章緒論

1 1什麼是仿真

1 2模型與仿真

1 2 1物理模型和物理仿真

1 2 2數學模型和數學仿真

1 2 3建模與仿真

1 2 4系統辨識與參數估計

1 3系統辨識的步驟及方法

1 3 1系統辨識步驟

1 3 2參數估計的基本方法——

最小二乘法

1 3 3加權最小二乘法

1 4仿真技術的套用

1 5計算機仿真技術

1 5 1模擬仿真

1 5 2數字仿真

1 5 3模擬仿真與數字仿真比較

1 5 4仿真穩定性與步長選擇

1 6基本內容和學習方法

第2章仿真軟體基礎

2 1MATLAB介紹

2 1 1MATLAB的概況

2 1 2MATLAB產生的歷史背景

2 1 3MATLAB的語言特點

2 1 4MTALAB的功能

2 2MATLAB入門

2 2 1MATLAB的安裝與啟動

2 2 2MATLAB的運行環境

2 3Simulink環境和模型庫

2 3 1Simulink環境

2 3 2Simulink模型庫中的模組

2 3 3電力系統模型庫

2 4MATLAB簡單仿真算例演示

2 5Ansoft介紹

2 5 1Ansoft的概況

2 5 2Ansoft各模組的簡單介紹

2 5 3Ansoft的特點

2 6Ansoft入門

2 6 1Ansoft的安裝與啟動

2 6 2Ansoft的運行環境

2 7Ansoft電機仿真套用

2 7 1電機模型的建立

2 7 2材料屬性與管理

2 7 3邊界條件和激勵源

2 7 4格線剖分和求解

2 7 5電磁場特性的可視化

第3章直流電機系統的仿真

3 1直流電機開環系統的仿真

3 2轉速閉環控制系統的仿真

3 2 1帶轉速負反饋的直流調速系統

3 2 2帶電流截止負反饋的直流調速

系統

3 3轉速電流雙閉環控制系統的仿真

3 3 1按直流雙閉環系統動態結構圖

的仿真

3 3 2使用Power System模組的直流

雙閉環系統仿真

3 4直流PWM M可逆調速系統仿真

3 4 1H型主電路的仿真

3 4 2雙極式控制直流PWM M可逆

調速系統仿真

3 4 3受限單極式PWM可逆系統

仿真

第4章異步電機系統的仿真

4 1坐標變換理論

4 1 1三相靜止坐標系和兩相靜止

坐標系的變換

4 1 2兩相靜止坐標系和兩相旋轉

坐標系的變換

4 1 3三相靜止軸繫到兩相同步旋轉

軸系的變換

4 2感應電機性能的數字仿真

4 2 1數學模型的建立

4 2 2感應電機連線正弦電壓工作

4 2 3PWM變頻器 感應電機系統

仿真

4 3交流異步電機的磁鏈觀測

4 3 1轉子磁鏈計算的電流模型

4 3 2轉子磁鏈的電壓模型

4 3 3轉子磁鏈模型的仿真

4 4交流異步電機的矢量控制仿真

4 4 1轉差頻率控制的異步電機矢量

控制仿真

4 4 2帶轉矩內環的轉速、磁鏈閉環

矢量控制仿真

4 4 3無速度感測器的矢量控制仿真

4 5異步電機的軟起動仿真

第5章基於有限元方法的電機

系統仿真

5 1電機模型建立

5 1 1CAD電機仿真模型的繪製

5 1 2創建項目

5 1 3構建幾何模型

5 1 4材料定義及分配

5 1 5激勵源的添加

5 1 6載入邊界條件

5 1 7運動選項設定

5 1 8求解選項參數設定

5 2空載電磁場分析

5 2 1空載場求解

5 2 2查看磁力線分布

5 2 3查看磁通密度雲圖分布

5 2 4獲取氣隙磁場波形

5 3負載特性分析

5 3 1負載運行激勵源設定

5 3 2編輯外電路

5 3 3外電路與有限元連線

5 3 4負載仿真結果輸出

第6章永磁電機系統的仿真

6 1永磁同步電機的仿真

6 1 1永磁同步電機的數學模型

6 1 2基於PWM的永磁同步電機矢量

控制系統仿真

6 1 3無感測器永磁同步電機直接轉矩

控制系統仿真

6 2永磁無刷直流電機的仿真

6 2 1永磁無刷直流電機的數學模型

6 2 2永磁無刷直流電機變頻調速

系統仿真

6 2 3無感測器永磁無刷直流電機

系統仿真

第7章電機系統的精確線性化仿真

7 1永磁同步電動機的狀態反饋

精確線性化控制

7 1 1永磁同步電動機精確線性化

模型

7 1 2永磁同步電機非線性系統

精確線性化條件

7 1 3坐標變換及轉速輸出函式

7 1 4控制器設計

7 1 5模型仿真研究

7 1 6小結

7 2電機系統漸進輸出跟蹤控制

7 2 1局部漸近穩定性

7 2 2漸近輸出跟蹤

7 2 3漸進跟蹤參考模型輸出

7 2 4永磁同步電機的參考模型

匹配控制

7 3電機系統的非互動式控制

7 3 1輸入輸出解耦不變性

7 3 2狀態反饋非互動式控制描述

7 3 3永磁同步電動機的非互動式

控制

參考文獻

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