自动调节原理

Project 31.把风机转化成simulink动力学模型，搭建新型风机的二自由度simulink仿真模型。 蛤定风絶动力学方程/小 _ 丁 (h:1I+F*：九0j?t_ 二 J?j 十 片=&fia5l = J145ksn in = S 1.0知=2.2424/j =15kgrm-所以：307.24379.184879.184879.1848G=02.2424将风轮动态方程化成状态空间表达式形式：X = Ax + Buy= CxA=-GB=GC j 10.00440.0044C引-=0.00440.017ur R1+R3 (T -Bw )部分可看做一个PI控制部分(自己分析所得，不能确定)。自行计算 R1v w Y ryur R1+R3了 PI 参数值， P 约为 1405， I 约为 59349。根据上述转换，把风机动力学模型转化成simulink搭建出仿真模型如下：进行仿真后状态方程方正出现错误，根据simulink给出的提示是“初始输出非法地进行了描 述”，但是我没有找出改进的方法，仿真出的结果一直不正确。如下：2.测试不同参数下的理性控制器的控制效果TeTc+ G1WH -WHWAR3u R1 + R3TR1u + R3输入为Wh、Wm，输出为码、TCw*为主发电机期望转速，1500rpmn且区别仅在于参数值的不同。w彳*为调速电机期望转速，取决于风轮最优转速有式子可知，Te、Tc可以分别看为输入为Wr、wm时的输出, 故，可以选择对其中一个建模，改变参数值变为另一个的模型。下图是输入为Wr,输出为码时的参数模型。Gain=-k0Gain4=JGainl为以wr为变量时的参数值，取1000Gain2=G-1 =秸。人Gain3=Bg=10SteP输入的是WrStepl 输入的是Wr *=1500rpmStep2 输入的是 wr=1020rpmR3ur 1+R3 (T - B w )部分仍看做一个和wr相关的PI控制 R1v w rur R1+R3回4GeStep.du/dtPI|ia.o1=1File- Edit View Simulation Format Tools HelpSubtrsctGainGain2Sec-f-e-DerivativeSt&p2rR untitledl *+4-K- A-+h-A-dd1Gain 4SubtractsReadyh a100%de45Discrete下图是输入为w”输出为时的参数模型。Gain=-k0Gain4=JGain1 为以 wr 为变量时的参数值，取60000Gain2=GTGain3=Bg=1Step输入的是灼Stepl输入的是灼*Step2 输入的是 wr=1020rpmR3ur 1+R3 (T - B w )部分仍看做一个和wr相关的PI控制 R1v w r ryUr R1+R3回GhStepd u/dtPI|ia.oIIFile Edit View Simulation Format Tools HelpSubtrsctGainGain2Sec-f-e-DerivativeSt&p2ode451&0%口 iscrete PI ControllerF根据untitled 1 *+4-K- A-+h-A-dd1Gain 4Subtracts(如心右)+ &(3甘3倉)=0(如(i)X)+ ko(A - a) = 0得出T 3沁) as t - co 轴(。t (t)所以可知k0越大时输出的效果越好。3.测试不同参数下的实际 PI 控制器的控制效果TW.rww *tw,rw和eT=AH + G_1 / wJKQH_HW *+ K.1H _HcAAA0 AAR2B + B -30gr u R+ RA=r13BBR20w-+r_3u 2 u u R + Rmm r 13dt根据已知的参数值，经计算可得出A = 0.001340A = 0 0.4520307.2430.446 79.184879.184835.312579.1848 = 307.24379.1848 = 35.3125从而得到控制系统各参数值Gain1=0.00134Gain3=0.452Gain6=307.243Gain8=79.1848Gain9=35.3125Gain7=35.3125Gain=Gain2=Kp=10Gain4=Gain5=Ki=0.1回GainfiGainBGainSP untitled2 *Ale Edit Viev/ Simulation Format Tools. Help三I乌囲圃妙1-orrTi ilAd3SustraaGainAddAdd2SubtractiGa.in2dd1Add斗Irit cgrat 口rlGain5Grainsod&45100%Irt-Egrator Ealri 斗3| 口：口冒|尤老翹 Q4令|口！总 卜丽+Step输入的是Wr Stepl输入的是Wr *Step2输入的是WrStep3输入的是Wr *Scope输出的是码Scopel输出的是蚣HJ Scope=.回唇関|凰炉用5xIO12,10 -8 Fi 4 Q I|01234EG78910Time offset: 0总结：通过做此次课题实验，我学到了很多，也发现了自己很多不足之处。首先，在之前的作业中虽然也遇到过用simulink仿真建模的问题，但是由于模型比较简 单外加老师在课堂上讲解过，做的时候并没有觉得特别的困难。但这次把风车的拉格朗日动 力学建模变为simulink仿真建模，一开始我便有种无从下手的感觉，这说明我对拉格朗日建 模和simulink的了解都不够，才造成我这种无措感。通过查阅很多资料，我逐渐对我要做的 有了一个初步的了解。接下来的过程中，实际具体问题还是出在怎样把状态模型用simulink仿真上。由于变量 较多，仿真输入输出变量和仿真环节的选取一直困扰着我。这次作业我做的并不好，并没有完全达到课题的要求，只是尽全力把我想到的表述在我 的作业中。以后的学习中我要更加注重之时的深化细化，加强自己的专业素养，尽量不在出现像这 次这样令我慌张的境况。