matlab计算机仿真实验7.pdf

《仿真技术与应用》实验报告中的“实验七基于 Simulink 的简单电力系统仿真实验”旨在通过 MATLAB 的 Simulink 工具深入理解和研究电力系统的基本原理和控制策略。该实验涵盖了多个关键知识点，包括 Simulink 环境的使用、SimPowerSystems 模块库的熟悉、发电机模型的构建、电力系统的稳态分析、开关电源的工作原理、PID 控制器的影响等。 1. **Simulink 环境与 SimPowerSystems 模块库**： Simulink 是 MATLAB 提供的一个图形化建模工具，用于创建动态系统的模型。SimPowerSystems 是一个专门用于电力系统仿真的附加模块库，包含各种电力设备（如发电机、变压器、线路、控制器等）的预定义模型，方便用户构建复杂的电力系统模型。 2. **powergui 模块**： powergui 是 SimPowerSystems 中的一个核心组件，提供了一个用户友好的界面来配置和管理电力系统模型。通过 powergui，可以设置系统参数、选择电源类型、连接设备，并进行实时仿真和分析。 3. **发电机模型**： 实验中涉及的发电机模型包括定子和转子侧的电气参数，如电阻、电感等。这些参数是根据实际发电机的电气特性设定的，用于模拟发电机在不同工况下的行为。例如，发电机额定功率为 100nPkW，额定电压为 440 3 nVV，励磁电流为 70 fniA，等。 4. **稳态电力系统计算**： 稳态分析关注的是系统在没有瞬态变化时的行为。实验要求在发电机输出功率为 50 ePkW 时达到稳态状态，这涉及到功率平衡和系统稳定性计算。 5. **开关电源的工作原理与特点**： 开关电源是一种高效能的电源转换方式，通过高频开关操作实现输入到输出的电压转换。实验中虽然没有详细展开，但了解其基本工作原理对于理解电力系统中的电源控制至关重要。 6. **PID 控制器的影响**： PID（比例-积分-微分）控制器是控制系统设计中的经典工具，用于调整系统的响应特性。在电力系统中，PID 控制器常用于调节发电机的输出功率，以维持电网的稳定。 7. **系统性能分析**： 在发电机输出电磁功率分别为 170 ePkW 和 2100 ePkW 时，需分析电流、电磁功率、发电机转速和功率角的变化曲线。这些曲线揭示了系统在不同负载条件下的动态响应，有助于理解电力系统的稳定性和效率。 通过这个实验，学生不仅能掌握电力系统的基本概念，还能提升在 Simulink 平台上进行仿真的技能，为实际电力工程问题的解决打下坚实基础。同时，实验也强调了理论与实践相结合的重要性，通过实际操作加深对电力系统运行特性的理解。