基于simulink的简易电机电力系统建模与仿真性能分析

1.课题概述

一个50HZ的简单电力系统如下图所示，在Simulink中建立仿真模型研究该系统的性能。

       发电机G采用“Synchronous Machine pu Fundamental”模型，变压器T采用“Three-Phase Transformer(Three Windings)”模型，输出线路L采用“Three-Phase Series RLC Branch”模型，负荷LD2,LD2采用“Three-Phase Series RLC Load” 模型。

        调用SIMULINK中的响应模块：

    线路参数的设置原则：忽略电容，X/R=3，线路通过发电机额定功率使首末端压降约为0.05PU；  其配置规则如下所示：这里要求忽略电容，那么则没有电容，所以C=inf

2.系统仿真结果

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

        电机电力系统是电力系统和控制系统中最重要的部分之一。对于电机控制和电力系统分析，建模和仿真成为不可或缺的工具。

一、电机电力系统的基本原理

       电机电力系统主要由电源、电机、控制系统和负载组成。电源提供能量，电机作为转换器将电能转换为机械能，控制系统调节电机的运行状态，负载则是电机的输出端。在这个系统中，电机是核心，其类型和控制方式直接影响整个系统的性能。

二、Simulink的基本原理和数学公式

       Simulink是MATLAB的一个组件，主要用于系统建模、仿真和分析。Simulink提供了大量的模块库和数学函数，使用户可以方便地建立各种系统模型，通过数学公式描述系统的动态行为。

        在电机电力系统的建模中，我们通常使用Simulink的电力系统模块库。这个库提供了各种电力系统的组件，如电源、电机、电阻、电容等。我们可以根据系统的需求将这些模块组合起来，构建出完整的电机电力系统模型。

三、简易电机电力系统的建模与仿真性能分析

系统建模

首先，在Simulink中新建一个模型，然后从电力系统模块库中拖入电源、电机、控制系统和负载等模块，并将它们连接起来形成一个完整的系统。在这个过程中，我们需要根据具体的系统需求选择合适的模块和参数。

数学公式实现

在建立好系统模型后，我们需要根据系统的动态行为，使用数学公式来实现控制逻辑。在Simulink中，可以使用MATLAB函数来实现数学公式。例如，我们可以使用MATLAB函数来计算PID控制器的输出值。

系统仿真性能分析

完成数学公式的实现后，我们可以运行仿真来分析系统的性能。Simulink提供了各种仿真的配置参数，如仿真时间、仿真步长等。通过调整这些参数，我们可以观察系统在不同条件下的表现。同时，我们还可以从图表中提取各种性能指标，如响应时间、超调量等，并对这些指标进行分析。