第三周仿真

仿真要求：

结合本周学习的直流电机机械特性，用Modelica设计和仿真一个直流电机串电阻启动过程，具体要求如下：

1）电机工作在额定电压和额定磁通下，采用串三段或四段电阻启动，整个启动过程电枢电流中不能超过额定电流的3倍。

2）选择合适的电阻阻值，选择优化的电阻切除策略，使得在满足条件1的前提下，电机尽可能快速平滑得达到额定点。仿真效果最佳的同学获得本周"控制之星"称号。

3）所有同学均使用如下统一的直流电机模型，电机的参数为：

额定电压：240V

额定电流：16.2A

额定转矩：29.2N.m

额定转速：1220 r/min

转动惯量：1 Kg.m^2

电枢电阻：0.6 Ohm

转矩常数（额定磁通）：1.8

电动势常数（额定磁通）：0.189

 

 

仿真代码：

model motor1 "An DC Motor Model"

 

type Voltage=Real(unit="V");

 

type Current=Real(unit="A");

 

type Resistance=Real(unit="Ohm");

 

type Speed=Real(unit="r/min");

 

type Torque=Real(unit="N.m");

 

type Inertia=Real(unit="kg.m^2");

 

Torque Tm"Torque of the Motor";

 

Speed n"Speed of the Motor";

 

Current i"Armature Current";

 

Voltage u"Voltage Source";

 

Resistance R_ad"External Resistance";

 

Resistance R1"Start-up Resistance";

 

Resistance R2"Start-up Resistance";

 

Resistance R3"Start-up Resistance";

 

Resistance R4"Start-up Resistance";

 

 

parameter Real J = 1"Total Inertia";

 

parameter Real R = 0.6"Armature Resistance";

 

parameter Real Kt = 1.8"Torque Constant";

 

parameter Real Ke = 0.189"EMF Constant";

 

parameter Real Tl = 29.2"Load Torque";

 

parameter Real i1=48.6"Maximum Current";

 

parameter Real i2=17.8"Minimum Current";

 

equation

 

Tm-Tl = J * der(n) * 6.28 / 60;

 

Tm= Kt * i;

 

u= i * (R+R_ad+R1+R2+R3+R4) + Ke * n;

 

if time <= 0.1 then

 

u = 0;

 

R_ad = 0;

 

else

 

u = 240;

 

R_ad = 0;

 

end if;

 

if time <= 4 then

 

R1=2.223;

 

 

else

 

R1=0;

 

end if;

 

if time <= 6 then

 

R2=1.194;

 

else

 

R2=0;

 

end if;

 

if time <= 8 then

 

R3=0.705;

 

else

 

R3=0;

 

end if;

 

if time <= 9 then

 

R4=0.416;

 

else

 

R4=0;

 

end if;

 

end motor1;

 

simulate(motor1,startTime=0,stopTime=015)

plot(i)

plot(n)

稳定时间为10S