LABORATORIUM Z PODSTAW AUTOMATYKI

Laboratorium nr 2	Temat ćwiczenia: Analiza silnika elektrycznego prądu stałego	Data wykonania ćwiczenia: 28.10.2011
Imię i nazwisko: Paweł Miszczyk	Wydział Energetyki i Paliw Energetyka III rok, grupa 2

1. Cel ćwiczenia:

-zapoznanie się z zasadą działania silnika elektrycznego prądu stałego

-zapoznanie się ze sposobami tworzenia modeli silnika elektrycznego

-wyznaczenie odpowiedzi skokowej silnika w Matlabie/Simulinku

-wyznaczenie odpowiedzi silnika na sygnały prostokątne w Matlabie/Simulinku

2. Wyznaczenie odpowiedzi silnika na sygnały prostokątne w Matlabie/Simulinku

W Simulinku zbudowano schemat blokowy silnika o następujących parametrach:

Rw=2 Ω J=0.1 kgm²/ s²

Lw=0.1 H B=0.5 Nms/rad

ke=0.1 Vs/rad km=0.1 Nm/A

Uz=10 V Mobc=0.2 Nm

I wygląda on następująco:

Po uruchomieniu symulacji zostały wygenerowane przebiegi napięcia zasilającego wirnik (Uz), prądu płynącego przez wirnik (iw), momentu obciążenia silnika (Mobc) oraz prędkości kątowej (ωs) w funkcji czasu.

Przebiegi Uz, iw, Mobc oraz ωs w funkcji czasu modelowanego silnika elektrycznego:

3. Symulacja działania silnika wykorzystując model zapisany w postaci równań stanu i wyjścia

Bazując na układzie równań:

$$\left\{ \begin{matrix} \left\lbrack \frac{\dot{x1}}{\dot{x2}} \right\rbrack = \begin{bmatrix} - \frac{\text{Rw}}{\text{Lw}} & - \frac{\text{ke}}{\text{Lw}} \\ \frac{\text{km}}{J} & - \frac{B}{J} \\ \end{bmatrix}\left\lbrack \frac{x1}{x2} \right\rbrack + \begin{bmatrix} \frac{1}{\text{Lw}} \\ 0 \\ \end{bmatrix}\left\lbrack u \right\rbrack \\ y = \left\lbrack 0\ 1 \right\rbrack\left\lbrack \frac{x1}{x2} \right\rbrack \\ \end{matrix} \right.\ $$

Stworzono następujący schemat blokowy:

Na podstawie którego, po wpisaniu dodatkowo parametrów początkowych:

(x10=5; x20=0.5) i odpowiednim wypełnieniu ustawień bloczka odpowiedzialnego za równania stanu:

otrzymano następujące przebiegi:

4.Wnioski:

Na dzisiejszych zajęciach poznaliśmy zasadę działania silnika elektrycznego prądu stałego, jego model matematyczny oraz próbowaliśmy zamodelować taki silnik elektryczny za pomocą Matlaba i Simulinka