基于MATLAB的双闭环控制交流励磁发电机系统仿真平台

资 源 简 介

本项目使用MATLAB构建带交流励磁机的发电机励磁系统动态仿真模型，集成电压和励磁电流双闭环控制结构，支持参数配置、动态响应分析及稳定性验证，适于电机控制算法研究与教学应用。

详 情 说 明

基于双闭环控制的交流励磁发电机系统仿真与分析平台

项目介绍

本项目构建了一个完整的发电机励磁系统动态仿真模型，重点实现了带有交流励磁机的双闭环（电压调节环和励磁电流调节环）控制系统。该平台能够精确模拟发电机在各种工况下的励磁响应特性，支持参数配置、动态响应分析、稳定性评估等功能，适用于电力系统暂态过程研究、控制器参数优化设计以及相关教学演示。

功能特性

• 双闭环控制：实现了电压外环和励磁电流内环的PID控制结构，确保系统快速、稳定响应。
• 动态建模：包含交流励磁机的详细动态模型，准确反映其时间常数、饱和等特性。
• 多种工况仿真：支持设置初始运行状态，并可模拟负载变化、短路故障等典型扰动。
• 全面的结果分析：提供时域动态响应曲线、稳定性指标计算以及频域分析（如Bode图、Nyquist图）。
• 参数敏感性分析：可评估关键参数变化对系统性能的影响，辅助控制器优化。
• 灵活配置：用户可通过配置文件或界面方便地修改发电机、励磁系统及控制器参数。

使用方法

1. 参数配置：在指定文件或界面中输入发电机参数（如额定功率、同步电抗）、励磁系统参数（如时间常数、增益）以及双闭环PID控制参数。
2. 设置工况：选择或设置初始运行条件与需要模拟的扰动类型（如阶跃负载、瞬时短路）。
3. 运行仿真：启动主仿真程序，选择仿真时长、步长及数值求解器。
4. 结果分析：查看生成的动态响应曲线（端电压、励磁电压/电流），获取超调量、调节时间等性能指标，并可进行频域分析和数据导出。

系统要求

• 操作系统：Windows 10/11, Linux 或 macOS
• 软件环境：MATLAB R2018a 或更高版本
• 必备工具箱：控制系统工具箱，信号处理工具箱（用于频域分析）
• 硬件建议：至少4GB内存，1GB可用磁盘空间

文件说明

该文件作为项目的核心入口与总调度程序，承担了系统初始化、参数载入、仿真模型构建、双闭环控制算法执行、动态过程求解、结果可视化以及分析报告生成等一系列关键任务。它整合了发电机、交流励磁机及控制器的数学模型，并根据用户配置调用相应的数值算法完成暂态过程仿真，最终输出各类响应曲线和性能指标数据。