MATLAB/Simulink同步发电机PID励磁控制系统仿真项目

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink平台，构建了同步发电机励磁控制系统的完整仿真模型。系统通过PID控制器动态调节励磁电压，实时响应发电机端电压偏差，有效维持电力系统稳定运行。模型涵盖同步发电机数学模型与励磁系统模块，适用于电力系统分析与控制算法验证。

详 情 说 明

基于Simulink的同步发电机PID励磁控制仿真系统

项目介绍

本项目构建了一个完整的同步发电机励磁控制系统仿真模型。系统采用PID控制器实时调节发电机励磁电压，通过监测发电机端电压偏差，动态调整励磁电流以维持电力系统稳定运行。模型集成了同步发电机数学模型、励磁系统、负载特性和电网扰动测试功能，可用于分析不同工况下系统的动态响应特性，为电力系统稳定性研究和励磁控制器设计提供有效的仿真平台。

功能特性

• 完整的系统建模：包含同步发电机、励磁系统、PID控制器和负载模型的完整仿真框架
• 灵活的工况设置：支持额定参数配置、初始工况设定和多种扰动类型模拟
• 先进的PID控制：采用可调参数的PID控制算法，实现精确的电压调节
• 全面的分析功能：提供时域响应曲线、性能指标计算和稳定性分析
• 对比研究能力：支持PID控制与传统励磁控制的性能差异比较

使用方法

1. 参数设置：在Simulink模型中配置发电机额定参数（功率、电压、频率）
2. 工况初始化：设置初始负载功率和功率因数等运行条件
3. 控制器调参：调整PID控制器的比例系数Kp、积分时间Ti和微分时间Td
4. 扰动测试：设置阶跃负载变化、短路故障或电网频率波动等扰动条件
5. 运行仿真：执行仿真并观察系统的动态响应特性
6. 结果分析：分析电压波形、性能指标和系统稳定性

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块库
• Simscape Power Systems（原SimPowerSystems）工具箱
• 推荐配置：4GB以上内存，支持双精度浮点运算

文件说明

main.m文件是整个仿真系统的核心控制脚本，主要实现了仿真模型的自动化运行与数据分析功能。具体包括系统参数的集中配置与初始化、Simulink模型的动态调用与仿真执行、PID控制器参数的批量设置与优化循环、多种扰动场景的自动测试序列生成，以及仿真结果的自动采集、性能指标计算与可视化图表输出。该文件通过程序化控制确保了仿真实验的一致性和可重复性，大大提高了研究效率。