专业软件应用综合设计报告

扬州大学专业软件应用综合设计报告水能学院11级电气专业题目变压器仿真设计三学生李正茂学号112607111指导教师张建华2013年12月28日变压器综合仿真设计三摘要：本文主要简绍变压器在并联运行的情况下，利用控制变量法，了解变压器的额定电压，变比，连接组别以及短路阻抗不同（1、短路阻抗大小相等，阻抗角不等2、短路阻抗大小不等，阻抗角相等）各个变压器环流和负载电流的影响，分析波形。最后得出变压器并联运行的条件。同时，还附带的讲解了一些有关MATLAB中simulink模块的使用与连接，变压器的参数设定（连接组别、额定电压、短路阻抗等），示波器的使用等。本文都将一一解释。关键字：simulink；变压器并联运行；变压器额定电压、短路阻抗、连接组别；空载环流；负载环流和负载波形1引言..........................................................................................42设计依据及框图.....................................................................52.0设计依据.......................................................................................................................................6（1）变压器的工作原理：............................................................................................................6（2）参数设置................................................................................................................................6（3）SIMULINK仿真模型：...........................................................................................................9（4）并联运行的计算公式计算公式及分析..............................................................................102.1设计平台.....................................................................................................................................102.1.1MATLAB产生的历史背景...................................................................................................102.1.2MATLAB的语言特点...........................................................................................................112.1.3simulink简介..................................................................................................................122.2设计思想.....................................................................................................................................21（1）变比不相等时的并联运行..................................................................................................21（2）连接组不相同的并联运行..................................................................................................21（3）阻抗电压标么值不相等时的并联运行..............................................................................22（4）负载分配计算......................................................................................................................232.3设计结构框图或流程图.............................................................................................................232.4各模块功能简介..........................................................................................................................253软件调试分析.......................................................................274结语........................................................................................324.1结论与讨论.................................................................................................................................324.2参考文献......................................................................................................................................324.3致谢..............................................................................................................................................331引言计算机仿真技术是应用电子计算机对研究对象的数学模型进行计算和分析的方法。对于从事控制系统研究与设计的技术人员而言，MATLAB是目前控制系统计算机辅助设计实用且有效的工具。这不仅是因为它能解决控制论中大量存在的矩阵运算问题，更因为它提供了强有力的工具箱支持。与控制系统直接相关的工具箱有控制系统、系统辨识、信息处理、优化等。还有一些先进和流行的控制策略工具箱，如鲁棒控制、u-分析与综合、神经网络、模糊预测控制、非线性控制设计、模糊逻辑等。可以说目前理论界和工业界广泛应用和研究的控制算法，几乎都可以在MATLAB中找到相应的工具箱。MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连matlab开发工作界面接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。MATLAB具有以下六个特点：1.编程效率高MATLAB编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题，MATLAB语言也可通俗地称为演算纸式的科学算法语言。由于它编写简单，所以编程效率高，易学易懂。2.用户使用方便MATLAB语言把编辑、编译、连接和执行融为一体，其调试程序手段丰富，调试速度快，需要学习时间少。它能在同一画面上进行灵活操作快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语意错误，从而加快了用户编写、修改和调试程序的速度，可以说在编程和调试过程中它是一种比VB还要简单的语言。3．扩充能力强高版本的MATLAB语言有丰富的库函数，在进行复杂的数学运算时可以直接调用，而且MATLAB的库函数同用户文件在形成上一样，所以用户文件也可作为MATLAB的库函数来调用。因而，用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数，以便提高MATLAB使用效率和扩充它的功能。4．语句简单，内涵丰富MATLAB语言中最基本最重要的成分是函数，其一般形式为(a，6，c…)=fun（d，e，f，…），即一个函数由函数名，输入变量d，e，f，…和输出变量a，b，c….组成，同一函数名F，不同数目的输入变量（包括无输入变量）及不同数目的输出变量，代表着不同的含义。这不仅使MATLAB的库函数功能更丰富，而大大减少了需要的磁盘空间，使得MATLAB编写的M文件简单、短小而高效。5．高效方便的矩阵和数组运算MATLAB语言像Basic、Fortran和C语言一样规定了矩阵的一系列运算符，它不需定义数组的维数，并给出矩阵函数、特殊矩阵专门的库函数，使之在求解诸如信号处理、建模、系统识别、控制、优化等领域的问题时，显得大为简捷、高效、方便，这是其它高级语言所不能比拟的。6．方便的绘图功能MATLAB的绘图是十分方便的，它有一系列绘图函数（命令），使用时只需调用不同的绘图函数（命令），在图上标出图题、XY轴标注，格绘制也只需调用相应的命令，简单易行。另外，在调用绘图函数时调整自变量可绘出不变颜色的点、线、复线或多重线。2设计依据及框图变压器在规定的使用环境和运行条件下，主要技术数据一般都都标注在变压器的铭牌上。主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据（阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗）和总重。A、额定容量（kVA）：额定电压.额定电流下连续运行时,能输送的容量。B、额定电压（kV）：变压器长时间运行时所能承受的工作电压.为适应电网电压变化的需要,变压器高压侧都有分接抽头,通过调整高压绕组匝数来调节低压侧输出电压.C、额定电流(A):变压器在额定容量下,允许长期通过的电流.D、空载损耗（kW）:当以额定频率的额定电压施加在一个绕组的端子上，其余绕组开路时所吸取的有功功率。与铁心硅钢片性能及制造工艺、和施加的电压有关.E、空载电流（%）:当变压器在额定电压下二次侧空载时,一次绕组中通过的电流.一般以额定电流的百分数表示.F、负载损耗（kW）:把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此时变压器所消耗的