基于MATLAB的交流拖动仿真实验室设计

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虚拟仿真实验技术是利用软、硬件的结合，取代传统的常规实验仪器设备，在计算机或计算机网络上进行模拟、仿真技术的特点，其实际应用于各种实验的技术。虚拟教学和虚拟实验，由于虚拟现实在理工科的教学中应有广大作为，尤其在建筑、机械、物理、化学等学科有着质的突破。

建立-个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键，而要建立-个完整的虚拟现实系统，首先是选择实际可行的虚拟现实系统解决方案。

GUI是 MATLAB软件 中专 门用于 图形 用户界面(GUI)程序设计的快速开发环境 ，是使用图像、输入文字、带图表屏幕的计算机界面，可取代许多键盘的功能。SIMULINK是 MATLAB软件的重要工具箱之-，主要功能是实现动态功能的建模、仿真与分析，可在实验系统制作完成之前预先进行仿真和分析，以使系统达到最佳性能效果 J。

笔者采用 MATLAB/GUI(图形用户界面)设计交流电动机调速的仿真实验系统，以弥补高校实验设备缺乏，也可以起到辅助教学的作用。MATLAB软件中包括了图形用户界面编辑 GUI，改变了以前单-的在指令窗口通过文本形的指令进行各种操作的状况。

2 几种典型模型的SIMULINK仿真对异步电动机 的机械特性进行描述 ，从而引出能够改变其机械特性的因子。异步电动机运行中的主要问题包括起动、调速和制动，根据适用场合不同，异步电动机也有多种起动方法 、调速方法和制动方法。

2.1 异步电动机机械特性的MATLAB仿真定义：指在定子电压、频率和其他参数固定，而负载不断变化时，电磁转矩与转速(或转差率)之间的函数关系。两者的关系如下列公式所示l2 J。

转速：凡 (1-s) (2)n P式(1)中，rf( )即是异步电机的机械特性，当转子电阻，定子电压或频率等参数发生变化时，可得到对应不同参数时的机械特性。

式(2)表明异步电动机转速与定子频率、转差率及极对数有关 ，调节这 3个参数即可改变转速。异步电动机机械特性仿真结果如图1所示。

收稿 日期：2013-04-09作者简介：杨振兴(1989-)，男，内蒙古鄂尔多斯人，在读硕士，研究方向：单片机。

· 75·蔫应用与试验 2013年第3期(g 26卷，总第125期)·机械研究与应用 ·GUI。当点击关闭或退出按钮时，系统即弹出提示对话框，需征求确认信息后方可关闭运行窗口。提示对话框设计如图9所示。

圈 ” 蠹tarto loaeI I ] 匮互甄口eyy II-a· l苎!l1Y NI--- J图8 编辑主界面 图9 退出提示对话框回调函数如下：% ---Executes on button press in RUN。

function Exit- Calback(hObject，eventdata，han-dles)% hObject handle to RUN (see GCBO)% eventdata reserved-to be defined in a futureversion of MATLAB% handles structure with handles and user data(see GUIDATA)继续插入以下函数：% Get the current position of the GUI from the han-dles structure% to pass to the modal dialog。

u ser- responsemodaldlg( Title ， guanbi，)；switch user response(上接第74页)激励允许的位置及测点的位置能准确反映试件的动态特性等因素，笔者合理的布置了测点和激励点的位置。避开节点的多个点用力锤锤击振动筛，测量加速度响应信号，信号经过放大和滤波后送人计算机，得出振动筛的时域锤击信号、时域响应信号及传递函数，然后重复试验 3～5次，多次采样取平均值，防止由于偶然因素引起的误差对实验结果造成影响，使测试结果旧能接近真实模型。振动筛的振动特性及几何特征如表 1所列。

表1 振动特性及几何特征 /Hz振 型 固有频率在筛网平面内垂直筛箱的水平左右振动水平面内的前后振动竖直振动以筛体形心为中心在水平面内的摆动为以筛体形心为中心在竖直面内的摆动以振动筛的长度方向为中心轴线的星度转动2.004 01.968 43.082 13.21l 44.962 69.633 2· 78·case No % take no actioncase Yes% Prepare to close GUI application win-dowdelete(handles.figurelend4 结 论笔者依托 MATLAB强大的计算功能和丰富的图形处理功能，基于 MATLAB/GUI设计交流电机仿真实验系统，开发效率高且方便建立人机交互的仿真平台，便于演示及交互操作，对研究参数变化对电机性能的影响，以及进-步丰富教学手段，引导学生进行研究性学习方面有很好的辅助作用。对初学者而言，只要掌握了界面设计的方法，结合 MATALB内置的各种库函数 SIMULINK中的各种工具就可以迅速开发出满足各种需要的界面友好的仿真平台。