电力电子MATLAB HELP文档

Simulink Introduction simulink 简介What Is Simulink? 什么是simulinkSimulink是一种为电力模拟和电力系统动态分析而做的建模软件包。

它支持线性和非线性系统，连续时间建模，采样时间建模，或两者的混合体。

系统也可以是多速率，例如，不同部位进行采样或者以不同的速度更新。

Tool for Simulation simulation的工具Simulink鼓励你进行尝试，你可以很容易的从零开始建立模型，或利用现有的模型，并往模型里添加工具。

您可以即时访问MATLAB®中所有分析工具，因此您可以提取取的结果，并且将其分析和想象。

Simulink的的目标就是给你的建模与仿真的乐趣感，鼓励你提出一个问题，通过MATLAB环境，构建模型，看看会发生什么。

Simulink是实用。

世界各地的数以千计的工程师用它来建模和解决实际问题，这个工具的知识将为你整个职业生涯而服务。

Tool for Model-Based Design 基于模型的设计工具通过Simulink，可以超越理想化的线性模型，探索更逼真的非线性模型，在摩擦融通，空气阻力，齿轮打滑，很难停止，和其他事情，描述真实世界的现象。

Simulink使你的电脑变成构建模型和分析一些不现实或者不实用的系统的实验室，无论是汽车离合器系统的行为，飞机的机翼颤振，一个捕食者- 猎物模型或货币供应量对经济的动态影响。

对于建模，Simulink提供图形用户界面（GUI），建立作为整体的模型，使用鼠标点击和拖动进行操作。

有了这个接口，你可以像你用铅笔和纸（或大多数教科书描绘他们）绘制模型。

以前的模拟软件包，需要你用语言或者项目制定微分方程和差分方程，与你的期望甚远Simulink包括很广泛的库中的模块汇集以及源，线性和非线性元件和连接器。

您还可以自定义和创建自己的块。

有关创建自己的块的信息，请参阅编写的S -函数的文档。

MATLAB在电力电子技术中的应用摘要20世纪60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以交换和控制，产生了现代各种高效节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产，交通运输，楼宇办公家庭自动化提供了现代化的高新技术，提高了生产效率和人们的生活质量，使人类社会生产生活发生了巨大变化。

电力电子技术和电力拖动控制系统组合了电子电路电机拖动自动控制理论微机原理和应用等多学科知识，由于电力电子器件自身的非关联性，给电力电子电路和系统的分析了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析和分段线性化处理的方法来研究电力电子电路。

现代计算机仿真技术为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路系统的分析和设计变得更加容易和有效。

MATLAB软件是由美国Math Works公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算软件系统被誉为“巨人肩上的工具”MATLAB早期主要用于控制系统的仿真，经过不断扩展已经成为包含通信电气工程优化控制等诸多领域的科学计算软件，可以用于电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真。

因此本课题在MATLAB的基础上进行电力电子变流电路的仿真，运用现代仿真技术研究和比较各种电力电子变流电路。

关键词：MATLAB,电力电子技术,仿真MATLAB in power electronics applicationAbstractIn the 1960s developed the power electronics. enabled the electrical energy to be possible to exchange and to control, has produced the modern each kind of highly effective energy conservation new power source and the alternating and direct speeder, was the industrial production, the transportation, the building work household automation has provided the modernized high technology and new technology, raised the production efficiency and people's quality of life, caused the human society to produce the life to have the immense changes.The power electronics and the electric drive control system combined the electronic circuit electrical machinery dragging automatic control theory microcomputer principle and the application and so on multi-disciplinary knowledge, as a result of power electronics device own non-relatedness, for the power electronics circuit and system's analysis certain complexity and the difficulty, generally the commonly used waveform analysis and the partition linearization processing method studied the power electronics circuit. The modern computer simulation technology has provided the brand-new method for the power electronics circuit and system's analysis, may cause the complex power electronics circuit system's analysis and the design becomes is easier and is effective.The MA TLAB is Corporation promotes by American Math Works uses in the numerical calculus and the graphic processing science computation software s ystem is honored as “on the giant shoulder's tool” the MA TLAB early time mainly to use in control system's simulation,passed through expands unceasingly already became contains the correspondence electrical engineering optimization control and so on many domains the science computation software, might use in the power electronics circuit and the electric drive control system's simulation.This topic carries on the power electronics electron variable current electric circuit's simulation in the MATLAB foundation, studies and compares each kind of power electronics electron variable current electric circuit using the modern emulation technique.Key words: matlab,power electronics, simulation目录MATLAB在电力电子技术中的应用 (1)MATLAB in power electronics application (2)目录 (4)1绪论 (6)1.1关于MATLAB软件 (6)1.1.1 MATLAB软件是什么 (6)1.1.2 MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7)1.1.3 MATLAB软件的基本操作方法 (10)1.2电力电子技术 (12)1.3 MA TLAB和电力电子技术 (13)1.4本文完成的主要内容 (14)2 MA TLAB软件在电路中的应用 (15)2.1基本电气元件 (15)2.1.1基本电气元件简介 (15)2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17)2.2如何简化电路的仿真模型 (19)2.3基本电路设计方法 (19)2.3.1电源功能模块 (19)2.3.2典型电路设计方法 (20)2.4常用电路设计法 (21)2.4.1ELEMENTS模块库 (21)2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22)2.5 MA TLAB中电路的数学描述法 (22)3电力电子变流的仿真 (25)3.1实验的意义 (25)3.2 交流-直流变流器 (25)3.2.1 单相桥式全控整流电路仿真 (26)3.2.2 三相桥式全控整流电路仿真 (38)3.3 三相交流调压器 (53)3.3.1 无中线星形联结三相交流调压器 (53)3.3.2 支路控制三角形联结三相交流调压器 (59)3.4交流-交流变频电路仿真 (64)3.5矩阵式整流器的仿真 (67)MATLAB在电力电子技术中的应用 (1)MATLAB in power electronics application (2)目录 (4)1绪论 (7)1.1关于MATLAB软件 (7)1.1.1 MATLAB软件是什么 (7)1.1.2 MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (8)1.1.3 MATLAB软件的基本操作方法 (11)1.2电力电子技术 (13)1.3MATLAB和电力电子技术 (14)1.4 本文完成的主要内容 (15)2 MA TLAB软件在电路中的应用 (16)2.1基本电气元件 (16)2.1.1基本电气元件简介 (16)2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (18)2.2如何简化电路的仿真模型 (20)2.3基本电路设计方法 (20)2.3.1电源功能模块 (20)2.3.2典型电路设计方法 (21)2.4常用电路设计法 (22)2.4.1ELEMENTS模块库 (22)2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (23)2.5 MA TLAB中电路的数学描述法 (23)3电力电子电路的仿真 (26)3.1实验的意义 (26)3.2 交流-直流变流器 (26)3.2.1 单相桥式全控整流电路仿真 (27)3.2.2 三相桥式全控整流电路仿真 (39)3.3三相交流调压器仿真 (54)结论 (73)致谢 (74)参考文献 (75)附录外文文献翻译 (76)1绪论1.1关于MATLAB软件作为当今世界最流行的第四代计算机语言，MATLAB软件语言系统，由于它在科学计算，网络控制，系统建模与仿真，数据分析，自动控制，图形图像处理航天航空，生物医学，物理学，通信系统，DSP处理系统，财务，电子商务，等不同领域的广泛应用以及它自身所具备的独特优势，目前MATLAB已备受许多科研领域的青睐与关注。

《电力电子技术》单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：(1) 单相半波可控整流电路（电阻性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。

(2) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载）电路的工作原理电路设计与仿真。

(3) 单相半波可控整流电路（阻-感性负载加续流二极管）电路的工作原理电路设计与仿真。

（4）了解三种不同负载电路的工作原理及波形。

二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）如图1.1所示，单向半波可控制整流电路原理图，晶闸管作为开关，变压器T起到变换电压与隔离的作用。

其工作原理：（1）在电源电压正半波(0~π区间)，晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流。

（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零。

（3）在电源电压负半波(π~2π区间)，晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零。

（4）直到电源电压u2的下一周期的正半波，脉冲uG 在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复。

2、MATLAB下的模型建立2.1 适当连接后，可得仿真电路。

如图所示：2.2 仿真结果与波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表了晶体管VT上的电流、晶体管VT 上的电压、电阻加电感上的电压。

设置触发脉冲α分别为30°、60°、90°、120°时的波形变化。

α=30°α=60°α=90°α=120°分析：与电阻性负载相比，负载电感的存在，使得晶闸管的导通角增大，在电源电压由正到负的过零点也不会关断，输出电压出现了负波形，输出电压和电流平均值减小；大电感负载时输出电压正负面积趋于相等，输出电压平均值趋于零。

“电力电子”仿真实验指导书MATLAB仿真实验主要是在simulink环境下的进行的。

Simulink是运行在MATLAB环境下,用于建模、仿真和分析动态系统的软件包。

它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统。

由于它具有直观、方便、灵活的特点,已经在学术界、工业界的建模及动态系统仿真领域中得到广泛的应用。

Simulink提供的图形用户界面可使用鼠标的拖放操作来创建模型。

Simulink本身包含sources、sinks、Discrete、math、Nonlinear和continuous 等模块库。

实验主要使用Sinks、Sources、Signals & System和Power System Blockset这四个模块库中的一些模块搭建电力电子课程中的典型电路进行仿真。

在搭建成功的电路中使用scope显示模块显示仿真的波形、验证电路原理分析结果。

这些典型电路包括:1)单相半波可控整流电路(阻性负载和阻感负载）2）单相全控桥式整流电路(阻性负载和阻感负载）3)三相全控桥式整流电路（双窄脉冲阻性负载和双窄脉冲阻感负载）4)降压斩波电路、升压斩波电路5）三相半波逆变电路、三相全波逆变电路。

一、matlab、simulink基本操作多数学生在做这个实验是时候可能是第一次使用matlab中的simulink来仿真，因此下面首先介绍一下实验中要掌握得的一些基本操作（编写试验指导书时所使用的matlab6.1版本）。

若实验过程中使用matlab的版本不同这些基本操作可能会略有不同。

图0-1 matlab启动界面matlab的启动界面如图0—1所示,点击matlab左上方快捷键就可以进入simulink程序界面（在界面右侧的Command Window中输入simulink命令回车或者在Launch Pad窗口中点击simulink子菜单中Library Browser都可以进入simulink程序界面）如图0—2所示.+图0-2 simulink程序界面1。

本文前言MATLAB的简介MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。

随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。

近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。

MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。

MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。

在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。

MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。

如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。

MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的问题，或实现某一类的新算法。

现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。