MATLABSimulink 锂电池建模

科技与创新┃Science and Technology &Innovation·148·2020年第17期文章编号：2095－6835（2020）17－0148－02基于Matlab Simulink 的同步发电机励磁系统模型的研究岳文超（连云港供电公司，江苏连云港222000）摘要：介绍了电力系统动态建模方法，对同步发电机励磁系统的构建进行了深入研究。

着眼电网的实际需求，探究使用Maltlab Simulink 模拟程序搭建电源励磁系统的数学模型，模拟获得符合实际情况的调节器设置参数，调整各参数，从而得出符合实际的励磁系统的数学模型和参数，验证了Maltlab 对电力系统进行研究的有效性和可行性。

关键词：Matlab Simulink ；励磁系统；仿真计算；数学模型中图分类号：TM31文献标识码：ADOI ：10.15913/ki.kjycx.2020.17.064随着电网的范围增大，网载负荷能力增强，电网安全也面临着挑战。

发电机的励磁控制系统可以稳定频率和电压的波动，改善动态品质，提高抗干扰能力，对防止电网事故扩大起着重要作用。

建立励磁系统模型进行研究，可以精确评估电网暂态稳定性，方便对电网进行事故预想。

以往的模型动态指标采用经验值或默认值，往往与实际不符，且软件复杂，不能满足一般工作人员的需求。

且Matlab 具有更好的兼容性和友好的人机互动，应用前景巨大。

所以，利用Matlab 对励磁系统模型进行分析，一方面，可以节省分析者的时间成本；另一方面，可以提升模拟分析的的精度和指导价值。

1励磁系统工作模型原理解析励磁系统由以下两部分构成：向发电机绕组提供可控直流电流，用于建立稳定的直流磁场，称之为励磁输出模块；在正常运行或发生事故时调节及励磁电流以满足相关需求，包括励磁调节、强励磁、强减磁和自灭磁等，称为励磁控制模块。

励磁调节器与发电机的电压、电流等状态量构建联系，以预先设置的调节参数对励磁功率模块发出控制信号，控制励磁功率模块的输出，从而控制整个发电系统。

matlabsimulink教程Matlab Simulink是一种基于Matlab的高级系统建模和仿真工具。

它允许用户通过图形化界面来构建和模拟复杂的多域系统。

首先，我们来介绍如何启动Simulink。

在Matlab主界面的命令窗口中输入simulink即可打开Simulink图形界面。

Simulink界面主要由工具栏、模型窗口和浏览器窗口组成。

工具栏上的各种按钮可以帮助用户进行模型的构建和仿真。

模型窗口用于进行模型的可视化编辑，用户可以从浏览器中选择模型中的各个组件进行添加和连接。

在开始使用Simulink之前，我们建议用户先了解一些基本概念和术语。

Simulink中的基本组成单位是模块，模块可以是输入、输出、运算器、信号转换器等。

这些模块可以通过连线连接起来，形成一个完整的系统模型。

模块间的信号传递可以是连续的、离散的或者混合的。

在Simulink中，用户可以通过选择不同的模块和参数来构建自己需要的系统模型。

Simulink有很多强大的功能，其中之一是仿真功能。

用户可以设置各种参数来对系统模型进行仿真，比如时间步长、仿真时长等。

Simulink会根据用户设定的参数对系统模型进行仿真，并产生仿真结果。

用户可以通过可视化界面查看仿真结果，也可以将仿真结果保存为数据文件和图形文件。

另外，Simulink还提供了各种调试工具和分析工具，帮助用户对系统模型进行诊断和优化。

除了系统建模和仿真功能，Simulink还可以与其他Matlab工具和工具箱进行集成。

用户可以在Simulink中调用Matlab函数和脚本，也可以使用不同的工具箱来扩展Simulink的功能。

Simulink还支持与外部硬件的连接和通信，比如数据采集卡、控制器等。

总之，Matlab Simulink是一个功能强大、易于使用的系统建模和仿真工具。

通过Simulink，用户可以通过图形化界面来构建和仿真复杂的系统模型，同时还可以进行调试和优化。

MATLAB/Simulink 电力系统建模与仿真实验报告姓名：******专业：电气工程及其自动化班级：*******************学号：*******************实验一无穷大功率电源供电系统三相短路仿真1.1 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建运行MATLAB软件，点击Simulink模型构建，根据电路原理图，添加下列模块：（1）无穷大功率电源模块（Three-phase source）（2）三相并联RLC负荷模块（Three-Phase Parallel RLC Load）（3）三相串联RLC支路模块（Three-Phase Series RLC Branch）（4）三相双绕组变压器模块（Three-Phase Transformer (Two Windings)）（5）三相电压电流测量模块（Three-Phase V-I Measurement）（6）三相故障设置模块（Three-Phase Fault）（7）示波器模块（Scope）（8）电力系统图形用户界面（Powergui）按电路原理图连接线路得到仿真图如下：1.2 无穷大功率电源供电系统仿真参数设置1.2.1 电源模块设置三相电压110kV，相角0°，频率50Hz，接线方式为中性点接地的Y形接法，电源电阻0.00529Ω，电源电感0.000140H，参数设置如下图：1.2.2 变压器模块变压器模块参数采用标幺值设置，功率20MVA，频率50Hz，一次测采用Y型连接，一次测电压110kV，二次侧采用Y型连接，二次侧电压11kV，经过标幺值折算后的绕组电阻为0.0033，绕组漏感为0.052，励磁电阻为909.09，励磁电感为106.3，参数设置如下图：1.2.3 输电线路模块根据给定参数计算输电线路参数为：电阻8.5Ω，电感0.064L，参数设置如下图：1.2.4 三相电压电流测量模块此模块将在变压器低压侧测量得到的电压、电流信号转变成Simulink信号，相当于电压、电流互感器的作用，勾选“使用标签（Use a label）”以便于示波器观察波形，设置电压标签“Vabc”，电流标签“Iabc”，参数设置如下图：1.2.5 故障设置模块勾选故障相A、B、C，设置短路电阻0.00001Ω，设置0.02s—0.2s发生短路故障，参数设置如下图：1.2.6 示波器模块为了得到仿真结果准确数值，可将示波器模块的“Data History”栏设置为下图所示：1.3 无穷大功率电源供电系统仿真结果及分析得到以上的电力系统参数后，可以首先计算出在变压器低压母线发生三相短路故障时短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小，短路电流周期分量的幅值为Im=10.63kA，时间常数Ta=0.0211s，则短路冲击电流为Iim=17.3kA。

基于二阶Thevenin模型的锂电池建模仿真闫回想;甘小燕;武鸿辉;刘岸晖【摘要】介绍了几种典型的电池模型,选取二阶Thevenin模型作为研究对象.对锂电池进行了性能试验,通过HPPC试验对电池模型参数进行辨识.借助Matlab中cftool工具箱对试验数据进行多项式拟合.在Matlab/Simulink中搭建仿真模型并进行仿真试验,通过对仿真和试验结果的对比分析,验证了锂电池模型参数辨识的有效性.分析了仿真误差增大的原因,提出了进一步提高电池模型参数精确度的方法.结果表明:该模型可以准确地描述不同工况下的锂电池外特性,随着电池SOC的降低,仿真误差有所增大,当SOC<0.2时,仿真误差增大较明显.【期刊名称】《江苏大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】6页(P403-408)【关键词】锂电池;二阶Thevenin模型;Matlab/Simulink;参数辨识;建模仿真【作者】闫回想;甘小燕;武鸿辉;刘岸晖【作者单位】武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉 430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉 430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉 430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉 430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉 430070;武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室,湖北武汉 430070;武汉理工大学汽车零部件技术湖北省协同创新中心,湖北武汉 430070【正文语种】中文【中图分类】TM911电池在工作中由于受到外部环境及其自身因素的影响往往表现出高度非线性的外在特性,使得建立高精度电池模型成为电动汽车系统建模过程中的难点之一.为了建立高精度的电池模型,笔者通过对电池模型的介绍,综合考虑建模难度和仿真精度后,选取二阶Thevenin模型为研究对象,通过HPPC(hybrid pulse power characteristic)试验对模型参数进行辨识,在Matlab/Simulink中建立电池模型,对参数有效性进行仿真验证,通过仿真结果和试验结果的拟合程度以及误差分析,证明模型能够以较高精确反映电池外部动态特性.1 电池模型介绍常见的电池模型包括数学模型、电化学模型、耦合模型、神经网络模型以及等效电路模型[1-2].机理模型和经验模型是比较常用的数学模型,前者一般是通过合理的假设,运用基本的传递和反应方程进行理论分析,计算过程较复杂;后者是建立在大量试验基础上,常用作单电池性能的简单模型.电化学模型是根据电池内部反应原理建立的模型,包括单粒子模型[3-4]和一维模型[5].在单粒子模型的基础上,一维电化学模型基于浓溶液理论与多孔电极理论,添加了液相浓度、液相电势以及荷电状态对电极扩散系数的影响,以此来仿真电池内部行为.耦合模型是综合不同模型的优点来实现电池性能仿真.如电化学-热耦合模型将电化学模型和热模型进行耦合.电化学模型描述电池内部反应过程,热模型描述电池热状态.前者为后者提供电池在不同状态下的生热速率,后者为前者提供实时的电池反应温度[6].人工神经网络模型是由许多简单并行工作的处理单元构成的系统,其功能取决于网络的结构、连接强度及各单元的处理方式.该模型具有高度的并行结构和处理能力,具有任意非线性映射能力,可以拟合高度非线性数据.文献[7]采用神经网络算法成功地建立了锂离子电池模型,并且准确地预测了电池组的剩余容量.电池作为储能装置可简化为固定电压源与内阻的串联.基于电池的动态特性及工作原理,通过使用电阻、电容和电压源构成电路网路来建立等效电路模型.2 锂电池基本性能试验以18650NCM锂电池为试验对象,其基本参数:标称容量为2 500 mA·h;标称电压为3.7 V; 最大充电电流为1.0 C;最大持续放电电流为5.0 C;充电截止电压为4.2 V;放电截止电压为2.5 V.试验设备主要包括Neware BTS4000电池测试系统、多功能夹具、恒温箱和控制电脑等.设备连接如图1所示.图1 试验设备连接示意图2.1 恒流恒压充电试验首先以恒定电流(0.3 C)对电池充电,当电压到达截止电压(4.2 V)时,转为恒压充电,直至充电电流减小到预设截止电流(0.13 A)充电完成.充电过程中电压和电流变化曲线如图2所示.图2 恒流恒压充电曲线2.2 不同倍率放电试验温箱温度设为30 ℃,放电截止电压设为2.5 V,分别以0.5,1.0,2.0,3.0 C对电池进行放电.试验结果如图3所示.图3 温箱温度为30 ℃时,电池不同倍率放电曲线从图3可以看出,不同倍率放电过程中电池电压曲线大致可分为3个阶段: ① 放电初始阶段电压瞬时下降,放电倍率越大下降越大; ② 电池电压进入一个缓慢变化的时期,这个时期称为电池放电电压平台区,放电倍率越小,平台区电压越高; ③ 电池放电即将结束时,电池负载电压曲线出现“拐点”,然后电压开始急剧下降至终止电压,“拐点”随着放电倍率的增大会提前出现,并且“拐点”处电压也会随着放电倍率增大而降低.2.3 HPPC放电试验测试前先计算该放电倍率的放电周期(每循环深度放电时间=该倍率放电总时间/循环次数),此次试验每次循环使SOC值下降0.1,共循环10次.HPPC具体测试步骤参考文献[8].HPPC放电试验电压电流曲线如图4所示.图4 HPPC放电试验曲线3 模型参数辨识二阶Thevenin模型如图5所示,需要辨识的参数包括Uo,R0,R1,C1,R2和C2.通过HPPC放电试验对参数进行辨识,任意选取其中一次循环脉冲试验曲线来说明参数辨识的原理及过程,如图6所示.图5 二阶Thevenin模型图6 一次循环脉冲电压、电流曲线a点之前电池处于长时间的搁置状态,电流为0,电池内部极化效应逐渐减弱,当到达a点时内部极化效应可以忽略不计;ab段是以0.5 C放电时电压的瞬间变化;bc段是放电10 s过程中的电压变化;cd段是放电结束时电压瞬间变化;de段是电池放电结束后搁置期间的电压变化.充电过程与放电过程类似.i点之后对电池进行放电使SOC值下降0.1,为下一个SOC点脉冲试验做准备.3.1 开路电压Uo辨识采用文献[9]提出的开路电压辨识方法.在每次脉冲充放电后搁置过程中,即图6中de段和hi段,此时电流为0,极化电压逐渐减小;e点和i点可认为极化电压为0,可以取e点与i点电压作为开路电压.为了进一步减小极化电压的影响,取e点和i点电压的平均值作为对应SOC点的开路电压.表1为30 ℃时0.5 C放电HPPC试验辨识的开路电压值.表1 开路电压参数表SOC放电Uo/V充电Uo/V平均Uo/V1.04.174.174.170.94.034.044.030.83.923.933.930.73.833.833.830.63.74 3.743.740.53.673.673.670.43.633.633.630.33.603.603.600.23.563.573.570.13. 493.503.503.2 欧姆内阻R0辨识图6中ab,cd,ef以及gh段都是由于欧姆内阻引起的电压瞬变,根据欧姆定律可计算出欧姆内阻.同样为了减小极化效应对R0参数辨识的影响,取放电脉冲和充电脉冲开始时的瞬间电压变化与相应充放电电流比值的平均值为R0.温度为30 ℃时放电电流为0.5 C,HPPC试验辨识的欧姆内阻R0如表2所示.表2 欧姆内阻参数表SOC放电R0/mΩ充电R0/mΩ平均R0/mΩ1.027.5018.6023.05 0.929.9230.4230.17 0.830.2528.4229.340.729.7529.4229.59 0.625.5630.0127.79 0.530.0031.0030.500.430.7533.0031.88 0.330.7532.0031.38 0.232.0833.8332.960.135.1739.8337.503.3 R1,R2,C1,C2参数辨识由图5可得UL=Uo+IR0+U1+U2,(1)由式(2)可得(3)(4)已知时间常数τ=RC,τ反映了电池充放电后到达稳态的快慢,要对RC环节中电阻与电容进行辨识,首先要求出τ.结合时间常数表达式,求解式(3),(4)可得(5)(6)式中:U1(0),U2(0)为在每次脉冲结束瞬间电容两端初始电压;t为极化效应响应时间. 先对放电方向进行参数辨识,在图6中de段为放电脉冲结束后搁置60 s的电压变化曲线,电流输入为0,此时可看作是RC环节零输入状态时响应,端电压可表示为(7)根据式(7),在Matlab中使用cftool对电池脉冲放电后搁置60 s,电压变化曲线进行拟合,可以求得U1(0),U2(0),τ1,τ2.对于bc段,b点之前电池已被搁置很久,其内部极化效应基本消失,可认为极化电压为0,因而bc段看作是RC环节的零状态响应.极化电容两端电压为(8)从c点到d点的瞬间电池极化电压基本不变,由此可得(10)(11)式中tk为b点到c点放电脉冲的加载时间,为10 s.将已求得的U1(0),U2(0),τ1,τ2代入式(10),(11)可求得R1和R2,再根据时间常数表达式求出C1与C2,放电方向下,2个RC环节辨识参数如表3所示.表3 放电方向下电阻和电容值SOCR1/mΩC1/FR2/mΩC2/F1.05.67618.0938.391674.990.95.89590.3133.561 688.510.86.10583.4237.161526.320.75.99610.9039.321 416.210.65.35686.3041.131198.250.54.09908.8924.351 645.760.44.271 160.4925.932086.550.33.80665.1629.211 706.020.25.48312.6131.741555.640.113.1655.7634.401 221.562个RC环节充电方向所辨识的电阻和电容值如表4所示.表4 充电方向下电阻和电容值SOCR1/mΩC1/FR2/mΩC2/F1.06.38579.6339.181913.480.94.82701.3829.782 119.920.85.22740.8033.422070.680.75.57772.2738.172 067.660.66.13682.5642.672528.880.54.09814.2521.232 900.300.44.27887.6823.502 788.550.34.341 075.9421.702 756.160.24.961 086.2032.062 721.520.17.38261.7730.841 864.664 电池模型建模与仿真由式(1),(5),(6)在Matlab/Simulink中搭建电池模型,但式(1),(5),(6)这3个数学表达式都是连续的,而试验数据采集时间间隔为0.1 s,因此需要对上述的电路状态关系式进行离散化[10],离散化后的结果为(12)式中:It为t时刻电池的充放电电流,设定放电时为负值;UL(t)为t时刻电池的端电压;U1(t+1),U2(t+1)分别为t+1时刻R1C1和R2C2这2个RC环节两端的电压;Δt为采样周期,试验中的数据采集周期为0.1 s.4.1 HPPC放电试验仿真在15 ℃和30 ℃下,对电池进行HPPC放电试验,放电电流为0.5 C,试验与仿真结果对比如图7所示.图7 HPPC放电试验值与仿真值对比曲线SOC=1-t1/t0，t1为当前放电时长，t0为放电总时间.从图7可以看出：SOC为1.0～0.2(图7a放电时间为0～600 min或图7b放电时间为0～232 min)时，仿真值与试验值重合度较好；当SOC为0.2～0(图7a放电时间为600～750 min或图7b放电时间为232～290 min)时，重合度有所下降.试验与仿真的误差曲线如图8所示，在15 ℃和30 ℃时，SOC在1.0～0.2时，误差分别保持在0.05 V和0.04 V以内；当SOC在0.2～0时误差显著增加，误差分别增加到0.24 V和0.12 V.推测其主要原因是在HPPC放电测试时，SOC值采集点间隔为0.1，而SOC值在0.2～0时电池内阻变化又非常大,根据试验数据采集点，仅辨识出SOC 值在0.1和0.2处的电池内阻，导致在后期的曲线拟合中不能以较高精度拟合出SOC值在0.2～0时的实际内阻变化，因此在后期的仿真中产生较大的误差.图8 HPPC放电试验端电压误差曲线4.2 恒流放电测试仿真在15 ℃和30 ℃条件下,对锂电池进行恒流放电测试,放电电流设为0.5 C,试验测试结果与仿真结果对比如图9所示.图9 恒流放电试验值与仿真值对比曲线从图9可以看出：在2种不同温度条件下，二阶Thevenin模型对电池恒流放电工况仿真具有较高的精度.恒流放电试验与仿真的误差曲线如图10所示，当SOC 值在1.0～0.2(图10a放电时间为0～95 min或图10b放电时间为0～108 min)时，仿真误差基本保持在0.04 V以内；当SOC值在0.2～0(图10a放电时间为95～118 min或图10b放电时间为108～135 min)时，随着SOC值的减小，误差显著增大，最大误差为0.09 V.图10 恒流放电端电压误差曲线5 结论二阶Thevenin模型能够对锂电池在不同条件下的外特性曲线以较高精度进行仿真,该模型对于研究锂电池动态特性和电池系统设计具有重要意义.为了进一步提高该模型的仿真精度,可以进行如下改进: ① HPPC试验中减小SOC的间隔,采集更多的SOC点; ② 对参数进行多项式拟合时,尽可能使用更高阶的多项式,提高拟合精度;③ 对数据进行处理时,要把握好数据的精度; ④ 降低试验测试过程中环境因素对试验结果的不利影响.参考文献(References)【相关文献】[ 1 ] 陈全世,林成涛.电动汽车用电池性能模型研究综述[J].汽车技术,2005(3):1-5.CHEN Q S,LIN C T.Summarization of studies on perfor-mance models of batteries forelectric vehicle [J].Automobile Technology,2005(3):1-5.(in Chinese)[ 2 ] 袁翔,张毅.电动汽车用动力电池模型研究进展[J].公路与汽运,2014(2):1-7.YUAN X,ZHANG Y.Research progress of power battery model for electricvehicle[J].Highways & Automotive Applications,2014(2):1-7.(in Chinese)[ 3 ] SANTHANAGOPALAN S,GUO Q Z,RAMADASS P,et al.Review of models for predicting the cycling perfor-mance of lithium ion batteries[J].Journal of PowerSources,2006,156(2):620-628.[ 4 ] 黄亮,李建远.基于单粒子模型与偏微分方程的锂离子电池建模与故障监测[J].物理学报,2015,64(10):1-6.HUANG L,LI J Y.Modeling and fault monitoring of Li-ion battery based on single particle model and partial differential equation[J].Acta Physics Sinica,2015,64(10):1-6.(in Chinese) [ 5 ] ALEBERTUS P,CHRISTENSEN J,NEWMAN J.Experiments on and modeling of positive electrodes with multiple active materials for lithium-ion batteries[J].Journal of the Electrochemical Society,2009,156(7):606-608.[ 6 ] 汤依伟.基于电化学-热耦合模型的锂离子动力电池放电行为研究[D].长沙:中南大学,2013. 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机理仿真matlab simulink-概述说明以及解释1.引言1.1 概述引言部分是文章的开篇，用于引入读者对于文章主题的理解。

在本篇关于机理仿真matlab simulink 的长文中，引言部分可以包括以下内容：机理仿真是指利用计算机模拟和模型技术来模拟和分析各种物理系统的行为和性能。

随着计算机技术的不断发展和进步，机理仿真在工程领域中扮演着日益重要的角色。

Matlab作为一种强大的数学计算软件，被广泛应用于各种领域的仿真分析中。

而Simulink作为Matlab的扩展工具，更是为系统级建模和仿真提供了便利和高效性。

本文将介绍机理仿真在工程领域中的应用及其在Matlab和Simulink 中的具体实现方法。

在接下来的正文部分中，我们将详细讨论机理仿真的概念、Matlab在仿真中的应用以及Simulink的基本原理。

最后，我们将总结本文的主要内容，并展望机理仿真在工程领域中的应用前景。

希望通过本文的介绍，读者能够对机理仿真及其在Matlab和Simulink中的应用有所了解，并启发更多的研究和应用。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：本文主要分为三个部分：引言、正文和结论。

在引言部分，将首先对机理仿真进行简要介绍，然后说明本文的结构安排，并明确本文的目的。

在正文部分，首先会介绍机理仿真的概述，包括其定义、作用和重要性。

接着将探讨Matlab在仿真中的应用，介绍Matlab在仿真中的特点和优势。

最后将详细讲解Simulink的基本原理，包括Simulink的工作原理、模块和运行流程。

在结论部分，将对全文进行总结，归纳本文的主要观点和结论。

同时，展望机理仿真在未来的应用前景，并进行一些探讨。

最后以一些结束语来结束全文，点亮全文的主题思想。

1.3 目的：本文旨在探讨机理仿真在工程领域的应用和价值，具体包括介绍机理仿真的概念和原理、阐述Matlab在仿真中的应用技术、深入解析Simulink 的基本原理。

Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。

在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。

Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。

同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink。

Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB 的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。

Simulink可以用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。

为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。

Simulink;是用于动态系统和嵌入式系统的多领域仿真和基于模型的设计工具。

对各种时变系统，包括通讯、控制、信号处理、视频处理和图像处理系统，Simulink提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。

. 构架在Simulink基础之上的其他产品扩展了Simulink多领域建模功能，也提供了用于设计、执行、验证和确认任务的相应工具。

Simulink与MATLAB&reg; 紧密集成，可以直接访问MATLAB大量的工具来进行算法研发、仿真的分析和可视化、批处理脚本的创建、建模环境的定制以及信号参数和测试数据的定义。

丰富的可扩充的预定义模块库 交互式的图形编辑器来组合和管理直观的模块图 以设计功能的层次性来分割模型，实现对复杂设计的管理 通过Model Explorer 导航、创建、配置、搜索模型中的任意信号、参数、属性，生成模型代码 提供API用于与其他仿真程序的连接或与手写代码集成 使用Embedded MATLAB™ 模块在Simulink和嵌入式系统执行中调用MATLAB算法 使用定步长或变步长运行仿真，根据仿真模式(Normal,Accelerator,Rapid Accelerator)来决定以解释性的方式运行或以编译C代码的形式来运行模型 图形化的调试器和剖析器来检查仿真结果，诊断设计的性能和异常行为 可访问MATLAB从而对结果进行分析与可视化，定制建模环境，定义信号参数和测试数据 模型分析和诊断工具来保证模型的一致性，确定模型中的错误平面连杆机构英文名称：planar linkage mechanism定义：所有构件间的相对运动均在平行平面内运动的连杆机构。

MATLAB Simulink 是一个可视化建模和仿真工具，它通过图形化的方式来描述系统的行为。

在 Simulink 中，系统被划分为多个部分，每个部分都对应着一种不同的元素或结构。

下面是一些常见的 Simulink 结构：1. 模型（Model）：Simulink 中最基本的结构，表示整个系统的总体框架。

模型中包含了所有的系统部件，在模型内部可以连接这些部件，以形成完整的系统。

2. 子系统（Subsystem）：子系统是模型中的一个独立部分，通常用于组织和管理系统的复杂度。

它可以与其他子系统或部件相互连接，并可以将其输出提供给上层系统或其他子系统使用。

3. 模块（Block）：模块是 Simulink 中的基本部件，它们代表了系统中的基本功能单元。

它们可以执行各种操作，如加、减、乘、除、积分、微分等。

4. 信号（Signal）：信号是 Simulink 中的数据流，代表了各个模块之间传递的数据。

在Simulink 中，信号可以通过端口进行输入和输出。

5. 端口（Port）：端口用于在模块之间传递信号，它可以是输入端口、输出端口或双向端口。

每个模块可以拥有多个端口。

6. 参数（Parameter）：参数是模块的属性，可以用于设置模块的各种参数、常数或变量。

参数可以在模块内部使用，也可以在模块之间传递。

7. 初始状态（Initial State）：初始状态是系统的初始状态，它对系统的运行过程产生了重要影响。

在 Simulink 中，初始状态通常由 Initial Block 来设置。

8. 仿真器（Simulator）：仿真器是 Simulink 的核心组件，用于执行系统仿真。

仿真器提供了多种仿真方法，如常规仿真、加速仿真、硬件仿真等。

以上这些结构只是 Simulink 中的一部分，Simulink 还包括了许多其他的结构和元素，比如 Scope、Display、To Workspace 等。

这些结构和元素共同构成了 Simulink 强大而灵活的建模和仿真环境。

matlab2021 simscape electrical 用法在Matlab 2021中，Simscape Electrical是一种模型化和仿真电气电子系统的工具。

它允许您建模和分析电路、电机、传感器、电力系统和其他电气设备。

使用Simscape Electrical，您可以按照实际物理原理以基于组件的方式建模系统。

这些组件包括电阻、电感、电容、变压器、电机、传感器和电源等。

您还可以将它们组合成电路、电机驱动系统或整个电力系统。

为了使用Simscape Electrical，您需要在Matlab中设置并加载Simscape Electrical库。

然后，您可以使用Simscape Electrical工具箱中提供的组件来构建您的电气系统模型。

以下是使用Simscape Electrical的一般步骤：1. 设置和加载Simscape Electrical库：a. 打开Matlab，并使用命令窗口输入“simscapeelectricallibs”来设置Simscape Electrical库路径。

b. 使用"Simscape Electrical" > "Library Browser"打开Simscape Electrical库浏览器。

2. 建立电气系统模型：a. 在Simscape Electrical库浏览器中选择合适的组件，并拖放它们到模型编辑器中。

b. 连接组件以构建电路、电机驱动系统或电力系统。

3. 配置和调整组件参数：a. 通过双击组件打开参数设置对话框，或在模型编辑器的参数面板中修改组件参数。

b. 根据您的需求配置各个组件的参数，如电阻、电感、电容的数值，电机的额定功率等。

4. 运行仿真：a. 在模型编辑器中点击“Run”按钮来运行仿真。

b. 查看仿真结果，如电流、电压、功率等，或绘制波形图。

此外，Simscape Electrical还提供了更高级的功能，如故障诊断、控制系统设计、参数优化和代码生成等。

matlab的simulink简易⼊门知识Simulink的扩展模块库SimPowerSystems——电⼒电⼦系统的建模和仿真⼯具SimPowerSystems是在Simulink环境下进⾏电⼒电⼦系统建模和仿真先进⼯具。

SimPowerSystems是Simulink下⾯的⼀个专⽤模块库，包含电⽓⽹络中常见的元器件和设备，以直观易⽤的图形⽅式对电⽓系统进⾏模型描述。

模型可与其它Simulink模块的相连接，进⾏⼀体化的系统级动态分析。

⼀、SimPowerSystems专⽤模块库的特点：1. 使⽤标准电⽓符号进⾏电⼒系统的拓扑图形建模和仿真；2. 标准的AC和DC电机模型模块；变压器；传输线；信号和脉冲发⽣器；HVDC控制；IGBT模块和⼤量设备模型，有断路器，⼆极管，IGBT，GTO，MOSFET和晶闸管；3. 使⽤Simulink强有⼒的变步长积分器和零点穿越检测功能，给出⾼度精确的电⼒系统仿真计算结果4. 为快速仿真和实时仿真提供了模型离散化⽅法；5. 提供多种分析⽅法，可以计算电路的状态空间表达、计算电流和电压的稳态解、设定或恢复初始电流/电压状态、电⼒机械的潮流计算；6. 提供了扩展的电⽓系统⽹络设备模块，如电⼒机械，功率电⼦元件，控制测量模块和3相元器件；7. 提供36个功能演⽰模型，可直接运⾏仿真；8. 提供详细的⽂档，完整的描述了各个模块和使⽤⽅法，还有5个详细的案例。

⼆、SimPowerSystems专⽤模块库的强⼤功能：（⼀）SimPowerSystems中的模块SimPowerSystems中模块的数学模型基于成熟的电磁和机电⽅程，⽤标准的电⽓符号表⽰。

它们可以同标准的Simulink模块⼀起使⽤建⽴包含电⽓系统和控制回路的模型。

连接通过与SimPowerSystems提供的测量模块实现。

SimPowerSystems拥有近100个模块，分别位于7个⼦模块库中。

这些库模块涵盖了以下应⽤范围：1. 电⽓⽹络（Electrical Sources & Elements）RLC⽀路和负载，π型传输线，线性和饱和变压器，浪涌保护，电路分离器，互感，分布参数传输线，3相变压器（2个和3个绕组），AC和DC电压源，受控电压源和受控电流源。

matlab之simulink最通俗教程Simulink是MATLAB的一个重要工具箱，用于建模和仿真控制系统。

Simulink提供了一种图形化建模环境，可以方便地构建复杂系统，并对其进行仿真和分析。

本文将详细介绍Simulink的基本原理和使用方法，以便初学者快速入门。

Simulink模型由各种模块组成，这些模块可以是系统组件、数学算法或信号处理函数。

用户可以使用Simulink库中的预定义模块，也可以自己编写MATLAB函数来创建自定义模块。

模块之间的连接通过信号线进行，可以传递各种类型的信号，如数值、布尔值和字符串。

使用Simulink建模的第一步是创建一个新模型。

在MATLAB命令窗口中输入“simulink”命令即可打开Simulink库浏览器。

然后，可以从左侧的“Simulink Library Browser”面板中拖动所需的模块到模型窗口中。

常用的模块包括输入输出模块、数学运算模块和逻辑控制模块。

在模型中添加模块后，可以使用鼠标将它们连接在一起。

要创建连接线，只需点击模块输出端口并将鼠标拖动到另一个模块的输入端口。

连接线将自动连接两个模块，形成信号传递路径。

连接线上可以添加箭头标记，用于指定信号的流动方向。

模型的参数和设置可以在模型窗口的右侧“Properties”面板中进行调整。

例如，可以设置模块的初始状态、仿真时间范围和采样时间。

还可以为模块添加注释、设置显示颜色和调整模块大小等。

Simulink提供了多种仿真和分析工具，用于评估模型的性能和行为。

可以使用“Simulate”按钮开始仿真并观察模型的实时响应。

仿真结果可以以图表或波形图的形式显示，并可以保存和导出到MATLAB工作空间中进行后续处理。

还可以使用模型验证和优化工具来检查模型的准确性和效率。

除了基本的建模和仿真功能外，Simulink还支持代码生成和硬件连接。

可以将Simulink模型转换为C代码，并嵌入到嵌入式系统中。

混合动力汽车磷酸铁锂动力电池建模与SOC计算蒋超宇;王伟超;杨学平【摘要】为了准确和方便地研究混合动力汽车中的磷酸铁锂动力电池的性能,基于Thevenin电池模型,考虑了温度对模型的影响,通过库仑计数法估算电池荷电状态(SOC).针对该电池,通过HPPC试验识别电池模型参数,在Matlab/Simulink中建立物理仿真模型进行仿真计算.研究表明:所使用的Thevenin电池模型精度高,对比模拟和实测端电压结果,两者变化趋势基本相同,端电压平均误差为3.6 V,最大误差为12.6 V,占电池额定电压0.79％,能真实的模拟电池充放电特性;结合库仑计数法计算电池SOC,能有效控制SOC的估算值在高精度范围内.模拟SOC和实测SOC结果进行对比表明,SOC精度保持在3％以内.【期刊名称】《储能科学与技术》【年(卷),期】2018(007)005【总页数】5页(P897-901)【关键词】混合动力汽车;磷酸铁锂动力电池;Matlab/Simulink;SOC估计【作者】蒋超宇;王伟超;杨学平【作者单位】云南机电职业技术学院汽车技术工程系,云南昆明 650101;云南农业大学机电工程学院,云南昆明 650203;云南机电职业技术学院汽车技术工程系,云南昆明 650101【正文语种】中文【中图分类】TK421随着能源的紧缺及环境的恶化，新能源汽车发展在世界范围内已经被提上了日程，而混合动力汽车作为传统汽车向纯电动汽车转变的过渡，对于现今新能源汽车的发展起到至关重要的作用。

而混合动力汽车中的动力电池作为有别于传统汽车的重要部分，其性能的好坏对混合动力汽车的性能造成直接的影响[1-3]。

考虑到电池的能量密度、工作压力和循环使用寿命等综合性能，本款电动汽车选用磷酸铁锂动力电池。

为了便于灵活地调整设计方案，优化设计参数，降低研究成本，缩短产品开发周期，本文运用Matlab/Simulink软件建立电池模型进行离线仿真技术设计。

基于MatlabSimulink的电动汽车仿真模型设计与应用一、本文概述随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，电动汽车作为一种清洁、高效的交通工具，受到了越来越多的关注和推广。

在电动汽车的研发过程中，仿真模型的建立与应用发挥着至关重要的作用。

本文旨在探讨基于Matlab/Simulink的电动汽车仿真模型设计与应用，旨在为电动汽车的设计、优化和控制提供理论支持和实践指导。

本文将对电动汽车仿真模型的重要性进行阐述，指出其在电动汽车研发过程中的地位和作用。

接着，将详细介绍Matlab/Simulink在电动汽车仿真模型设计中的应用，包括其强大的建模功能、灵活的仿真能力以及高效的算法处理能力等。

在此基础上，本文将重点讨论电动汽车仿真模型的设计方法。

包括电动汽车动力系统的建模、控制系统的建模以及整车模型的集成等。

将结合具体案例，对电动汽车仿真模型在实际应用中的效果进行展示和分析，以验证其有效性和可靠性。

本文还将对电动汽车仿真模型的发展趋势进行展望，探讨其在未来电动汽车研发中的潜在应用前景。

通过本文的研究，希望能够为电动汽车仿真模型的设计与应用提供有益的参考和启示，推动电动汽车技术的不断发展和进步。

二、电动汽车仿真模型设计基础电动汽车（EV）仿真模型的设计是一个涉及多个学科领域的复杂过程，其中包括电力电子、控制理论、车辆动力学以及计算机建模等。

在Matlab/Simulink环境中，电动汽车仿真模型的设计基础主要包括对车辆各子系统的理解和建模，以及如何利用Simulink提供的各种模块和工具箱进行模型的构建和仿真。

电动汽车的主要子系统包括电池管理系统（BMS）、电机控制系统（MCS）、车辆控制系统（VCS）以及车辆动力学模型。

这些子系统都需要根据实际的电动汽车设计和性能参数进行精确的建模。

电池管理系统（BMS）建模：电池是电动汽车的能源来源，因此，BMS建模对于电动汽车的整体性能至关重要。

BMS模型需要包括电池的荷电状态（SOC）估计、电池健康状况（SOH）监测、电池热管理以及电池能量管理等功能。

matlab搭建电力系统仿真模型摘要：一、引言二、搭建电力系统仿真模型的方法1.打开Simulink 仿真2.选择空白模型3.打开模型库4.选择电力系统模块5.搭建模型并连接模块三、电力系统仿真模型的应用1.光伏电池输出特性仿真2.漏电保护死区仿真四、总结正文：一、引言MATLAB 是一种广泛应用于科学计算、数据分析和可视化的软件，其强大的功能可以助力各种领域的研究。

在电力系统领域，MATLAB 可以帮助工程师搭建仿真模型，从而对电力系统的运行特性和性能进行分析。

本文将介绍如何使用MATLAB 搭建电力系统仿真模型。

二、搭建电力系统仿真模型的方法1.打开Simulink 仿真首先，需要打开MATLAB 软件，然后点击“Simulink”图标，打开Simulink 仿真环境。

2.选择空白模型在Simulink 中，选择“blank model”新建一个空白模型，这将帮助我们从零开始搭建电力系统仿真模型。

3.打开模型库在搭建模型过程中，我们需要使用MATLAB 提供的模型库。

点击“Model Library”打开模型库，选择“Power Systems”目录下的“power”和“systems”子目录。

4.选择电力系统模块在模型库中，我们可以找到各种电力系统相关的模块，如发电机、变压器、输电线路等。

选择需要的模块并拖拽到新建的模型中。

5.搭建模型并连接模块将所选模块按照电力系统的结构进行搭建，并使用连接线将它们连接起来。

例如，将发电机连接到变压器，再将变压器连接到输电线路等。

三、电力系统仿真模型的应用1.光伏电池输出特性仿真通过MATLAB 仿真，我们可以研究光伏电池的输出特性。

搭建光伏电池模型，设置光照强度、环境温度等参数，然后进行仿真，得到光伏电池的输出特性曲线。

2.漏电保护死区仿真漏电保护死区是指漏电保护器在某些条件下无法正常工作的现象。

通过MATLAB 仿真，我们可以模拟漏电保护死区的形成过程，从而分析其对电力系统的影响。

基于Simulink的四轮独立驱动电动汽车建模Simulink是MATLAB的一个工具箱，用于建模和仿真系统。

基于Simulink的四轮独立驱动电动汽车建模，需要先了解电动汽车的原理和模型。

一个基本的电动汽车模型包括电池模型、电机模型、电子控制模型和机械传动模型。

首先，我们需要确定模型的输入和输出变量。

四轮独立驱动电动汽车的输入变量为电池电压、电机控制命令、转向角度和制动力；输出变量为车辆速度、车辆位置和车辆加速度。

在Simulink中，我们可以将这些变量表示为信号线，并使用不同的模块进行处理。

电动汽车建模的主要步骤如下：1. 电池模型建立：根据电池的特性，选择最适合的电池模型。

一般使用RC等效电路和电化学模型。

2. 电机模型建立：根据电机的特性，选择最适合的电机模型。

一般使用等效电路和磁路分析法。

3. 电子控制模型建立：根据电机控制器的特性，选择最适合的控制器模型。

一般使用PID控制器或者FOC(Field Oriented Control)控制器。

4. 机械传动模型建立：根据车辆传动系统的特性，选择最适合的传动模型。

一般使用能量守恒法和马力平衡法。

5. 系统集成和模拟：将上述模型集成到一个系统模型中，并进行模拟。

在模拟过程中，我们可以通过调整模型参数和仿真条件，对车辆性能进行分析和优化。

同时，还可以添加故障和异常情况进行仿真，以提高电动汽车的鲁棒性和安全性。

总之，基于Simulink的四轮独立驱动电动汽车建模是一个复杂而有趣的过程，需要深入理解电动汽车的原理和模型，才能构建准确、可靠的模型。

锂离子电池参数辨识matlab
锂离子电池是目前广泛应用于电动汽车、移动设备和储能系统
中的重要能量存储装置。

为了更好地了解和优化锂离子电池的性能，需要准确地辨识其参数。

MATLAB作为一种强大的工程计算软件，可
以帮助我们进行锂离子电池参数辨识。

首先，锂离子电池的参数辨识是指确定电池模型中的未知参数，例如内部电阻、电化学参数和电池容量等。

这些参数对于电池的性
能和寿命具有重要影响。

通过参数辨识，我们可以更准确地模拟和
预测锂离子电池的行为，从而优化充放电控制策略和延长电池的使
用寿命。

在MATLAB中，可以利用系统辨识工具箱和优化工具箱来进行锂
离子电池参数辨识。

首先，我们需要收集锂离子电池的实验数据，
例如电压、电流和温度等。

然后，利用系统辨识工具箱中的参数估
计算法，可以对电池模型进行参数辨识，得到最优的参数估计结果。

同时，优化工具箱可以帮助我们对参数辨识的目标函数进行优化，
以获得更准确的参数估计。

除了使用工具箱，MATLAB还提供了丰富的绘图和数据分析功能，
可以帮助我们对参数辨识结果进行可视化和分析。

通过绘制实验数据和模拟结果的对比图，可以直观地评估参数辨识的准确性和模型的拟合程度。

总之，利用MATLAB进行锂离子电池参数辨识可以帮助我们更好地理解电池的行为特性，为电池管理系统的设计和优化提供重要的参考。

通过准确地辨识锂离子电池的参数，可以提高电池系统的性能和可靠性，推动电动汽车和可再生能源等领域的发展。

matlab simulink simscape_用户手册MATLAB Simulink Simscape 是一个用于建模、仿真和分析动态系统的强大工具。

它包括Simulink、Simscape 和Simulink Coder 等模块，可以用于模拟和分析各种物理系统，如机械系统、控制系统、电气系统等。

Simscape 是Simulink 的一个扩展模块，它提供了大量的物理元件和模型库，可以用于构建各种物理系统的模型。

Simscape 提供了丰富的物理特性，如电阻、电容、电感、二极管、晶体管等，以及许多其他类型的元件和模型，可以用于模拟和分析各种电路和电子系统。

Simulink 是MATLAB 的一个扩展模块，它提供了许多有用的工具和功能，如图形界面、模型调试、仿真控制等。

Simulink 可以用于模拟和分析各种动态系统，如控制系统、信号处理系统等。

Simulink Coder 是Simulink 的一个扩展模块，它可以将Simulink 模型转换为可执行代码，从而可以用于实时系统或嵌入式系统的开发。

使用Simulink Simscape 可以进行以下操作：1.创建物理系统的模型：使用Simscape 提供的元件和模型库，可以创建各种物理系统的模型。

2.模拟和分析模型：使用Simulink 的仿真工具，可以对模型进行模拟和分析。

3.优化和调试模型：使用Simulink 的优化和调试工具，可以对模型进行优化和调试。

4.生成可执行代码：使用Simulink Coder，可以将Simulink 模型转换为可执行代码。

总之，MATLAB Simulink Simscape 是一个功能强大的工具，可以用于建模、仿真和分析各种动态系统。

它提供了丰富的物理元件和模型库，可以用于构建各种物理系统的模型。

同时，它还提供了许多有用的工具和功能，如图形界面、模型调试、仿真控制等。