SimElectronics电气系统仿真

1、1基于SimElectronics的电气系统建模与仿真13组组员：浙江工业大学2Zhejiang University of TechnologySimElectronics简介简介n SimElectronics是建立在Simscape上的专用电子线路模块集，SimElectronics软件与Simscape配套使用，扩展了Simulink 产品系列工具箱在机械和电子系统的建模与仿真的物理建模能力。它包含可以让用户建立在一定的速度和精确度的要求下，适用于系统分析的机械和电子系统的模块。n SimElectronics是以Kirchhoff定律为基础的电气系统的动态系统仿真工具，使用Simul

2、ink交互式框图设计界面，具有交互仿真能力。3Zhejiang University of Technologyn SimElectronics 提供了大量真实物理元件模型来表述被仿真的系统，例如半导体器件、执行与驱动器部件、集成电路和传感器等，为多模拟电子线路、数字电子线路以及运算放大器线路系统提供了直观有效的建模分析手段。应用SimElectronics建立的模型可以与传统的Simulink模型相融合。4Zhejiang University of TechnologySimElectronics的局限性的局限性SimElectronics不能单独完成以下情况的建模：1）建立包含几十个模拟

3、组件的大型电路的模型，如一个完整的收发器。2）执行任何布局（物理设计）任务，或相关执行任务，如布局与原理图（LVS），设计规则检查（DRC ），寄生参数提取和反标注。5Zhejiang University of TechnologySimElectronics模块介绍模块介绍Actuators & Drivers 执行与驱动部件执行与驱动部件Integrated Circuits 集成电路集成电路Passive Devices 无源器件无源器件Semiconductor Devices 半导体器件半导体器件Sensors 传感器传感器Sources 输入源输入源Utilities 其

4、他工具其他工具Actuators&Drivers执行与驱动部件执行与驱动部件Rotational Actuators 旋转执行部件旋转执行部件Controlled PWM Voltage 脉宽调制电压的控制模块H-Bridge H-桥模块 Stepper Motor Driver 步进电机驱动模块Drivers驱动部件驱动部件DC Motor 直流电机模块Induction Motor 感应电机模块等 Translational Actuators 传递执行部件传递执行部件Piezo Stack 压电叠堆模块Solenoid 螺线管模块Piezo Linear Motor 压电直线电机

5、模块Integrated Circuits集成电路集成电路 集成电路的组件主要有逻辑电路(Logic)、限频运算放大器(Band-Limited Op-Amp)、比较器(Comparator)、有限增益运算放大器(Finite-Gain Op-Amp)、全差分运算放大器(Fully Differential Op-Amp)、倍增器(Multiplier)、运算跨导放大器(Operational Transcon-ductance Amplifier)、 推挽输出放大器(Push-Pull Output)和定时器(Timer)等。 其中,逻辑电路(Logic)又包括 CMOS逻辑与、 CMOS缓

6、冲器、 CMOS逻辑与非、CMOS逻辑或非、CMOS逻辑非、CMOS逻辑或、CMOS逻辑异或和S-R触发器等。Passive Devices无源器件无源器件 无源器件包括晶体检波器(Crystal)、熔断器(Fuse)、电位计(Relay)、继电器(Resistor)、热敏电阻器(Thermal Resistor)、三绕组互感器(Three-Winding Mutual Inductor)、传输线(Transmission Line)、可变电容器(Variable Capacitor)、可变电感器(Variable Inductor)等。Semiconductor Devices半导体器件半导

7、体器件 半导体器件包括二极管(Diode)、N沟道绝缘栅双极型晶体管(N-Channel IGBT)、N沟道结晶型场效应晶体管(N-Channel MOSFET)、N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(N-Channel MOSFET)、半导体场效晶体管、NPN双极晶体管(NPN Bipolar Transistor)、光耦合器(Optocoupler)、P沟道结晶型场效应晶体管(P-Channel JFET)、P沟道金属金属氧化物半导体场效应晶体管(P-Channel MOSFET)、PNP双极晶体管(PNP Bipolar Transistor)和半导体闸流管(Thyristor)等。sen

8、sors 传感器传感器传感器组件包括增量轴编码器(Incremental Shaft Encoder)、发光二极管(Light-Emitting Diode)、PS传感器(PS Sensor)、光电二极管(Photodiode)、功率传感器(Power Sensor)、近距离传感器(Proximity Sensor)、应变仪(Strain Gauge)、电热调节器(Thermistor)和热电偶(Thermocouple)等。Sources 电源库电源库电源库里面主要有普通电池(Generic Battery)、负供电轨(Negative Supply Rail)、正供电轨(Positive Supply Rail)以及太阳能电池(Solar Cell)等。信号之间的转换Simulink里有两种信号，一类是常用的simulink信号，另一类是物理模型对应的物理信号（physical signal，PS信号），这两类信号是并存的，但不能直接连接，需要调用相关模块进行转换。Simulink信号和物理信号直接相互转换的模块有：PS-Simulink converter和Simulink-PS converter。仿真实例 1-旋转执行机构的转矩-速度特性仿真实例 2三角波发生器仿真实例 3-直流电机的控制仿真实例 4-直流无刷电机