SimElectronics的电气系统仿真

1基于SimElectronics的电气系统建模与仿真13组组员：浙江工业大学2ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics简介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。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Simulink交互式框图设计界面，具有交互仿真能力。3ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics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。4ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics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。5ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics模块介绍Actuators&Drivers执行与驱动部件IntegratedCircuits集成电路PassiveDevices无源器件SemiconductorDevices半导体器件Sensors传感器Sources输入源Utilities其他工具Actuators&Drivers

执行与驱动部件

RotationalActuators旋转执行部件①ControlledPWMVoltage脉宽调制电压的控制模块②H-BridgeH-桥模块③StepperMotorDriver步进电机驱动模块Drivers驱动部件①DCMotor直流电机模块②InductionMotor感应电机模块等

TranslationalActuators传递执行部件①PiezoStack压电叠堆模块②Solenoid螺线管模块③PiezoLinearMotor压电直线电机模块IntegratedCircuits

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-LimitedOp-Amp)、比较器(Comparator)、有限增益运算放大器(Finite-GainOp-Amp)、全差分运算放大器(FullyDifferentialOp-Amp)、倍增器(Multiplier)、运算跨导放大器(OperationalTranscon-ductanceAmplifier)、推挽输出放大器(Push-PullOutput)和定时器(Timer)等。其中,逻辑电路(Logic)又包括CMOS逻辑与、CMOS缓冲器、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。PassiveDevices

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(ThermalResistor)、三绕组互感器(Three-WindingMutualInductor)、传输线(TransmissionLine)、可变电容器(VariableCapacitor)、可变电感器(VariableInductor)等。SemiconductorDevices

半导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-ChannelIGBT)、N沟道结晶型场效应晶体管(N-ChannelMOSFET)、N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(N-ChannelMOSFET)、半导体场效晶体管、NPN双极晶体管(NPNBipolarTransistor)、光耦合器(Optocoupler)、P沟道结晶型场效应晶体管(P-ChannelJFET)、P沟道金属金属氧化物半导体场效应晶体管(P-ChannelMOSFET)、PNP双极晶体管(PNPBipolarTransistor)和半导体闸流管(Thyristor)等。sensors

传感器传感器组件包括增量轴编码器(IncrementalShaftEncoder)、发光二极管(Light-EmittingDiode)、PS传感器(PSSensor)、光电二极管(Photodiode)、功率传感器(PowerSensor)、近距离传感器(ProximitySensor)、应变仪(StrainGauge)、电热调节器(Thermistor)和热电偶(Thermocouple)等。Sources

电源库电源库里面主要有普通电池(GenericBattery)、负供电轨(NegativeSupplyRail)、正供电轨(PositiveSupplyRail)以及太阳能电池(SolarCell)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（physicalsignal，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-Simulinkconverter和Simulink-PSconverter。仿真实例1--旋转执行机构的转矩-速度特性

仿真实例2—