电力电子技术MatLab仿真

1本文前言MATLAB的简介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，由美国产品()试用版，并于功能更加强大。近几年来，年初推出了正式版。随着版本的升级，内容不断公司将推出语言运用于系统仿真和实国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。是“矩阵实验室”()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。在中，每个变量自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系(极坐标系、对数坐标系等)，讷讷感绘制三维坐丰富，可扩展性强。软件包括基本部分和专业扩展部分，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的难在国内外的大学中，特别是数值计算应用最广的电气信息类学科中，已成为每2SIMULINK仿真工具简介SIMULINK是Mathworks公司开发的MATLAB仿真工具之一,其主要功能是实现动态系统建模﹑仿真与分析.SIMULINK支持线性系统仿真和非线性系统仿真;可以进行连续系统仿真,也可以进行离散系统仿真,或者两者混合的系统仿真;同时也支持具有多种采样速率的采样系统仿真.利用SIMULINK对系统进行仿真与分析,可以对系统进行适当的实时修正或者按照仿真的最佳效果来调试及确定控制系统的参数,以提高系统的性能,减少设计系统过程中反复修改时间,从而实现高效率地开发实际系统的目标.SIMULINK最早出现在MATLAB4.0版的核心执行文件中.在MATLAB4.2版以后,SIMULINK则以MATLAB的工具包形式出现,需要单独安装.在MATLAB5.0版中,SIMULINKSIMULINK版进行介绍.离散系统和混杂系统.SIMULINK提供了采用鼠标拖动的方法建立系统框图模型的图形交互界面.SIMULINK提供了大量的功能模块以方便拥护快速地建立系统模型.建模时只需要使用鼠标拖动库中的功能模块并将它们连接起来.使用者可以通过将模块组成字子系统来建立多级模型.SIMULINK对模块和连接的数目没有限制.SIMULINK还支持Stateflow,用来仿真事件驱动过程.SIMULINK框图提供了交互性很强的非线性仿真环境,可以通过下拉菜单执行仿真,或使用命令进行批处理.仿真结果可以在运行的同时通过示波器或图形窗口显示.SIMULINK允许用户扩展仿真环境的功能.如用MATLA﹑和代码生成自定义块库并拥有自己的图标和界面或者将用户原来由或语言编写的代码连接起来由于SIMULINK可以直接利用MATLAB的数学﹑图形和编程功能,用户可以直接在SIMULINK下完成数据分析﹑优化参数等工作.工具箱提供的高级的设计和分析能力可以通过SIMULINK的屏蔽手段在仿真过程中执行.SIMULINK的模型库可以通过专用元件集进一步扩展MATLAB二张帮助文件，把第一张碟放进光驱，系统会自动进入安装程序。在安装过程只要输入用户名称、公司及产品注册码等。安装完之后，在TLAB3首先点击桌面的MATLAB图标，进入MATLAB环境，点击工具栏中的Simulink选项这时我们可以在上一步Simulink环境中拉我们所需的元件到Model平台中，具体做法是点平台中。第一步：我们首先按照之前的方法打开仿真环境新建一个仿真平台，现在我们先仿真新器件GTO的工作原理，按照下表，根据表中的路径找到我们所需的器件跟连接器。4元件名称元件名称提取路径触发脉冲示波器接地端子信号分解器t法是在选中模块的同时按下Ctrl键拖拉鼠标，选中的模块上会出现一个小“+”好，继续按住鼠标和Ctrl键不动，移动鼠标就可以将模块拖拉到模型的其他地方复制出一个相同的模的连接点上，会出现一个“十字”形的光标，按住鼠标左键不放，一直到你所要连接另一个5方按住Ctrl键，然后按住鼠标左键就可以拉出一根分支线了。清楚的地方可以借助帮助来看相关功能。本例中，参数设置如下：1.脉冲发生器的参数设置。双击脉冲发生器，会弹出一个对话框，改变需要的参数后(延迟时间)62.打开电源设置对话框，我们这里设置电源为220V，直接在参数行输入数字即可。3.新器件GTO的参数设置，这里我们采用默认设计，当需要改变的时候也可以另外电阻R＝100，5.示波器的参数设置：当我们开始连接的时候，示波器只有一个连接端子，这时我们具体做法是双击示波器，弹出的对话框如图1.6示：设置的时横坐标。就是我们的的仿真时间6.仿真参数设置:在仿真开始前还必须首先设置仿真参数。在菜单中选择Simulation，要有开始时间、终止时间、仿真类型(包括步长和解电路的树枝方法)，积极相对误差、绝对误差等。步长、解法和误差的选择对仿真运行的速度影响很大，步长太长计算容易发散，步长太小运算时间太长，本题使用ode23tb算法。仿真参数设计行按钮“”开始仿真。在屏幕下方的状态栏上可以看到仿真的进程。若要中途停止仿真可以点击“■”按钮。在仿真完毕之后既可以通过双击示波器来观察仿真的结果。本例的仿真图形(电阻)如78如果在一开始观察不到示波器的波形，单击邮件，选择弹出快捷菜单中的所示示波器的纵坐标参数设置对话框。本题如果要设置电阻电感负载，只需要在RLC参数中给电感量一个数值就可以了。到这里，我们就把新器件GTO的仿真完成了。按照同样的方法，再从SimPower管。我们在电力电子器件里面提取出一个晶闸来，这里注意晶闸管有两种类型，DetailedtorThyristor的要求多高，详细的晶闸管有很多参数可以设置。仿真的电路图如图示载波形实验二单相半波可控整流电路1.建立仿真模型(1)首先我们新建一个仿真模型的文件。方法跟实验一样。文件名自己给定。(2)提取电路元件模块。组成单相半波可控整流电路的主要元器件有交流电源、晶闸提取出来的元件的如图2.1所示9(3)将电路元件模块按单相半波可控整流的原理图连接起来组成仿真电路。将元件调的电路如图2.2所示。2.设置模型参数。根据实验一的方法我们可以双击模块图标弹出的对话框来设置参数，本例中所设置的参数如下。20V，频率为50Hz，初始相位为0度。在电压设置中 (Multimeter)。这里我们不用设置这个，因为我们直接用了示波器进行观察波形。(2)晶闸管的参数我们采用了默认的参数，也可以另外设置。RLCRHCinf,关于负载的参数，这里是没有一定的规定的，可以根据需要修改。给出几个特殊角度的波形图。在实验室用示波器看到的还是基本上一致的。一、仿真步骤1．启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。在这里可以任意添加序号序号元器件名称提取元器件位置1交流电源12脉冲触发器23晶闸管模型24二极管模型2127信号分解模型18RLC串联电路19示波器模型12．添加好模块后，要对各元器件进行布局。一个良好的布局面板，更有利于阅读系统模型3．设置模块参数。依次双击各模块，在出现的对话框内设置相应的参数。width)设为2。相位延迟角(phasedelay)，即触发角。它的设置在调试时需要修改，以实计算可按以下公式：α。α例如触发角α＝度，周期＝，则，则此空中应填入。度，即加上，其它不变。)示波器的设置：双击示波器，弹出示波器面板，在第一排控件栏中单击第二个控件，弹把坐标系数目设为，其它不必修改。即可开始仿真。点击开始控件。仿真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。联分支设置一、仿真步骤1．启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。并布置好各元器件。的控制角设置必须相同，否则就会烧坏晶闸管。二、模型仿真一、仿真步骤1．启动MATLAB一、仿真步骤1．启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。并布置好各元器件。a换相角，所以在计算相位延时时间时要增加30度相位。因(α)。触发角＝度时，延迟角依次设置为：，触发角＝度时，延迟角依次设置为：，二、模型仿真，真完，真完成后就可以通过示波器来观察仿真的结果。：联分支设置三相桥式半控整流电路广泛应用于中等容量的整流装置或要求不可逆的电力拖动中，完整的三相桥式半控整流电路由三个晶闸管和三个二极管、三相电源。触发器等组成。根据原理图，我们调用出三个电源，三个晶闸管，三个二极管，为了实现仿真，我们还需要调用出触发脉冲，电流表，电压表，信号分解器跟信号合成器(Mux)跟示波根据原理图，我们连接仿真电路。连接好的电路如图7.2所示负载参数设置：电阻R＝10H＝0C＝inf电阻电感R＝10H＝0.01C＝inf三相电路中，触发延时(α)。，3.晶闸管采用默认的参数设置设置好各个参数后，单击运行按钮，就可以进行仿真了。下面我们给出几个特殊角的波形。0度电阻电感负载0电阻电感负载0度一、仿真步骤1．启动MATLAB，进入SIMULINK后新建一个仿真模型的新文件。并布置好各元器件。()，模块的功能：通用变换器桥模块是由个功率开关元件组成的桥式通用三相变换器模桥，桥的结构有单相、两相和三相。()，仿真模块的图标、输入和输出。通用变换器桥模块的图标如右图所示。模块的输入和输出取决于所选择的变换器桥的结构。当、、为输出端，则直流(，)端就是输入端。除二极管桥外，其它桥的“()”输入端可接受来自外部模块的触发信号。()，通用变换器桥仿真模块的参数：本例中个参数设置如下图。()，同步6脉冲触发器的参数设置“alpha_deg”是移相控制角信号输入端，单位为度。该输入端可与“常数”模块相连，也可与控制系统中的控制器输出端相连，从而对触发脉冲进行移相控制。输入端AB、BC、CA是同步线电压的输入端，同步线电压就是连到三相交流电压的线电压。输入端Block为触发器模块的使能端，触发脉冲被封锁。该模块为一个六维脉冲向量，它包含6个触发脉冲，移相控制角的起始点为同步电压的零点，pulsesblepulsing端，在本例中只要改变对话框中数值的大小，即可改变触发控制角的大小。