电力电子系统建模及控制

电力电子系统建模及控制实验报告
实验名称：_直流斩波Fra Baidu bibliotek路模型及其仿真&
直流斩波电路系统补偿器设计&
___校正系统仿真验证
班 级：____________
姓 名：_________________
学 号：_____________
组 别：___________________________
实验桌号 :__________________________
5、熟悉降压斩波电路系统的稳定性分析及其输出波形分析，加深了解系统校正的结果。
二、实验原理（要求在实验前预习完成）
一、降压斩波(Buck)电路是最基本的DC-DC变换电路之一。
如图1所示为Buck电路原理图及其工作模式。
元件和仿真参数设置如下：输入电压(Vg) ， ， ， ，开关频率为20kHz，开关信号占空比D=50%。
图1Buck电路原理图及其工作模式
(1)在Simulink中建立Buck电路模型，并进行仿真。
(2)观察开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流和负载电压等信号。
(3)改变脉冲宽度(25%和70%)，观测以上波形变化,并记录。
2、调换Buck电路中器件的位置，实现升压斩波(Boost)电路的仿真。
采样环节传递函数为H（S）=0.5。
PWM调制器锯齿波幅度Vm=2.5V。
图2 buck电路及其超前滞后补偿网络设计
1、在Simulink中建立Buck原始回路（即没有超前滞后补偿网络的系统）电路模型，并进行仿真。
（1）观察负载电压波形,并记录。
（2）绘制Buck原始回路的bode图，并分析裕量，判断其是否稳定。
（1）观察负载电压波形,并记录。
（2）观察系统运行稳定后，负载跳变（20ohm->10ohm）的电压波形,并记录。
2、绘制Buck补偿后系统的bode图，并分析裕量。验证频率特性稳定性分析方法是否和电压仿真运行结果一致。
三、实验结果
图1-3升压降压式变换器中IGBT电流、电感电流、二极管和负载电压波形
2、采用matlab相关命令设计相应的超前滞后补偿网络。
（1）计算出此超前滞后补偿网络各元件参数。
（2）绘制加入的超前滞后补偿网络bode图。
三、主电路同实验一。Buck电路原理图及其工作模式如图1。
buck电路及其超前滞后补偿网络设计同实验二。各参数设置同实验二。
1、根据实验二的补偿网络设计结果，在Simulink中建立超前滞后补偿网络模型（用transferFcn模块直接代替实验二中的补偿网络）。
利用升压-降压式变换器，即可实现升压，也可实现降压，图1-3中的电压波形是升压工作状态的波形。波形为有少许波纹的直流电压。
理论计算： = E=E=100V， 与E极性相反；仿真结果与升降压斩波理论吻合。
2013年月日
一、实验目的（要求在课前预习完成）
1、熟悉Simulink的工作环境，熟悉直流斩波电路的工作原理。
2、熟悉降压、升压斩波电路的组成及其特点，掌握在simulink的工作环境中建立电力电子系统的仿真模型。
3、掌握直流斩波电路环路设计，了解系统校正的工作原理。
4、掌握相关的matlab命令，及其在simulink的工作环境中建立电力电子控制环路的仿真模型。
(1)观察开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流和负载电压等信号.
(2)改变脉冲宽度(25%和70%)，观测以上波形变化,并记录。
二、主电路同实验一。Buck电路原理图及其工作模式如图1。
元件和仿真参数设置如下：输入电压(Vg) ， ， ， ，开关频率为20kHz，开关信号占空比D=50%。