MATLABSIMULINK在直流电路中的分析与应用设计书
Matlab_Simulink在直流斩波电路仿真中的应用
图 1 由 I G B T 组成的 B u c k 直流变换器仿真模型
图 3 由 IGBT 组成的 Boost-Buck 直流变换器仿真模型
1 0 0 V , 满足 论分析吻合。
, 与升降压斩波理
2 结语 通过以上的仿真过程分析, 可以得到
下列结论。 本文利用 Simulink 对降压斩波电路和
升降压斩波的仿真结果进行了详细分析, 与采用常规电路分析方法所得到的输出电 压波形进行比较, 进一步验证了仿真结果 的正确性。
采用 Matlab/Simulink 对直流斩波电路 进行仿真分析, 避免了常规分析方法中繁 琐的绘图和计算过程, 得到了一种较为直 观、快捷分析斩波电路的新方法。
动力与电气工程
科技资讯 2008 NO.20
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
Matlab/Simulink 在直流斩波电路仿真中的应用
程显 李小敏 ( 平顶山工学院电气与电子工程系 河南平顶山 4 6 7 0 0 1 )
摘 要:本文用 Matlab 的可视化仿真工具 Simulink 建立了 Buck 电路的仿真模型,在此基础上对 Buck 电路及 Boost-Buck 电路进行了较详 细的仿真分析。结果表明,仿真波形与常规分析方法得到的结果具有一致性,证实了 Matlab 软件在电力电子技术教学和研究中具有较好 的应用价值。 关键词:直流斩波电路 Matlab/Simulink 仿真 中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2008)07(b)-0105-01
MATLAB在直流稳态电路中的分析及应用
基础强化训练任务书学生姓名:专业班级:自动化0805 班指导教师:梁红工作单位:自动化学院题目: MATLAB 在直流稳态电路分析中的应用之一初始条件:已知条件如图,求I1、I2、I3图1 题目电路图要求完成的主要任务:(1)分析题意,根据所给电路,采用合适的电路分析方法进行分析,并建立数学模型;(2)根据解题步骤,绘制程序流程图,并编写出完整的MA TLAB语言程序及;(3)调试、修改该程序,显示并分析运行结果;(4)按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”,撰写总结报告一份,内容包括:包括封面、任务书(指导老师提供)、目录、摘要(中、英文对照)、正文、参考文献(5篇以上)、附录(程序清单,要求有注释)、成绩评定表(指导老师提供)。
正文部分包括:训练题目、电路分析、软件设计说明(流程图设计及说明等)、仿真波形、结果分析和基础强化训练的收获及心得体会(不少于500字)。
时间安排:系主任(或责任教师)签名:年月日前言MATLAB 是美国MATHWORKS公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括M ATLAB和SIMULINK两大部分。
MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称。
它在数学类科技应用软件中在数值方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C ,C++,JAVA的支持。
MATLAB在直流电路中的分析及应用
课程设计任务书学生姓名:专业班级:电气班指导教师:邓燕妮工作单位:自动化学院题目: MATLAB在直流电路中的分析及应用初始条件:(1)Matlab6.5以上版本软件;(2)课程设计辅导资料:“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab教程”、“Matlab宝典”、“Matlab 及在电子信息课程中的应用”等;(3)先修课程:电路基础、模拟电路、数字电路、Matlab应用实践及信号处理类等。
(4)主要涉及的知识点:电阻电路的计算、含受控源的电阻电路、含受控源的电阻电路、戴维南定理、FFT变换、一阶动态电路、正弦激励的一阶电路、过阻尼零输入响应、简单正弦稳态电路、受控源、戴维南定理、一阶低通电路的频响、二阶低通/带通电路频率响应、网络参数的计算与变换。
集成运放、门电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.课程设计时间:1周;2.课程设计内容:根据指导老师给定的题目,按规定选择其中1套完成;3.本课程设计统一技术要求:研读辅导资料对应章节,对选定的设计题目进行理论分析,针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析,画出程序设计框图,编写程序代码(含注释),上机调试运行程序,记录实验结果(含计算结果和图表),并对实验结果进行分析和总结。
具体设计要求包括:①复习Matlab的相关界面以及操作;②掌握MATLAB的数值计算:创建矩阵、矩阵运算、多项式运算、线性方程组、数值统计;③基本绘图函数:plot, plot3, mesh, surf等,要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形标注、简单颜色设定等;④使用文本编辑器编辑m文件,函数调用;⑤能进行简单的电路,信号与系统相关的Matlab编程;4.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写,具体包括:①目录;②与设计题目相关的理论分析、归纳和总结;③与设计内容相关的原理分析、建模、推导、可行性分析;④程序设计框图、程序代码(含注释);⑤给出程序中主要Matlab函数的功能说明和使用说明;⑥给出程序运行结果和图表、以及实验结果分析和总结;⑦课程设计的心得体会(至少500字)指导教师签名: 2013年7月8日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (1)1 Matlab软件介绍 (2)1.1 基本功能 (2)1.2仿真环境 (2)1.3相关应用 (3)2 线性电路频率响应的理论知识 (4)2.1 网络函数 (4)2.1.1 网络函数H(jw)的定义 (4)2.1.2 网络函数H(jw)的物理意义 (4)2.2 RLC串联电路的频率响应 (5)2.3 题目分析 (5)3、解析(建模) (6)3.1、理论计算 (6)3.2 程序设计 (7)3.3 程序流程图 (7)3.4、MATLAB程序语言 (8)3.4.1语言编写 (8)3.4.2步骤解析 (8)4、结果分析及分析 (10)5、小结 (10)参考文献 (11)摘要MATLAB语言具备高效、可视化及推理能力强等特点,是目前工程界流行最广的科学计算语言。
基于Matlab/SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析
基于Matlab/SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析本文以MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包为平台,对桥式直流PWM 变换电路进行仿真分析文章对每个电路首先进行原理分析,进而建立相应的仿真模型,经过详细计算确定并设置仿真参数进行仿真,对于每次仿真结果均采用可视化波形图的方式直接输出。
在对仿真结果分析的基础上,不断优化仿真参数,使其最大化再现实际物理过程,并根据各个电路的性能进行参数改变从而观察结果的异同。
标签:SIMULINK;PWM;电路仿真1 桥式直流PWM变换电路简介桥式直流PWM变流器仿真实验是对全控型器件的应用。
实验电路中,前端为不可控整流、后端为开关型逆变器,此结构形式应用最为广泛。
逆变器的控制采用PWM方式。
对这个实验有所掌握的话,对后续课程设计直流调速系统也会有很大启发。
因为直流PWM-M调速系统近年来发展很快,直流PWM-M调速系统采用全控型电力电子器件,调制频率高,与晶闸管直流调速系统相比动态响应速度快,电动机转矩平稳脉动小,有很大优越性,因此在小功率调速系统和伺服系统中的应用越来越广泛。
2 桥式直流PWM变换电路的工作原理本实验系统的主电路采用双极性PWM控制方式,其中主电路由四个MOSFET(VT1~VT4)构成H桥。
Ub1~Ub4分别由PWM调制电路产生后经过驱动电路放大,再送到MOSFET相应的栅极,用以控制MOSFET的通断。
在双极性的控制方式中,VT1和VT4的栅极由一路信号驱动,VT2和VT3的栅极由另一路信号驱动,它们成对导通。
控制开关器件的通断时间可以调节输出电压的大小,若VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3的导通时问,输出电压的平均值为正,VT2和VT3的导通时间大于VT1和VT4的导通时间,则输出电压的平均值为负,所以可以用于直流电动机的可逆运行。
3 计算机仿真实验(1)桥式直流PWM变换电路仿真模型的建立。
根据所要仿真的电路,在SIMULINK窗口的仿真平台上构建仿真模型。
基于matlab simulink的直流微电网的建模和仿真
直流微电网的建模和仿真目录1 引言 (3)1.1 目的 (3)1.2 文档格式 (3)1.3 术语 (3)1.4 参考文献 (3)2 系统概述 (4)3直流微网的能量管理方法 (4)4系统建模 (5)4.1PV电池 (5)4.2 PV电池DCDC变换器建模 (8)4.3蓄电池双向DCDC1变换器建模 (9)4.4逆变器建模 (11)4.5负载建模 (12)4.6蓄电池建模 (13)5仿真验证 (13)6结论 (18)1 引言1.1 目的该文档针对独立智能供电及生活保障系统的需求,给出了提供智能供电的直流微电网系统框架,并根据这一框架搭建理论模型和仿真模型。
验证这一直流微电网系统的功能可行性。
1.2 文档格式本文档按以下要求和约定进行书写:(1)页面的左边距为2.5cm,右边距为2.0cm,装订线靠左,行距为最小值20磅。
(2)标题最多分三级,分别为黑体小三、黑体四号、黑体小四,标题均加粗。
(3)正文字体为宋体小四号,无特殊情况下,字体颜色均采用黑色。
(4)出现序号的段落不采用自动编号功能而采用人工编号,各级别的序号依次为(1)、1)、a)等,特殊情况另作规定。
1.3 术语1.4 参考文献2 系统概述图1 直流微网的系统框图图1为直流微网的系统框图,仿真系统包括以下几个部分:1)PV组件的特性模型2)蓄电池的模型3)PV组件后的DCDC拓扑模型和控制模型4)蓄电池后双向DCDC1的拓扑模型和控制模型5)逆变器包括:单相逆变器和三相逆变器的拓扑模型和控制模型6)交流负载模型7)直流负载模型8)超级电容模型(暂缺)9)超级电容后双向DCDC2的拓扑模型和控制模型(暂缺)10)柴油机模型(暂缺)11)智能控制器2与光伏智能控制器的协调控制模型(暂缺)3直流微网的能量管理方法能量管理思想:管理微网中各分布电源的能量流动,使得微网工作最优状态。
以下为结合我们项目的一个能量管理原则,有了这个管理原则,就可以明确各个分布电源的控制方法。
MATLAB在直流稳态电路分析中的应用
MATLAB在直流稳态电路分析中的应用引言:直流稳态电路分析是电路学中的一门基础课程,也是理解和解决电路设计和故障排除中的关键问题。
MATLAB作为一种高效且灵活的数值计算和编程环境,广泛应用于电路分析和设计。
一、基础电路分析1.电压和电流计算MATLAB提供了强大的数学计算和矩阵处理能力,可以用来计算电路中的电压和电流。
利用KVL和KCL方程,可以构建电路的节点电压和支路电流方程,并使用MATLAB求解这些方程组,获得电路中各个节点和电路元件的电压和电流。
2.电路方程求解对于复杂的直流稳态电路,可以使用MATLAB的符号计算能力,通过符号计算求解电路方程。
MATLAB中的符号运算工具箱可以处理含有未知数的复杂方程组,可以自动求解方程并获得电路中各个节点和电路元件的电压和电流表达式。
二、参数化分析1.参数扫描通过在MATLAB中定义电路元件的参数为变量,并进行参数扫描,可以直观地观察电路性能随参数变化的情况。
例如,可以通过改变电阻的阻值、电容的容值等,分析对电路性能的影响。
这种参数化分析对于电路设计和优化非常有用。
2.敏感度分析通过改变电路元件的参数值,可以计算电路输出量随输入量变化的敏感度。
利用MATLAB的优化工具箱,可以进行敏感度分析,帮助电路设计人员理解电路响应和改变设计中的敏感参数,以增强电路性能。
三、图形显示与可视化1.绘制电路图2.绘制电路输出特性使用MATLAB的绘图功能,可以绘制电路的输出特性曲线。
例如,可以绘制电路中电压源和电流源随负载电阻变化时的输出特性曲线。
这种可视化分析对于电路的设计和优化非常有用。
四、故障诊断和排除利用MATLAB的模拟和仿真能力,可以对电路进行故障诊断和排除。
通过对电路的正常工作情况进行建模,并添加故障元件,可以模拟和分析故障现象和症状,并找到故障出现的原因。
五、高级电路分析1.稳态和暂态响应通过使用MATLAB的数值积分方法,可以计算电路的稳态和暂态响应。
基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真毕业设计
毕业论文(设计)说明书课题名称:基于Matlab的直流-交流变换器建模与仿真学生姓名:学号:学院:机械电气工程学院专业、年级:电气工程及其自动化指导教师:职称:毕业论文(设计)起止时间: 2011.03-2011.06目录毕业论文\设计说明书 (4)第1章前言 (6)1.1MATLAB/SIMULINK仿真的目的与意义 (6)1.2本课题的研究内容 (6)1.3本课题的研究意义 (6)第2章 MATLAB/SIMULIK基础知识 (8)2.1MATLAB介绍 (8)2.1.1 MA TLAB的主要组成部分 (8)2.1.2 MA TLAB的系统开发环境 (9)2.2SIMULINK仿真基础 (10)2.2.1 SIMULINK启动 (10)2.2.2 SIMULINK的模块库介绍 (10)2.2.3 电力系统模块库的介绍 (11)2.2.4 SIMULINK简单模型的建立 (11)2.2.5 SIMULINK功能模块的处理 (12)2.2.6 SIMULINK线的处理 (13)2.2.7 SIMULINK仿真的运行 (13)第3章单相桥式全控整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (17)3.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (17)3.1.1单相桥式全控整流及有源逆变电路的原理 (17)3.1.2.单相桥式全控整流及有源逆变电路的仿真模型 (18)3.2仿真模型使用模块的参数设置 (19)3.3模型仿真及仿真结果 (20)第4章三相半波整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (22)4.1三相半波整流及有源逆变电路(阻感性负载)的原理和仿真模型。
(22)4.1.1.三相半波整流及有源逆变电路的原理 (22)4.1.2三相半波整流及有源逆变电路的仿真模型 (23)4.2仿真模型使用模块的参数设置 (23)4.3模型仿真及仿真结果 (25)第5章三相桥式整流及有源逆变电路的MATLAB仿真 (26)5.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理和仿真模型 (26)5.1.1三相桥式整流及有源逆变电路的原理 (26)5.1.2三相桥式整流及有源逆变电路的仿真模型 (27)5.2仿真模型使用模块的参数设置 (28)5.3模型仿真及仿真结果 (29)第6章正弦波脉宽调制逆变器的MATLAB仿真 (30)6.1正弦波脉宽调制逆变器的原理和仿真模型 (30)6.1.1正弦波脉宽调制逆变器的原理 (30)6.1.2正弦波脉宽调制逆变器的仿真模型 (36)6.2仿真模型使用模块的参数设置 (37)6.3模型仿真及仿真结果 (39)第7章滞环控制三相电流跟踪型逆变器的MATLAB仿真 (42)7.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理和仿真模型 (42)7.1.1滞环控制三相电流跟踪型逆变器的原理 (42)7.1.2滞环控制三相电流跟踪型逆变器的仿真模型 (44)7.2仿真模型使用模块的参数设置 (44)7.3模型仿真及仿真结果 (46)第8章结论 (49)致谢 (50)主要参考文献 (51)毕业论文\设计说明书中文摘要直流-交流(DC-AC)变换电路,又称为逆变器(inverter),能够将直流电能转换为交流电能。
MATLAB在直流稳态电路分析中的应用
MATLAB在直流稳态电路分析中的应用直流稳态电路分析是电路理论的基础,主要研究电路在直流稳态下的行为和性能。
在直流稳态下,电路中的电源和电荷的分布不随时间变化,因此可以通过简化的静态分析方法来进行电路分析。
利用MATLAB进行直流稳态电路分析,可以帮助工程师和研究人员更好地理解电路的特性、优化设计,以及解决实际工程中的问题。
下面将介绍MATLAB在直流稳态电路分析中的主要应用:1.电路建模和求解MATLAB提供了丰富的函数和工具箱,可以用于建模和求解各种类型的电路。
例如,可以使用MATLAB中的电路元件模型和方程求解工具箱,对电路进行建模,并求解电路中各个节点的电压和电流分布。
对于更复杂的电路,可以使用符号计算工具箱,通过解析法分析电路,得到节点电压和电流的解析表达式。
2.参数选择和优化MATLAB具有强大的优化算法和工具箱,可以用于电路参数选择和优化。
通过建立电路的数学模型,可以利用MATLAB中的优化算法,根据给定的目标和约束条件,电路参数的最优解。
比如,在设计电源电路时,可以通过优化算法选择合适的元件参数,以达到最小功耗或最大效率的目标。
3.累积求和和波形分析MATLAB还提供了强大的数据处理和分析功能,可以对电路的输出信号进行累积求和和波形分析,从而得到更全面的电路分析结果。
通过对电路的输出信号进行时域分析,可以得到电路的响应特性,包括幅频特性、相频特性等。
此外,还可以利用MATLAB中的频谱分析工具,对电路的频率响应进行分析,得到电路的频率特性和滤波器特性。
4.等效电路分析对于复杂的电路,可以利用MATLAB进行等效电路分析。
等效电路分析是用一个简化的电路模型替代原始电路,从而更好地理解和分析电路的行为。
利用MATLAB中的等效电路分析工具,可以将电路简化为等效电路模型,并计算等效元件的参数,从而得到电路的等效行为,方便工程师对电路进行优化设计和故障分析。
5.可视化和仿真MATLAB具有强大的可视化功能,可以对电路进行可视化展示和仿真。
matlab及simulink应用书籍
matlab及simulink应用书籍Matlab及Simulink是目前广泛应用于科学计算和工程仿真领域的软件工具。
它们的强大功能和易于使用的特点,使得许多工程师和科学家选择使用它们来解决各种问题。
为了帮助读者更好地掌握这两个工具,下面将介绍几本值得推荐的Matlab及Simulink应用书籍。
第一本书是《Matlab工程应用实例精粹》,该书由多位经验丰富的工程师和科学家合著。
书中详细介绍了各种实际工程问题的解决方法,涵盖了信号处理、图像处理、控制系统等多个领域。
每个实例都配有详细的代码和解释,读者可以通过跟随实例一步步学习和掌握Matlab的基本操作和高级功能。
第二本书是《Simulink仿真与控制系统设计》,该书主要面向控制系统工程师和研究人员。
书中首先介绍了Simulink的基本概念和使用方法,然后通过一系列实际案例,深入讲解了控制系统的建模、仿真和设计过程。
读者可以通过学习这本书,掌握Simulink在控制系统设计中的应用技巧,并能够快速开展仿真实验和系统优化工作。
第三本书是《Matlab数学建模与仿真》,该书主要介绍了Matlab 在数学建模和仿真方面的应用。
书中以具体的实例来说明如何使用Matlab解决各种数学问题,包括线性代数、微积分、数值计算等。
此外,书中还介绍了常用的数学建模方法和技巧,帮助读者在实际工程和科研项目中应用Matlab进行数学建模和仿真。
第四本书是《Matlab图像处理与计算机视觉》,该书主要面向图像处理和计算机视觉领域的研究人员和工程师。
书中首先介绍了Matlab中常用的图像处理工具和函数,然后通过一系列实例,讲解了图像处理算法和技术的原理和实现方法。
读者可以通过学习这本书,掌握Matlab在图像处理和计算机视觉方面的应用,从而解决实际问题和开展相关研究工作。
以上是几本值得推荐的Matlab及Simulink应用书籍。
希望读者通过阅读这些书籍,能够更好地掌握Matlab和Simulink的使用方法,提高工程和科研工作的效率和质量。
基于Matlab_Simulink的直流输电系统的建模与仿真
的交流侧母线上, 主要作用是抑制换流器产生的注入 MV% A、50 H z的交流系统相连。两个交流系统相角
交流系统的谐波电流, 同时部分补偿换流器吸收的无 功功率。直流侧滤波器一般并联接于直流极线上, 主要
均为 80&, 基频为 50 H z, 并带有 3次谐波。两个变换 器通过 300 km 的线路和 0. 5 H 的平波电抗器连接起
图 8 a相接地故障波形
3. 4 逆变侧 a、b两相接地故障 打开断路器模块, 使其在 0. 7 s时导通, 0. 8 s时
断开, 整流侧交流电压和 电流波形如图 9 所示。可 见, 两相接地故障使整流侧交流电压和电流发生了一 定的扰动, 交流电流的波动频率和幅度比较大。故障 时, 交流电流值迅速增加, 之后逐渐下降为 0, 故障清 除后经过小幅度波动恢复稳态。同样, 交流电压值在 故障时有所增加, 但增加的幅度要小一些, 故障清除 后也能够恢复稳态。
无论是整流器还是逆变器, 适当地控制整流器的
均需一定量的无功功率。
触发延迟角 和逆变器的触发越前角 便可以得到
换流站是 HVDC 输电系 统的核心部分, 图 2 所 各种电压 电流特性。HVDC 系统中可通过调节 和
示为一个基于晶闸管阀换流站的基本结构, 主要包括 以下几个部分。
来控制线路上的电压、电流和传输的功率。一般情 况下, 换流站的控制方式是整流侧采用定直流电流控
[ J]. N ature( L ondon), 1986( 7): 149- 154.
[ 7 ] R. A. Jacobs. Increased R a tes o f Conv ergence through
L ea rning R a te A daptation [ J]. N eura l N etwo rks, 1998, 1
MATLABSIMULINK在直流电路中的分析与应用设计书
MATLAB/SIMULINK在直流电路中的分析及应用设计书1.1M ATLAB的应用matlab是当前数值计算方面应用地非常广泛的一种计算机软件。
该软件具有一下几个特点:(1)该软件语言接近自然语言,极易入门.有其他程序设计语言基础的人士学起来则更为容易:(2)该软件提供了大量的部函数.这使得其在使用中非常方便.再则,日益庞大的toolbox使得该软件的应用领域越来越广泛:(3)该软件语言以向量、矩阵为着眼点,这使得它特别适宜于数值分析:(4)绘图功能强大。
由于上述原因,matlab在世界围很是流行,特别是在工程计算领域.近年来越来越多的国人也喜爱上了这一套软件.matlab的toolbox中也含有概率统计方面的库函数.概率方面的库函数主要有各种常见分布的分布函数、概率密度、分布率以及生成服从各种分布随机数的函数.统计方面的库函数含盖了简单随机样本下常见的参数估计(点估计、区间估计),假设检验.此外还含有大量涉及实验设计、线性回归、非线性回归等方面的库函数.1.2SIMULINK与MATLAB的区别SIMULINK是MATLAB软件的扩展,它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包,它与MATLAB语言的主要区别在于,其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入,其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建,而非语言的编程上。
例如:SIMULINK的一个版本是SIMULINK4.0(包含在MATLAB6.0里),MATLAB5.3里的版本为3.0版,它们的变化不大。
所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块,用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能,而不必考察模块部是如何实现的,通过对这些基本模块的调用,再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型(以.mdl文件进行存取),进而进行仿真与分析。
matlab中的simulink主要是面向通信和控制的动态系统仿真。
Matlab Simulink在电路实验中的应用
2 RC 一阶电路实验
2. 1 实验原理
实验电路如图 1 所示,输入电压信号为一个正
方波,频率为 1000Hz,幅值为 1V,在 0<t<T / 2 时,该
图 3 C 为 3300pF 时仿真结果
电路为零状态响应,电容充电,
u C ( t ) = U 0(1 - e -t / τ )
在 T / 2<t <T 时,电路为零输入响应,电容为放
4. 2. 2 负载做三角形接线
负载为三角形接线时,仿真模型如图 11 所示,
电路参数同星形接线时一致,计算数据如表 2 所示。
图 11 三相电路负载作三角形接线时仿真模型
表 2 负载三角形接线时计算数据
开灯盏数
线电压
线电流
相电流
ABC
U AX
U BY
U CZ
IA
IB
IC
I AX
I BY
I CZ
阻分别设置为 518Ω,777Ω,1554Ω,模拟三相的灯泡
分别点亮 3 盏,2 盏和 1 盏。 运行 Simulink,计算得
到负载线电流、负载相电压、负载线电压及中点电
压。 负载做有中线的星形接线时,仿真模型如图 10
所示,电路参数不变,测量相应数据,与无中线时不
图 7 RLC 串联谐振电路建模仿真电路图
3 RLC 串联谐振实验
3. 1 实验原理
交流电路的频率特性实验是电路实验的一个经
典内容 [8] ,实验原理如图 6 所示,在正弦稳态 RLC
串联电路中,当正弦交流信号源的频率 f 改变时,电
路中的感抗、容抗随之而变,电路中的电流也随之变
化,在频率 f = 1 / 2π
运用MATLAB对直流、交流电路的建模 毕业设计
无源逆变在交流电机变频调速、感应加热、不间断电源等方面应用十分广泛,要求其输出功率大、谐波含量小、逆变效率高、性能稳定可靠。本文力用MATLAB∕Simulink中电力系统仿真工具箱Simulink powersystems对逆变电路进行仿真,并通过仿真三相工频电源进行比较并得出结论。
2电压型三相桥式逆变电路
4三相异步电机概述
4.1三相异步电机基本结构
(一)定子(静止部分)
= (sin t+ …)
= (sin t+ )(式2.13)
式中n=6k 1,k为自然数。
负载相电压有效值 为:
= =0.471 (式2.14)
输出的基波幅值 为:
= =0.637 (式2.15)
输出基波电压有效值 为:
=
=
=0.45 (式2.16)
输出线电压 的傅氏级数表达式为:
= …)
= + )(式2.17)
式中n=6k 1,k为自然数。
有效值输出线电压 为:=Βιβλιοθήκη =0.816 (式2.18)
其中输出线电压的基波幅值 为:
=
=
=1.11 (式2.19)
输出线电压的基波有效值 为:
=
=
=0.78 (式2.20)【2】
2.4三相桥式逆变电源驱动电动机模型
驱动电路图如图2.6
MATLABSIMULINK在直流电路中的分析与应用设计书
MATLAB/SIMULIN在直流电路中的分析及应用设计书1.1 MATLAB的应用matlab是当前数值计算方面应用地非常广泛的一种计算机软件。
该软件具有一下几个特占:八、、•(1)该软件语言接近自然语言,极易入门•有其他程序设计语言基础的人士学起来则更为容易:(2)该软件提供了大量的部函数•这使得其在使用中非常方便•再则,日益庞大的toolbox使得该软件的应用领域越来越广泛:(3)该软件语言以向量、矩阵为着眼点,这使得它特别适宜于数值分析:(4)绘图功能强大。
由于上述原因,matlab在世界围很是流行,特别是在工程计算领域•近年来越来越多的国人也喜爱上了这一套软件.matlab的toolbox中也含有概率统计方面的库函数•概率方面的库函数主要有各种常见分布的分布函数、概率密度、分布率以及生成服从各种分布随机数的函数.统计方面的库函数含盖了简单随机样本下常见的参数估计(点估计、区间估计),假设检验.此外还含有大量涉及实验设计、线性回归、非线性回归等方面的库函数.1.2SIMULINK 与MATLAB勺区别SIMULINK是MATLA软件的扩展,它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包,它与MATLA语言的主要区别在于,其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入,其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建,而非语言的编程上。
例如:SIMULINK勺一个版本是SIMULINK4.0 (包含在MATLAB6.01), MATLAB5.3 里的版本为3.0版,它们的变化不大。
所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块,用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能,而不必考察模块部是如何实现的,通过对这些基本模块的调用,再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型(以.mdl 文件进行存取),进而进行仿真与分析。
matlab 中的simulink主要是面向通信和控制的动态系统仿真。
MATLAB在直流稳态电路研究中的应用
课程设计题目MATLAB 在直流稳态电路分析中的应用学院自动化学院专业自动化班级1005班姓名指导教师2012 年7 月 5 日目录摘要IABSTRACT I1基础强化训练的目的和要求11.1训练目的11.2训练要求11.3训练的内容12设计分析12.1M文件编程仿真12.2S IMULINK建模仿真13M程序编程23.1电路分析23.2MATLAB程序44SIMULINK建模仿真44.1S IMULINK电路模型44.2仿真波形55结果分析6 心得体会6 参考文献6 附录7基础强化训练任务书学生姓名周福敏 专业班级:自动化1005班 指导教师:石英 工作单位:自动化学院模式识别教研室 题 目: MATLAB 在直流稳态电路分析中的应用初始条件:如图所示:已知22,d d i i u u βα==,其中12341231,1,1,1,1,1,1,1,3s ss R R R R i A u Vu V αβ===Ω=Ω=Ω=Ω===求11121314,,,i i i i 。
要求完成的主要任务:(1)分析题意,根据所给电路,采用合适的电路分析方法进行分析,并建立该电路的数学模型;(2)根据解题步骤,绘制程序流程图,并编写出完整的MATLAB 语言程序及; (3)调试、修改该程序,显示并分析运行结果;(4)按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”,撰写总结报告一份,内容包括:包括封面、任务书(指导老师提供)、目录、摘要(中、英文对照)、正文、参考文献(5篇以上)、附录(程序清单,要求有注释)、成绩评定表(指导老师提供)。
正文部分包括:训练题目、电路分析、软件设计说明(流程图设计及说明等)、仿真波形、结果分析和基础强化训练的收获及心得体会(不少于500字)。
时间安排:系主任(或责任教师)签名:年月摘要本次课程设计将采用MATLAB7.0软件强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算,着重对于线性电路中较有代表的RLC电路的频率响应与向量图进行分析,首先根据题目要求列出相应的电路方程后,求解出相应所求量跟因变量之间的数学函数关系,再根据其数学函数关系运用MATLAB语言编写相应的程序,在MATLAB软件中输入相应程序进而图形处理得到频率响应图像与电路中各个参数向量关系图像。
matlab simulink 电路仿真书
matlab simulink 电路仿真书以下是一些关于Matlab Simulink电路仿真的书籍推荐:1.《MATLAB and Simulink for Engineers》by Agam Kumar Tyagi这本书提供了有关使用MATLAB和Simulink进行电路仿真的全面指南。
它涵盖了从基本概念到高级技术的各种主题,并提供了许多实例和练习,以帮助读者更好地理解和应用这些工具。
2.《Digital Control Engineering: Analysis and Design》by M. Sami Fadali and Antonio Visioli这本书专注于数字控制系统的分析和设计,并使用Simulink作为主要的仿真工具。
它介绍了控制理论的基本概念,并演示了如何使用Simulink构建和仿真数字控制系统。
3.《Signals and Systems with MATLAB Applications》by Steven T. Karris 这本书探讨了信号和系统的基本概念,并介绍了如何使用MATLAB和Simulink 进行信号处理和系统仿真。
它包含了大量的例子和实践问题,以帮助读者深入理解这些概念和工具。
4.《Power Electronics: Devices, Circuits, and Applications》by MuhammadH. Rashid这本书涵盖了电力电子领域的基本知识,并使用Simulink作为仿真工具来演示电路设计和性能分析。
它探讨了各种电力电子设备和电路的原理,并提供了一些练习和案例研究,以帮助读者更好地理解和应用这些概念。
这些书籍都是针对Matlab Simulink电路仿真的初学者或进阶者的,可以帮助读者系统地学习和应用这些工具。
基于Matlab/Simulink的直流斩波电路的设计
电力 电子技术 中,直流电压通过 电力电子变换装置变成 固定 的或 者可 调 的直 流 电压 ,称 为 直 一直 变 换 。 通 过 直 流 斩 波 技 术 ,可 以调压 ,也 可 以改 善 网测谐 波 、提高功 率 因数 ,在直 流 电动机传 动 、歼关电源校正等方面都有很大 的应用价值 。直流斩波 电路包 含很 多不 同功 能的电路 ,其中Buck电路只降压 ,Boost电路只升压 , r ̄Buck—Boost电路 和Cuk电路 均具有 升降压功 能 ,Scpic电路 以及 Zeta电路 只是在一些特殊场合应用 ,其 中Cuk电路 除了具有 升降压 功能 ,它的变换器效率也很高 ,因此应用广泛。本文对Buck电路进 行研究 。首 先 ,阐述 了Buck电路 的_[=作 原理 ,然后通 过Matlab/ Simulink对此 电路进行建模和仿真 ,避免 了复杂计算 和绘图 ,通 过 这种方法 ,更快捷 的得 出仿真结果 以及 仿真波形 。最后对仿 真结 果 、仿真波形进行分析 ,总结出Buck电路 的优缺点 ,为 实际电路 设 计 及 其具 体 应 用 奠 定 基 础 。
图2 由IGBT元件 组 成 的降 压 变换 器仿 真模 型
L
图3 降压 变换 器 中IGBT组 成 的 降压 斩 波 器
在 占空 比 为40%、50%的 负载 电压
ij
I l l VD
●
1
0
直 流 变 换 电 路 中的 开关 器 件 主 要 以全 控 型 电力 电 子 器 件 充
3所示 。由图3可以看 出:原来 的直流 电压为200V,经过 降压变换 2009.
电力系统的MATLABSIMULINK仿真与应用第8章精选全文
第8章 定 制 模 块
在“画图命令”(Drawing commands)窗口中输入命令 plot(Current_vect,Flux_vect);
在“透明度”(Transparency)下拉框中选择“透明” (Transparent)。单击“确定”(OK)按键或者“应用”(Apply) 按键后退出子系统编辑窗口,可以看见磁通—电流饱和特性 曲线出现在非线性电感模块上,由于选择透明处理,输入、 输出端口的名称也一并显示在该模块上。封装后的非线性电 感模块图标如图8-14所示。当然,也可以选择“不透 明”(Opaque),这样,输入、输出端口的名称被图形覆盖了。
h=errordlg('The first two points of the characteristic must be [0 0; 1 1]','Error');
uiwait(h); end
第8章 定 制 模 块
%添加代码,使磁通—电流饱和特性曲线完整。 [npoints,ncol]=size(sat); sat1=[sat ; -sat(2:npoints,:)]; sat1=sort(sat1); % 提取电流变量(A)和磁通变量(V.s)。 Current_vect=sat1(:,1)*I_base; Flux_vect=sat1(:,2)*Phi_base;
第8章 定 制 模 块 图8-8 封装子系统编辑窗口(文档标签页)
第8章 定 制 模 块
选择“参数”(Parameters)标签页如图8-9所示,通过点
击
按键添加、删除、移动项目。按图8-9分别添加额
定电压、额定频率、线性电感和饱和特性。其中,在“变量
说明” (Prompt)列中输入各变量的简单说明,在“变量
课设-MATLABSIMULINK在直流电路中的分析及应用
目录1.MATLAB简介 (2)2. 设计题目与相关的理论分析 (3)2.1网孔电流法 (3)2.2网孔方程 (3)3.推导、建模和可行性分析 (4)3.1推导 (4)3.2建模 (5)3.3可行性分析 (5)4 MATLAB代码解题 (6)4.1M ATLAB代码 (6)4.2运行结果 (7)4.3给出程序中主要M ATLAB函数的功能说明和使用说明 (8)5.结论 (8)6.心得体会 (9)参考文献 (10)MATLAB/SIMULINK在直流电路中的分析及应用1.Matlab简介Matlab作为美国 MathWorks公司开发的用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境。
是目前最好的科学计算类软件。
作为和Mathematica、Maple并列的三大数学软件。
其强项就是其强大的矩阵计算以及仿真能力。
要知道Matlab的由来就是Matrix + Laboratory = Matlab,所以这个软件在国内也被称作《矩阵实验室》。
Matlab提供了自己的编译器:全面兼容C以及Fortran两大语言。
所以Matlab是工程师,科研工作者手上最好的语言,最好的工具和环境。
Matlab将高性能的数值计算和可视化集成在一起,并提供了大量的内置函数,从而被广泛地应用於科学计算、控制系统、信息处理等领域的分析、仿真和设计工作,而且利用Matlab产品的开放式结构,可以非常容易地对Matlab的功能进行扩充,从而在不断深化对问题认识的同时,不断完善Matlab产品以提高产品自身的竞争能力。
Matlab是Matlab产品家族的基础,它提供了基本的数学算法,例如矩阵运算、数值分析算法,Matlab集成了 2D和3D图形功能,以完成相应数值可视化的工作,并且提供了一种交互式的高级编程语言——M语言,利用M语言可以通过编写脚本或者函数文件实现用户自己的算法。
MATLAB Compiler 是一种编译工具,它能够将那些利用 MATLAB 提供的编程语言——M 语言编写的函数文件编译生成为函数库、可执行文件COM组件等等。
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MATLAB/SIMULINK在直流电路中的分析及应用设计书1.1M ATLAB的应用matlab 是当前数值计算方面应用地非常广泛的一种计算机软件。
该软件具有一下几个特点:(1)该软件语言接近自然语言,极易入门.有其他程序设计语言基础的人士学起来则更为容易:(2)该软件提供了大量的部函数.这使得其在使用中非常方便.再则,日益庞大的toolbox 使得该软件的应用领域越来越广泛:(3)该软件语言以向量、矩阵为着眼点,这使得它特别适宜于数值分析:(4)绘图功能强大。
由于上述原因,matlab 在世界围很是流行,特别是在工程计算领域.近年来越来越多的国人也喜爱上了这一套软件.matlab 的toolbox 中也含有概率统计方面的库函数.概率方面的库函数主要有各种常见分布的分布函数、概率密度、分布率以及生成服从各种分布随机数的函数.统计方面的库函数含盖了简单随机样本下常见的参数估计(点估计、区间估计),假设检验.此外还含有大量涉及实验设计、线性回归、非线性回归等方面的库函数.1.2SIMULINK 与MATLAB的区别SIMULINK 是MATLAB软件的扩展,它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包,它与MATLAB语言的主要区别在于,其与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入,其结果是使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建,而非语言的编程上。
例如:SIMULINK的一个版本是SIMULINK4.0(包含在MATLAB6.0里),MATLAB5.3 里的版本为3.0 版,它们的变化不大。
所谓模型化图形输入是指SIMULINK提供了一些按功能分类的基本的系统模块,用户只需要知道这些模块的输入输出及模块的功能,而不必考察模块部是如何实现的,通过对这些基本模块的调用,再将它们连接起来就可以构成所需要的系统模型(以.mdl 文件进行存取),进而进行仿真与分析。
matlab 中的simulink 主要是面向通信和控制的动态系统仿真。
Simulink 是MATLAB的重要工具箱之一,是用来可视化实现系统级建模与动态仿真的有效工作平台。
在目前计算机应用日益显露出来的模型化、模块化的趋势下,Simulink 必将得到更多人的青睐。
2系统分析与计算2.1设计题目: 直流电路-- 电阻电路的计算如图所示的电路,已知:R1=2 ,R2=4 ,R3=12 ,R4=4 ,R5=12 ,R6=4 R7=2 。
(1) 如Us=10V,求i3 ,u4,u7(2) 如己知u4=6V,求Us,i3 ,u7。
图12.2理论分析如图1 所示,该电路有a,b,c 三个网孔,含有一个直流电压源律( KVL),对每个网孔列网孔方程为:对上面三个方程,可将其写成如下所示的矩阵形式:根据基尔霍负电压定R1 R2 R3 i a R3i b u sR3i a R3 R4 R5 i b R5i cR5i b R5 R6 R7 i cR1 R2 R3 R3 i aR3 R3 R4 R5 R5 i b 0 u sR5 R5 R6 R7 i c将数值带入,并简写为 AI Bu s 的形式为:于是,可以通过下列式子求得问题( 2)的解 u 4 k 1k 3 u s ,i 3 k 1u s u 4 ,u 7k 3u s u 4 s k2 3 1 s k2 4 7 3 s k 2 4即: i 3 1A , u s 27V , u 7 2V上面的过程,为理论上的解题方法。
在整个解题的过程中,最主要的就是正确的列 出三个网孔方程,然后以这三个方程为中心求解即可。
这过程中,我有意将三个方程的 系数写成矩阵形式,利用《线性代数》中所学的矩阵的知识来求解,其实是为了方便后 面利用 MATLAB 软件来进行计算。
下面将详细的来了解运用 MATLAB 软件来进行编程计算 题目中的两个问题的流程。
并将运用此软件计算出来的结果和理论分析计算出来的结果 进行比较,理论上应该是相同的。
3 建模与仿真3.1MATLAB 编程clear,close all,format compact2 4 12 12 0i a 12 12 4 12 12i b 12 12 4 2 i c c 1 0 u s 0 (1) 令u s 10V ,由 i 3 i a i b ,u 4 R 4ib , u 7 R 7ic 即可得问题 1)的解为:i 3 0.3704A , u 4 2.2222V , u 7 0.7407V(2) 在该直流电路中 由电路的线性性质,可令 i 3 k 1u s , u 4 k 2u s , u 7 k 3u s 。
根据问题( 1)的结果并根据图 1 所示的电路可列出下式:k 1i 3 u 4 u s u s, k 3 u 7 usR1=2;R2=4;R3=12;R4=4;R5=12;R6=4;R7=2;%为给定元件赋值display(' 解问题1)')% 解问题1) a11=R1+R2+R3;a12=-R3;a13=0;a21=-R3;a22=R3+R4+R5;a23=-R5; a31=0;a32=-R5;a33=R5+R6+R7;b1=1;b2=0;b3=0;us=input('us=')% 输入解1)的已知条件A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33];% 列出矩阵系数AB=[b1;b2;b3];I=A\B*us;%I=[ia;ib;ic] ia=I(1);ib=I(2);ic=I(3);i3=ia-ib,u4=R4*ib,u7=R7*ic% 解出所需变量display(' 解问题2)')% 利用电路的线性性质及问题1)的解求解问题2) u42=input(' 给定u42=')k1=i3/us;k2=u4/us;k3=u7/us;% 由问题1)得出待求量与us 的比例系数us2=u42/k2,i32=k1/k2*u42,u72=k3/k2*u423.2程序的运行运行结果为:ans =解问题1)给定us=10i3 = 0.3704 u4 =2.2222 u7 =0.7407 ans =解问题2)给定u42=6us2 =27.0000 i32 =1.0000 u72 =2MATLAB软件程序运行的结果与理论分析出的结果一样,符合分析的结果。
3.3用Matlab/simulink 进行建模(1)电阻的选择由于设计电路中必须要有两个电阻R1,R2。
所以我添加两个电阻R1,R2,来加入路中,并将电容值设为0,电感值设为inf ,由此来设置出电阻的阻值。
如图2 所示:图2 电阻元件图(2)电压源的选择由于设计电路中必须有一个电压源,所以在元件库添加一个电压源。
添加电压源后,将电压源的相位调为90 度,频率调为0HZ。
这样就将交流电压源变成了直流电压源。
如图3 所示:图3 电压源图3)电流表,电压表的选择由于电路结果测量需要,电流表和电压表来测量。
所以添加电压表和电流表到文件,把电流表串联到指定的位置,将电压表并联到指定的位置。
就可以完成电路的测量。
如图4 所示:3.3.1 仿真元件的选取图4 电流表和电压表图打开 MATLAB 软件,在 Simulink 中构建的电路图如下图图 5 所示:图 5 Simulink 中搭建的电路图在图中,分别在 Us ,r4 ,r7 两端并联了一个测电压的原件来测量 Us ,U4和U7 的数值;在 r3 出串联了一个测电流的原件来测量 i3 的数值。
而且每一个对应的测 量元件都对应着有一个显示数值原件与之相连,用来显示所测得数值的大小。
3.3.3 Simulink 电路图的仿真结果在软件中可以修改元器件的参数值。
当对所选题目的第一问的仿真中,将 Us 的大小改为 10V ,单击“开始仿真”按钮,出现的仿真结果如图 6 所示。
图中 显示元件显示的仿真结果为: U4=2.222V ,i3=0.374A ,U7=0.7407V 。
3.3.2 Simulink 电路模型当对选题目的第二问的仿真中,将U4 的大小改为6V,单击“开始仿真“按钮,出现的仿真结果如图7 所示。
图中显示元件显示的仿真结果为:Us=27V,i3=1A,U7=2V。
4仿真结果分析在MATLAB软件中的Simulink 中进行仿真,所得出的结果和理论分析,及MATLAB软件编程计算所得出的结果完全相同。
这验证了自己在Simulink 仿真中操作的正确性,并且解决了本次基础技能强化训练所选的设计题目中所要解决的问题。
总的来说,自我感觉这次强化训练是比较成功的一次。
5小结本次强化训练中,需要运用到没有学过的MATLAB软件,在这个软件的运用中,我遇到很多操作的问题,让自己很烦躁,但是经过同学的帮助,和自己努力的查阅资料,一个一个的问题都慢慢的解决掉了。
此次强化训练虽然很辛苦,需要查找各种资料,整天做在电脑面前编程仿真,但是我还是很开心很高兴的,因为我重中学到了很多很多在课堂上学不到的知识。
首先,就是自己的动手操作能力。
以前做题考试,都是理论知识的运用,并没有涉及到操作,导致的结果就是虽然懂怎么做,但是动起手来却是不知道如何下手。
本次强化训练,我选的题目为以前学过的《电路原理》里面的一个网孔法的题目,看着程序的正确运行仿真,大大的培养了自己的学习兴趣,提高了自己动手操作的积极性。
对这些电路,自己动手实际操作了,才会有深刻理解。
我认为这种兴趣和积极性的培养和建立,将对以后的学习和生活起到非常重要的影响作用。
其次,在学习知识方面,我大体上了解了MATLAB软件在电路原理中的应用,并且也学会了如何编写简单的MATLAB程序并且运行得到自己所需的结果。
此次强化训练,通过用MATLAB解一道基础简单的电路题目,让我对MATLAB有了一个初步的认识,这对我以后的学习和研究打下了一定的基础。
使用并不复杂手动的计算能得到的结果,可以使用MATLAB编程来解决这种并不能在一般的计算器上计算出来的问题。
参考文献1)邱关源.电路(第5版). :高等教育,2006,52)Charles K.Alexander. 电路基础. :清华大学,20003)晓辉.MATLAB 5.1 全攻略宝典. :中国水利水电,20004)同济大学数学系.工程数学-线性代数. :高等教育,2007 5)梅志红. MATLAB程序设计基础及其应用. :清华大学,2005本科生课程设计成绩评定表指导教师签字:年月日。