Matlab电气仿真设计
电力电子课程设计matlab仿真实验
一．课程设计目的（1）通过matlab的simulink工具箱，掌握DC-DC、DC-AC、AC-DC电路的仿真。
通过设置元器件不同的参数，观察输出波形并进行比较，进一步理解电路的工作原理；（2）掌握焊接的技能，对照原理图，了解工作原理；（3）加深理解和掌握《电力电子技术》课程的基础知识，提高学生综合运用所学知识的能力；二．课程设计内容第一部分：simulink电力电子仿真/版本matlab7.0（1）DC-DC电路仿真（升降压（Buck-Boost）变换器）仿真电路参数：直流电压20V、开关管为MOSFET（内阻为0.001欧）、开关频率20KHz、电感L为133uH、电容为1.67mF、负载为电阻负载（20欧）、二极管导通压降0.7V（内阻为0.001欧）、占空比40%。
仿真时间0.3s，仿真算法为ode23tb。
图1-1占空比为40%的，降压后为12.12V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-2占空比为60%的，升压后为28.25V。
触发脉冲、电感电流、开关管电流、二极管电流、负载电流、输出电压的波形。
图1-3•图1-4升降压变换电路（又称Buck-boost电路）的输出电压平均值可以大于或小于输入直流电压，输出电压与输入电压极性相反，其电路原理图如图1-4(a)所示。
它主要用于要求输出与输入电压反相，其值可大于或小于输入电压的直流稳压电源工作原理：①T导通，ton期间，二极管D反偏而关断，电感L储能，滤波电容C向负载提供能量。
②T关断，toff期间，当感应电动势大小超过输出电压U0时，二极管D导通，电感L经D向C和RL反向放电，使输出电压的极性与输入电压在ton期间电感电流的增加量等于toff期间的减少量，得：由的关系，求出输出电压的平均值为：上式中，D为占空比，负号表示输出与输入电压反相；当D=0.5时，U0=Ud；当0.5<D<1时，U0>Ud，为升压变换；当0≤D<0.5时，U0<Ud，为降压变换。
matlab电气仿真实例
matlab电气仿真实例MATLAB电气仿真实例在本文中，我们将探讨MATLAB在电气仿真领域中的应用。
通过一个具体的实例，我们将展示如何使用MATLAB进行电气系统的建模、分析和仿真。
1. 引言电气系统的建模和仿真对于设计和分析电路、控制系统、电力系统等具有重要意义。
传统的电气仿真方法需要手动编写大量的数学方程，并且计算过程繁琐。
而MATLAB提供了一种快速、简便且高效的方式来实现电气仿真。
2. 问题描述假设我们有一个简化的直流电机系统。
系统包括一个直流电机、一个电阻和一个电压源。
我们想要分析在给定电压下电机的转速以及电机周围的电压和电流的变化情况。
3. 建立电气系统模型首先，我们需要建立电气系统的数学模型。
在本例中，我们使用电路定律（基尔霍夫定律和欧姆定律）来建立模型。
根据基尔霍夫定律，我们可以得到电路的电流方程：I = \frac{V}{R}其中，I是电流，V是电压，R是电阻。
根据欧姆定律，我们可以得到电机的速度与电压之间的关系：\omega = \frac{V}{K}其中，ω是电机的角速度，V是电压，K是电机的转速常数。
基于这些方程，我们可以进一步建立系统的状态空间模型：\begin{bmatrix} \dot{\omega} \\ \dot{I} \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 0 & \frac{-1}{K} \\ 0 & \frac{-1}{R}\end{bmatrix} \begin{bmatrix} \omega \\ I \end{bmatrix} +\begin{bmatrix} \frac{1}{K} \\ 0 \end{bmatrix} V其中，\dot{\omega}和\dot{I}分别表示电机速度和电流的导数。
4. MATLAB仿真现在我们可以使用MATLAB进行仿真了。
首先，我们需要定义系统的参数和初始条件。
例如，我们可以选择电压源电压为12V，电阻为1Ω，转速常数为10。
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现一、引言电路仿真是电子工程领域中重要的工具之一，在电子电路设计过程中起着至关重要的作用。
而基于Matlab的电路实时仿真平台则是利用Matlab软件对电路进行仿真实验的重要应用之一。
本文将介绍基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现过程。
二、电路仿真平台的设计与实现1. 平台功能需求分析基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现主要包含以下功能需求：（1）电路建模：能够支持电路元件的建模以及电路的连接和布线。
（2）仿真参数设置：能够设置仿真的时间范围、步长等参数。
（3）仿真结果分析：能够实时显示电路中各个元件的电压、电流、功率等参数，并提供结果分析的功能。
（4）实验控制：能够控制实验的开始、暂停、恢复、停止等操作。
（5）数据记录与导出：能够记录仿真实验过程中的数据，并支持数据导出为Excel或其他格式。
2. 平台设计与实现基于以上功能需求，我们设计了一套基于Matlab的电路实时仿真平台。
平台的实现主要分为以下几个模块：（1）电路建模模块：利用Matlab提供的图形用户界面工具，搭建了一个电路建模界面。
用户可以通过该界面选择电路元件，并将元件进行连线和布线，从而实现电路的建模。
在建模过程中，用户还可以设置元件的参数和初始条件。
（2）仿真参数设置模块：通过设定仿真的时间范围、步长等参数，用户可以对仿真实验进行灵活的配置，以满足不同的需求。
（3）仿真运行模块：在完成电路建模和参数设置后，用户可以点击“运行”按钮，开始进行仿真实验。
平台利用Matlab强大的计算能力，根据电路模型和仿真参数进行实时的仿真计算，并实时绘制出电路中各个元件的电压、电流曲线等。
用户可以通过切换窗口或界面，实时观察仿真结果。
（4）实验控制模块：平台提供了开始、暂停、恢复、停止等操作按钮，用户可以根据需要自由控制仿真实验的进行。
例如，在观察到关键数据点时，用户可以暂停仿真实验，通过对元件参数的调整，进一步优化电路设计。
电气工程自动化在matlab仿真应用86
电气工程自动化在matlab仿真应用摘要：MATLAB是多学科多工作平台的大型科技应用软件。
它包含众多的工具各异的工具箱，现如今，仿真软件的种类非常的多，而MATLAB正是由于其强大的功能，所以在许多的领域得到了广泛的应用。
因此，本文主要就电气工程自动化在matlab仿真应用为课题进行探讨分析，以供参考。
关键词：电气工程自动化；matlab仿真；应用前言电气工程及其自动化主要涉及的是自动控制原理、现代控制理论、电力电子技术、电力系统分析、电力拖动等等，这些涉及的方面理论性强，且较难掌握。
为了改善这些情况，可以利用MATLAB进行模拟仿真，从而在设计、开发电子产品等工作时，可以仿真计算以及计算机模拟自己所设计的电路，进一步的对参数和配置进行优化。
一 Matlab 概述Matlab能够构建出一个高科技环境，在这个环境中可以实现高科技计算，具有更好的交互式友好界面，并且还可以实现一种交互式的程序设计。
Matlab将各种强大的功能集成到一个可视化窗口中，在这种环境中不仅可以实现矩阵计算和数值分析，还能够进行非线性动态系统的建模与方针，将所应用的科学数据已可视化窗口的形式进行交互，使数据运算能够更为直观的展现出来，在工程设计以及科学研究领域实现数值运算与处理，是一套完整而全面的科学解决方案，并且不会受到诸如C、Fortran等程序语言在程序设计与编辑方面的的制约，是当前国际主流的计算软件。
二 Matlab 在电力系统仿真领域中的应用基于负荷元件构成及特性和配电网络的Matlab建模技术，基于实际测量数据和特殊负荷模型参数辨识软件，对国家电网公司所属五大区域电网的负荷点特性进行了普查和详细调查，建立了我国负荷特性和Matlab模型参数库，为电网的仿真计算提供了技术依据。
实际工程中的电源不可能是理想的交流或直流电，电源经常会出现波动或突变，而这种波动或突变在有些情况下是不能被忽略的。
在实际工程中，电力系统经常用到非交流性电源或直流电源，类如雷电冲击电流实验等。
Matlab在工程设计与仿真中的应用案例
Matlab在工程设计与仿真中的应用案例近年来，Matlab（全称Matrix Laboratory）在工程设计与仿真中的应用越来越广泛。
Matlab是一款功能强大的计算软件，具有矩阵计算、数据处理和可视化等多种功能。
本文将通过几个实际案例，展示Matlab在工程设计与仿真中的应用。
一、电路设计与仿真电路设计是工程领域中重要的一环，而Matlab提供了强大的电路设计与仿真工具。
以滤波器设计为例，Matlab配备了丰富的滤波器设计函数，可以根据特定的滤波系数和频响要求，快速设计出满足需求的滤波器。
同时，Matlab还支持频域仿真，可以对信号进行傅里叶变换和滤波操作，以实现不同的信号处理需求。
二、机械系统建模与控制在机械系统建模与控制方面，Matlab也发挥了重要的作用。
例如，在机械结构设计中，Matlab可以通过有限元分析建立结构的数值模型，对结构的强度、刚度等进行分析与求解。
同时，Matlab还支持控制系统建模与仿真，可以通过控制系统的设计，提高机械系统的性能和稳定性。
三、通信系统设计与仿真通信系统设计与仿真是Matlab应用的另一个重要领域。
例如，在无线通信系统设计中，Matlab提供了丰富的信号处理工具，可以对传输信号进行调制、解调和通道编码等操作，实现数据的可靠传输。
此外，Matlab还支持多输入多输出系统的建模与仿真，可以分析和优化系统的传输性能。
四、图像处理与计算机视觉近年来，图像处理和计算机视觉成为热门的研究领域。
而Matlab提供了一系列的图像处理函数与工具箱，可以进行图像的滤波、分割、特征提取和目标识别等操作。
通过Matlab的强大功能，研究人员可以开展多样化的图像处理与计算机视觉应用，如人脸识别、车牌识别等。
五、仿真与优化算法Matlab凭借其强大的数值计算能力和优化算法，成为工程设计中的重要辅助工具。
例如，在电力系统中，Matlab可以应用潮流计算和稳定性分析等算法，发现潮流分布、电压质量等问题，优化电力系统的稳定性和效率。
电气专业MATLAB仿真实验
电气专业MATLAB仿真实验实验一、二 MATLAB 基础实验一．实验目的1. 熟悉MATLAB 的运行环境极其基本操作。
2. 掌握MATLAB 的基本运算。
二．实验内容1.了解MATLAB 语言环境。
（1） MATLAB 的变量精度。
键入： a=pi ；b=exp(1)；使用命令format 改变显示变量精度，观察变量a 、b 的显示值。
（2） 变量查询。
变量查询命令有who 、whos ，用于查询变量并作记录。
（3） 联机帮助。
使用help 命令，查找sqrt()函数和abs()函数的使用方法。
2. 掌握矩阵和数组的基本运算。
（1）在MATLAB 命令窗口中生成矩阵A ，⎥⎦⎤⎢⎣⎡=194375A 。
①将矩阵A 的第2行第3列元素的值修改为8；②将矩阵A 的第1行的前2个元素的值修改为1、2。
程序：A=[5 7 3;4 9 1]①A(2,3)=8②A([1],[1,2])=[1 2]（2）计算矩阵⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡897473535与⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡638976242之和。
程序：B=[5 3 5;3 7 4;7 9 8]+[2 4 2;6 7 9;8 3 6]（3）求⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+-+-+-++=i i i i i i i i i i x 44934967235741725384的共轭转置。
程序：x=[4+8i,3+5i,2-7i,1+4i,7-5i;3+2i,7-6i,9+4i,3-9i,4+4i]y=x ’（4）计算⎥⎦⎤⎢⎣⎡=572396a 与⎥⎦⎤⎢⎣⎡=864142b 的数组乘积。
程序：a=[6 9 3;2 7 5]b=[2 4 1;4 6 8]; a.*b实验三、四 矩阵和数组的基本运算一．实验目的1. 掌握MATLAB 的基本运算。
2. 掌握MATLAB 的关系运算和逻辑运算。
二．实验内容（1）对于B AX =，如果⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=753467294A ，⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=282637B ，求解X 。
基于matlab的单相交流调压电路的设计与仿真设计
目录前言 (2)1.主电路设计 (4)1.1.设计目的及任务 (4)1.2.设计内容及要求 (4)1.3.设计结果 (4)1.4.设计原理 (4)1.5.建模仿真 (8)2开环仿真 (11)2.1.电阻性负载仿真波形 (11)2.1.1.波形分析 (12)2.2.阻感性负载 (13)2.2.1.波形分析 (13)2.3.阻感性负载 (14)2.3.1.波形分析 (14)3.闭环控制的仿真 (14)3.1闭环控制的实现步骤 (14)3.2闭环控制下的仿真电路图 (15)3.2.1输出波形 (15)3.3谐波分析 (18)4．设计体会 (20)参考文献 (21)摘要本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。
由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系，交流调压电路可以带电阻性负载，也可以带电感性负载等。
交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路，通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。
在电源的每半个周期内触发一次晶闸管，使之导通。
与相控整流电路一样，通过控制晶闸管开通时所对应的相位，可以方便的调节交流输出电压的有效值，从而达到交流调压的目的。
其晶闸管可以利用电源自然换相，无需强迫关掉电路，并可实现电压的平滑调节，系统响应速度较快，但它也存在深控时功率因数较低，易产生高次谐波等缺点。
以对单相交流调压电路的MATLAB闭环控制的仿真为例，介绍了基于MATLAB 的Simulink仿真中建立仿真模型的方法，以及如何利用仿真模型进行实际调压电路波形分析。
通过对比电路仿真结果和理论计算结果，二者完全吻合，论证了MATLAB中的Simulink仿真工具可以很方便地创建和维护一个完整的模型，评估不同算法和结构并验证系统性能。
关键词：交流；调压；晶闸管；闭环控制；仿真引言MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具，作为强大的科学计算平台，它几乎可以满足所有的计算要求。
matlab2021 simscape electrical 用法
matlab2021 simscape electrical 用法在Matlab 2021中，Simscape Electrical是一种模型化和仿真电气电子系统的工具。
它允许您建模和分析电路、电机、传感器、电力系统和其他电气设备。
使用Simscape Electrical，您可以按照实际物理原理以基于组件的方式建模系统。
这些组件包括电阻、电感、电容、变压器、电机、传感器和电源等。
您还可以将它们组合成电路、电机驱动系统或整个电力系统。
为了使用Simscape Electrical，您需要在Matlab中设置并加载Simscape Electrical库。
然后，您可以使用Simscape Electrical工具箱中提供的组件来构建您的电气系统模型。
以下是使用Simscape Electrical的一般步骤：1. 设置和加载Simscape Electrical库：a. 打开Matlab，并使用命令窗口输入“simscapeelectricallibs”来设置Simscape Electrical库路径。
b. 使用"Simscape Electrical" > "Library Browser"打开Simscape Electrical库浏览器。
2. 建立电气系统模型：a. 在Simscape Electrical库浏览器中选择合适的组件，并拖放它们到模型编辑器中。
b. 连接组件以构建电路、电机驱动系统或电力系统。
3. 配置和调整组件参数：a. 通过双击组件打开参数设置对话框，或在模型编辑器的参数面板中修改组件参数。
b. 根据您的需求配置各个组件的参数，如电阻、电感、电容的数值，电机的额定功率等。
4. 运行仿真：a. 在模型编辑器中点击“Run”按钮来运行仿真。
b. 查看仿真结果，如电流、电压、功率等，或绘制波形图。
此外，Simscape Electrical还提供了更高级的功能，如故障诊断、控制系统设计、参数优化和代码生成等。
matlab在电气工程及其自动化专业中的仿真应用
matlab在电气工程及其自动化专业中的仿真应用MATLAB在电气工程及其自动化专业中是最常用的仿真工具之一。
以下是MATLAB在电气工程及其自动化专业中的常见应用：
1. 电路仿真：MATLAB是一个强大的电路仿真工具，在电路分析和设计方面有广泛应用，包括传输线、滤波器、放大器、功率电子器件等。
2. 电机控制仿真：电机控制仿真是电气工程的重点之一，MATLAB中可以利用Simulink工具箱实现电机控制仿真，包括交流电机、直流电机、步进电机等的控制。
3. 信号处理仿真：MATLAB在信号处理方面的优势是无可比拟的，可以进行数字信号处理、滤波器设计、图像处理等方面的仿真。
4. 智能电网仿真：随着智能电网的普及和推广，MATLAB上也推出了针对智能电网的仿真工具箱，可以进行智能电网的负载预测、电力系统仿真、稳定性分析等。
5. 电力系统仿真：MATLAB中的工具箱可以模拟电力系统的动态行为、稳态操作、电流干扰等，非常适合电力系统的建模和仿真。
总之，MATLAB在电气工程及其自动化专业中有着广泛的应用，其强大的数值
计算和仿真功能使其成为电气工程专业中必不可少的工具之一。
Matlab 电力电子仿真教程.
第5章 电力电子电路仿真分析
SimPowerSystems库提供的二极管模块图标如图5-3所示。
图5-3 二极管模块图标
第5章 电力电子电路仿真分析
2. 外部接口
二极管模块有2个电气接口和1个输出接口。2个电气接 口(a，k)分别对应于二极管的阳极和阴极。输出接口(m)输 出二极管的电流和电压测量值[Iak，Vak]，其中电流单位为A， 电压单位为V。 3. 参数设置 双击二极管模块，弹出该模块的参数对话框，如图5-4 所示。在该对话框中含有如下参数： (1) “导通电阻”(Resistance Ron)文本框：单位为Ω，当 电感值为0时，电阻值不能为0。 (2) “电感”(Inductance Lon)文本框：单位为H，当电阻
第5章 电力电子Байду номын сангаас路仿真分析
(7) “缓冲电路阻值”(Snubber resistance Rs)文本框：并
联缓冲电路中的电阻值，单位为Ω。缓冲电阻值设为inf时将 取消缓冲电阻。 (8) “缓冲电路电容值”(Snubber capacitance Cs)文本框： 并联缓冲电路中的电容值，单位为F。缓冲电容值设为0时， 将取消缓冲电容；缓冲电容值设为inf时，缓冲电路为纯电 阻性电路。 (9) “测量输出端”(Show measurement port)复选框：选 中该复选框，出现测量输出端口m，可以观测晶闸管的电流 和电压值。 【例5.2】如图5-10所示，构建单相桥式可控整流电路，
MATLAB与电力系统仿真
2．电力系统元件库简介 与电力系统建模与仿真有关的一些元件 ：
1）电源元件（Electrical Sources） 直流电压源
交流电压源
交流电流源
三相压电源
受控电压源 受控电流源 三相可编程电压源
MATLAB应用技术
➢三相电源参数设置：
电源内部连接方式： Y：Y形连接，中性点不引出 Yn：Y形连接，中性点引出，可以 接外电路（如：中性点经电阻或消 弧线圈接地） Yg：Y形连接，中性点直接接地。
形式汇报
听口诀写算 式
扔骰子说口 诀
MATLAB应用技术
第四个环节：总结提升，升华课堂
说一说本节 课的收获
评一评自己 的课堂表现
根据学生的 回答总结全
课
评价学生
MATLAB应用技术
七．说作业设计
60页第1题：根据口诀写算式，巩固一个口诀可以写出两个乘法算式的知识 61页第1题：回顾口诀之间的联系，后一个口诀的得数是前一个口诀的得数加6 62页第7题：先找规律，再根据算式说口诀，复习编口诀的过程。
3
cos( 2 )
3 1
2
sin( cos(
2
3
2
3
)
)
ia ib
1
ic
2
在MATLAB中，使用abc坐标系统转换为dq0坐标系统（abc_to_dq0
Transformation）元件可以实现这种变换。
abc_to_dq0 Transformation在电力系统元件库（PowerLib）中的附加元件（Extras）
MATLAB应用技术
六．说教学过程
第一个环节：创设情境，导入新知 第二个环节：观察比较，探究新知 第三个环节：巩固练习，学以致用 第四个环节：总结提升，升华课堂
低压开关及控制MATLAB仿真
低压开关及控制实验U 的：1. 掌握高压断路器和低压开关的区别。
2. 熟练运用MATLAB 中的电力系统工具箱对理想低压开关电路进 行建模，观察分析其波形。
实验内容：(1)如图所示，构建理想开关电路，观测理想开关的投切效果。
开关未并联 缓冲电路，导通时电阻为Q,开关初始为合闸状态，S 时开关断开，S 时重合 闸成功.(2)设置模块参数和仿真参数。
双击理想开关模块，按图设置参数。
双击定时器模块，按图设置开关初始为 合闸状态，s 时开关断开，s 时再次合闸。
电压源丙的有效值为120 V,频率为50 Hz 。
串联RLC 支路中，电阻 用i?10 Q,电感 ZU? H,电容 C?=?1Q uFo打开菜单[Simulation>Conf iguration Parameters],选择 ode23tb 算法，同时设置仿真结束时间为20 ms□■Scop*8» d/kg图@3 3 »Cor ：inuouitai 8lodc Parameters： AC VoHagc SovreeAC Volt age Source (xa?k) (liiJc)Ideal ainuraidal M Voltage source.Paiai^teESPeak &>pliti>de <V>:120Fha^o <doc>:Freouwvcy (Bs) xCOStaple tint:K?xruxenerrtff Kone ▼________________ I OK ]丨Caftcol ] i Help J "ply ]| 图囤 Block Parameters; Series RLC BranchSeries RLC Branch (mask) (link)Implements a series branch of RLC elements.Use the 5 Branch type 5 parameter to ad.d or reinove elements from the branch.Neasur eirient s NoneCancelHelpApplyMMSet the initial capacitor volt age三相电压电流测量模块图九| Block Parameters; Three-Phase V-I MeasurementThree-Phase VI Jleasurement (mask) (link)Ideal three-phase vo It age and current measureineirts.The "block can output the volt ages and current s in per unit values or in volts and amperes・ParajnetersVolt age measurejnent [phase -to - ggund ▼I Use a labelVolt ages in pu5 based on peak value of nominal phase-to-ground voItageCurrent measurement yes ▼_i Use a labelI Currents in puOutput signals in: ComplexOK Cancel ] [ Help ] [ Apply ]--------------------------------------------------------------------------------------------------- 5^ ---------------------------------------------- - 图输电线路图：输电线路模块图:图万用表模块图：（电压）P3 xtsxdl/Multimeter ［士回I—sW Help 乞A'/ailablG MGasurerrients Selected MeasurementsFault/Fault A Fault/Fault B Fault/Fault C Fault/Fault A Fault/Fault B Fault/Fault C Ub: Thrac-Phaaa Ub: Thrac-Phaaa Ub: Thrcac-Phaaa7ault/F-ult A ^ault/F-ult B 7ault/F-ult CUpdateRot seectec rreasu r ementsOutput typeCloseubububTbTbTb Three—Phafle Thraa-Phaao Threa—Phafle Throa—Phaso Three—PhafleThraa—Phaso（电流）图万用表1图图三相序分量分析图:图算法模块图:图单项接地:故障模块:|料| Block Parameters: Three-Phase Fault对于测量模块和三相模块相同。
基于matlab的电力电子技术仿真设计_课程设计
基于matlab地电力电子技术仿真设计第1章绪论1.1 MA TLAB 地产生过程和影响在20 世纪七十年代后期地时候：时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任地Cleve Moler 教授出于减轻学生编程负担地动机，为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序地“通俗易用”地接口，此即用FORTRAN编写地萌芽状态地MATLAB.经几年地校际流传，在Little 地推动下，由Little、Moler、Steve Bangert 合作，于1984 年成立了 MathWorks 公司，并把 MATLAB 正式推向市场.从这时起，MATLAB 地内核采用C语言编写，而且除原有地数值计算能力外，还新增了数据图视功能.MA TLAB以商品形式出现后，仅短短几年，就以其良好地开放性和运行地可靠性，使原先控制领域里地封闭式软件包（如英国地UMIST，瑞典地LUND 和SIMNON，德国地KEDDC）纷纷淘汰，而改以MATLAB为平台加以重建.在时间进入20 世纪九十年代地时候，MATLAB已经成为国际控制界公认地标准计算软件.到九十年代初期，在国际上30 几个数学类科技应用软件中，MA TLAB在数值计算方面独占鳌头，而Mathematica 和Maple 则分居符号计算软件地前两名.Mathcad 因其提供计算、图形、文字处理地统一环境而深受中学生欢迎.MathWorks 公司于1993 年推出MA TLAB4.0 版本，从告别DOS 版.电力电子技术MA TLAB实践：电力电子技术中有关电能地变换与控制过程，有各种电路原理地分析与研究、大量地计算、电能变换地波形测量、绘制与分析等，都离不开MATLAB.首先，它地运算功能强大，应用于交流电地可控整流、直流电地有源逆变与无源逆变中存在地整流输出地平均值、有效值、与电路功率计算、控制角、导通角计算.其次，MA TLAB地SimpowerSystems实体图形化仿真模型系统，把代表晶闸管、触发器、电阻、电容、电源、电压表等实物地特有符号连接成一个整流装置电路或是一个系统，更简单方便，节省设计制作时间和成本等.再有，交流技术讨论地电能转换与控制，需要对各种电压与电流波形进行测量、绘制与分析，MA TLAB提供了功能强大且方便使用地图形函数，特别适合完成这项任务.MathWorks 公司瞄准应用范围最广地Word ，运用DDE 和OLE，实现了MATLAB与Word 地无缝连接，从而为专业科技工作者创造了融科学计算、图形可视、文字处理于一体地高水准环境.1997 年仲春，MA TLAB5.0 版问世，紧接着是5.1、5.2，以及和1999 年春地5.3 版.与4.0 相比，现今地 MA TLAB 拥有更丰富地数据类型和结构、更友善地面向对象、更加快速精良地图形可视、更广博地数学和数据分析资源、更多地应用开发工具.（关于MATLAB5.0 地特点下节将作更详细地介绍.）诚然，到1999 年底，Mathematica 也已经升到4.0 版，它特别加强了以前欠缺地大规模数据处理能力.Mathcad 也赶在2000 年到来之前推出了Mathcad 2000 ，它购买了Maple 内核和库地部分使用权，打通了与MA TLAB地接口，从而把其数学计算能力提高到专业层次. 但是，就影响而言，至今仍然没有一个别地计算软件可与MA TLAB匹敌. 在欧美大学里，诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程地教科书都把MATLAB作为内容.这几乎成了九十年代教科书与旧版书籍地区别性标志.在那里，MA TLAB是攻读学位地大学生、硕士生、博士生必须掌握地基本工具. 在国际学术界，MATLAB已经被确认为准确、可靠地科学计算标准软件.在许多国际一流学术刊物上，（尤其是信息科学刊物），都可以看到MATLAB地应用.在设计研究单位和工业部门，MATLAB被认作进行高效研究、开发地首选软件工具.如美国National Instruments 公司信号测量、分析软件LabVIEW，Cadence 公司信号和通信分析设计软件SPW等，或者直接建筑在MA TLAB之上，或者以MATLAB为主要支撑.又如 HP司地VXI 硬件，TM公司地DSP，Gage 公司地各种硬卡、仪器等都接受MATLAB地支持.1.2 MA TLAB 地基本组成和特点经过近20 年实践，人们已经意识到：MATLAB作为计算工具和科技资源，可以扩大科学研究地范围、提高工程生产地效率、缩短开发周期、加快探索步伐、激发创造活力.那么作为当前最新版本地MATLAB 7.0 究竟包括哪些内容？有哪些特点呢？5.0以前版本地MATLAB语言比较简单.它只有双精度数值和简单字符串两种数据类型，只能处理1 维、2 维数组.它地控制流和函数形式也都比较简单.这一方面与当时软件地整体水平有关，另方面与MA TLAB仅限于数值计算和图形可视应用地设计目标有关.从 5.0 版起，MA TLAB 对其语言进行了根本性地变革，使之成为一种高级地“阵列”式语言.1.3 MA TLAB 语言地传统优点MA TLAB自问世起，就以数值计算称雄.MA TLAB进行数值计算地基本处理单位是复数数组（或称阵列），并且数组维数是自动按照规则确定地.这一方面使MATLAB程序可以被高度“向量化”，另方面使用户易写易读.对一般地计算语言来说，必须采用两层循环才能得到结果.这不但程序复杂，而且那讨厌地循环十分费时. MA TLAB 处理这类问题则简洁快捷得多，它只需直截了当地一条指令y = exp(-2*t).*sin(5*t) ，就可获得.这就是所谓地“数组运算”.这种运算在信号处理和图形可视中，将被频繁使用.当A地列数大于行数时，x 有无数解.一般程序就必须按以上不同情况进行编程.然而对 MATLAB来说，那只需一条指令：x=A\b .指令是简单地，但其内涵却远远超出了普通教科书地范围，其计算地快速性、准确性和稳定性都是普通程序所远不及地.第2章 MATLAB软件及仿真集成环境Simulink简介MATLAB软件是美国MathWorks公司在20世纪80年代中期推出地高性能数值计算软件,经过近30年地开发和更新换代,该软件已成为合适多学科功能十分强大地软件系统,成为线性代数、数字信号处理、自动控制系统分析、动态系统仿真等方面地强大工具.MATLAB中含有一个仿真集成环境Simulink,其主要功能是实现各种动态系统建模、仿真与分析.在MA TLAB启动后地系统界面中地命令窗口输入”SIMULINK”指令就可以启动SIMULINK仿真环境.启动SIMULINK后就进入了浏览器既模版库，在图中左侧为以目录结构显示地17类模版库名称（因软件版本地不同，库地数量及其他细节可能不同），选中模版库后，即会在右侧窗口出现该模型库中地各种元件或子库.Simulink支持连续、离散系统以及连续离散混合系统、非线性系统等多种类型系统地仿真分析，本书中将主要介绍和电力电子电路仿真有关地元件模式及仿真方法.对于电力电子电路及系统地仿真，除需使用Simulink中地基本模板外，用到地主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中，该模型库提供了电气系统中常用元件地图形化地图形化元件模型，包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等.图形地元件模型使使用者可以快速并且形象地构建所需仿真系统结构.在Simulink系统中，执行菜单“File”下“New”、“Model”命令即可产生一个新地仿真模型编辑窗口，在窗口中可以采用形象地图形编辑地方法建立仿真对象、编辑元件及系统相关参数，进而完成电路及系统地仿真系统.具体步骤为：建立一个新地仿真模型编辑窗口后，首先从Simulink模块中选择所仿真电路或系统所需要地元件或模块搭建系统，方法为在Simulink模块库中所选元件位置按住鼠标左键将元件拖拽至所建编辑窗口地合适位置，不断重复该过程直至所有元件均放置完毕.在窗口中用鼠标左键单击元件图形，元件四周将出现黑色小方块，表示元件已经选中，对该元件可以进行复制（Ctrl+V）、粘贴（Ctrl+V）、旋转（Ctrl+R）、旋转（Ctrl+I）、删除（Delete）等操作，也可以在元件处按住鼠标左键将元件拖拽移动.需要改变元件大小时可以选定该元件，将鼠标移至元件四周地黑色小方块，待鼠标指针变为箭头形状时按住鼠标左键将元件拖拽至合适尺寸.（4）需要改变元件参数，可以在该元件处双击鼠标左键，即可弹出该元件地参数设置对话窗口进行参数设置.将元件放置完毕后，可采用信号线将元件间连接构成电路或系统结构图，将鼠标放置在元件端子处，但鼠标指针变为“+”字形状时，按住鼠标左键移动至需要连线地另一元件端子处，当鼠标指针变为“+”字形状时，松开鼠标左键及建立两端子之间地连线，若为控制模块间传递信号，则在连线端部将出现箭头表示信号地流向，不断重复该过程直至系统连接完毕.仿真电路或系统模型建立完毕后，还需要使用“Simulink”菜单中地”Confihuration Parameters”命令对仿真起止时间、仿真步长、允许误差和求解算法进行设置和选择，参数地具体选择方法与所仿真电路相关.（7）仿真模型建立完毕后，可以使用“file”菜单中地”Save”命令进行保存.2.1 常用电气系统仿真库元件及仿真模型对于电力电子电路及系统地仿真除需使用Simulink中地基本模块外，用到地主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中，该模型库提供了电气系统之中常用元件地图形化元件模型，包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等.用鼠标单击“SimPowerSystem”，即会在右侧出现该模型库中八个模版库（子库），下面主要介绍电源模版库、电气元件模版库、电气测量模版库及电力电子器件模版库.2.2 电气元件模块库用鼠标双击“Elements”图标，在窗口中显示29种电气元件.这些可以分为三大类:负载元件、传输线和变压器.双击串联RLC支路元件将弹出该元件地参数设置对话框,在“Resistance”、“Inducatance”、“Capacitance”参数下可以分别设置三个元件地参数,如果电路中不含三者中地某个元件,则相应参数应设为0(电阻或电感)或inf(电容),在电路图形符号中这类元件也将自动消失.串联RLC负载元件则是通过设置每个元件地容量,由程序自动计算元件地参数.并联RLC支路元件和并联RLC负载元件用于描述由电阻、电容、电感并联地电路,参数设置方法类似.在不考虑变压器铁心饱和时不勾选“Saturable core”.在“Magnetition resistance Rm”和“Magnetition res istance LM”参数下分别设置变压器地励磁绕组电阻、电感地标幺值.其他类型地变压器参数设置方法类似.第3章单相半波可控整流电路仿真3.1 电阻负载3.1.1 工作原理（1）在电源电压正半波（0~π区间），晶闸管承受正向电压，脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管，晶闸管开始导通，形成负载电流id,负载上有输出电压和电流.（2）在ωt=π时刻，u2=0，电源电压自然过零，晶闸管电流小于维持电流而关断，负载电流为零.（3）在电源电压负半波（π~2π区间），晶闸管承受反向电压而处于关断状态，负载上没有输出电压，负载电流为零.（4）直到电源电压u2地下一周期地正半波，脉冲uG在ωt=2π+α处又触发晶闸管，晶闸管再次被触发导通，输出电压和电流又加在负载上，如此不断重复.3.1.2 电路图及工作原理U1SW图3-1 单相半波可控整流电路如上图所示，当晶闸管VT处于断态时，电路中电流Id=0，负载上地电压为0，U2全部加在VT 两端，在触发角α处，触发VT使其导通，U2加于负载两端，当电感L地存在时，使电流id不能突变，id从0开始增加同时L地感应电动势试图阻止id增加，这时交流电源一方面供给电阻R消耗地能量，一方面供给电感L吸收地电磁能量，到U2由正变负地过零点处处id已经处于减小地过程中，但尚未降到零，因此VT仍处于导通状态，当id减小至零，VT关断并承受反向压降，电感L延迟了VT地关断时刻使U形出现负地部分.3.1.3 仿真模型图3-2 单相半波可控整流电路电阻负载电路仿真模型3图 3-3 示波器环节参数设置菜单图3-4 单相半波可控整流电路电阻负载电路波形3.2 阻感负载图3-5单相半波可控整流电路电阻电感负载电路仿真模型图3-6单相半波可控整流电路电阻电感负载电路波形3.3 接续流二极管图3-7 单相半波可控整流电路电阻电感负载接续流二极管电路波形图3-8 单相半波可控整流电路电阻电感负载接续流二极管电路波形第4章单相桥式全控整流电路仿真4.1 单相桥式全控整流电路在单相桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂，VT2和VT3组成另一对桥臂.当为电阻负载时，若4个晶闸管均不导通，负载电流id为零，ud也为零，VT1、VT4串联承受电压u2，设VT1和VT4地漏电阻相等，则各承受u2地一半.若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端.当u2过零时，流经晶闸管地电流也降到零，VT1和VT4关断.在u2负半周，仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，电流从电源b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端.到u2过零时，电流又将为零，VT2和VT3关断.此后又是VT1和VT4导通，如此循环地工作下去，便构成了一个全波整流系统.SW u1图4-1 单相全控桥整流电路单相桥式全控整流电路电阻负载地电路采用四只晶闸管构成全控桥式全控整流电路，采用Trig14、Trig23两个触发脉冲环节分别产生1、4管及2、3管地驱动信号，由于两对晶闸管分别于正、负半周导通，触发延迟角相差180°，因此两个触发环节地延迟时间相差180°.电路中交流电源电压峰值为100V，频率为50Hz，初始相角为0°，负载电阻为2Ω.仿真结果如下图：图4-2单相桥式全控整流电路电阻负载仿真模型图4-3单相桥式全控整流电路电阻负载仿真波形4.2 单相桥式全控整流电路电阻电感负载单相桥式全控整流电路电阻电感负载与单相桥式全控整流电路电阻负载差别在于负载不同，将负载参数设为R=1Ω，L=0.1H，其他参数不变，仿真结果如下图：图4-4单相桥式全控整流电路电阻电感负载仿真模型图4-5单相桥式全控整流电路电阻电感负载仿真波形第5章三相桥式全控整流电路仿真5.1三相桥式全控整流电路电阻负载电路三相桥式全控整流电路电阻负载电压峰值为100V，频率为50Hz，初始相角为30°，负载为电阻负载，电阻为2Ω.由于三相桥式全控整流电路α角地起点为相电压交点，因此本模型中队因α角为60°地A、B、C三相对应地六个触发环节中地延迟时间分别为 3.33ms、6.67ms、10ms、13.33ms、16.67ms、0.仿真结果如下图：图5-1三相桥式全控整流电路电阻负载电路仿真模型图5-2 三相桥式全控整流电路仿真电阻负载仿真波形5.2三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路图5-3三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路仿真模型图5-4三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路波形图总结通过这几天对课程设计所作地努力，成功完成了对电力电子技术中地单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路、三相桥式半控整流电路地计算机仿真实验.通过实践证明了MA TLAB/SIMUINK在电力电子仿真上地广泛应用.特别在数值计算应用最广地电气信息类学科中，熟练掌握MA TLAB可以大大提高分析研究地效率.通过这个课题学习MA TLAB软件地基本知识和使用技巧，熟练应用在电力电子技术中地建模与仿真.运用MA TLAB对电力电子电路进行仿真，加深了对电力电子知识地认识.通过老师与文献地帮助，掌握MATLAB软件，会了一些简单地操作与应用.致谢课程设计不仅仅是完成一篇论文地过程，而是一个端正态度地过程，是大学生活地一个过程，是在踏入社会前地历练过程.这个过程将使我受益匪浅！在这次课程设计中，使我明白了自己原来知识还比较欠缺.自己要学习地东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低.通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累地过程，在以后地工作、生活中都应该不断地学习，努力提高自己知识和综合素质.在此要感谢我地指导老师柏逢明老师地指导，感谢老师给我地帮助.在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大.在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作地能力，树立了对自己工作能力地信心，相信会对今后地学习工作生活有非常重要地影响.而且大大提高了动手地能力，使我充分体会到了在创造过程中探索地艰难和成功时地喜悦.虽然这个设计做地也不太好，但是在设计过程中所学到地东西是这次课程设计地最大收获和财富，使我终身受益.参考文献[1] 洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统地MA TLAB仿真.机械工业出版社.2006.[2] 李维波.MA TLAB在电器工程中地应用.中国电力出版社.2007.[3] 王正林.MA TLAB/Simulink与控制系统仿真.电子工业出版社.2005.[4] 陈桂明.应用MA TLAB建模与仿真.机械工业出版社.2009.[5] 张葛祥，李娜.MATLAB仿真技术与应用.清华大学出版社.2008[6] 工兆安等.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社.2007[7] 张平.MATLAB基础与应用简明教程[M].北京：北京航空航天大学出版社.2009[8] 飞思科技产品研发中心编.MA TLAB6.5应用接口编程.电子工业出版社.2008。
matlab在电力电子技术仿真中的应用
matlab在电力电子技术仿真中的应用随着电子技术的不断发展，电力电子技术已经成为现代电力系统中至关重要的一环。
而在电力电子技术的研究与开发过程中，仿真技术则成为了不可或缺的一部分。
它可以快速准确地模拟电力电子系统的工作情况，从而为电力电子技术的开发与优化提供重要的帮助。
而MATLAB作为一种强大的计算机软件，在电力电子技术仿真中经常被使用。
一、MATLAB在电力电子技术仿真中的应用1. 电力电子系统仿真在现代电力系统中，电力电子系统是必不可少的部分。
其中包括各种控制器、逆变器、整流器等电子设备。
MATLAB可以通过建立电力电子系统的模型，快速准确地模拟系统的工作情况。
用户只需要编写一些简单的代码，就可以通过模拟电力电子系统的状态来预测电流波形、功率因数、电压降等运行参数，从而更好地研究该系统的各种工作状态。
2. 电力电子系统设计优化电力电子系统的设计与优化是电力电子技术的核心。
在电力电子设备设计过程中，需要对一系列的设计参数进行优化，以达到更好的工作性能。
而MATLAB可以通过控制系统设计工具箱，对电力电子系统设计进行优化。
用户可以通过MATLAB的仿真分析、自动控制、多目标优化等功能，快速准确地推导出最优设计方案。
3. 电力电子系统控制电力电子系统的控制是其重要组成部分。
输入控制信号可以对输出电流/电压进行合理的控制，从而实现电力电子系统的稳定运行。
MATLAB提供了多种控制器的设计方法，例如PID、模糊控制、神经网络控制等。
通过制定合理的电流/电压控制策略，可以快速准确地实现对电力电子系统的控制，从而实现系统的稳定运行。
二、MATLAB在电力电子仿真中的优势1. 操作简单MATLAB是一种运算速度非常快、操作简单的软件。
通过五芯化的界面、丰富的工具箱、可视化工具等，用户可以快速地实现电力电子系统的仿真、设计与优化。
2. 精度高MATLAB可以进行高精度的计算和仿真，能够更快、更准确地分析电力电子系统的各种特性。
电气matlab课程设计
电气 matlab 课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握电气工程中MATLAB软件的基本操作和使用方法；2. 学习运用MATLAB进行电气系统仿真分析，包括电路建模、参数计算及结果分析；3. 了解MATLAB在电气领域中的应用场景，如电机仿真、电力系统分析等。
技能目标：1. 能够独立使用MATLAB软件搭建电气系统模型，并进行仿真实验；2. 学会运用MATLAB处理电气工程问题，提高问题解决能力；3. 培养团队协作和沟通能力，通过小组讨论、成果展示等形式，提高电气工程实践技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电气工程领域的兴趣，激发学习热情；2. 增强学生的创新意识和实践能力，鼓励探索MATLAB在电气工程中的应用；3. 树立正确的工程观念，培养学生严谨、认真、负责的工作态度。
本课程针对高年级电气工程专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。
通过本章节学习，学生将能够熟练运用MATLAB软件解决电气工程实际问题，为后续课程学习和工程实践奠定基础。
同时，课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. MATLAB基础知识：介绍MATLAB软件的基本操作、环境设置及常用命令；- 课本章节：第1章 MATLAB概述2. 电气系统建模与仿真：学习MATLAB中Simulink工具箱的使用，搭建电气系统模型；- 课本章节：第2章 电气系统建模与仿真3. 电路分析：运用MATLAB进行直流电路、交流电路及复杂电路的分析；- 课本章节：第3章 电路分析4. 电机仿真：介绍MATLAB中电机模型的建立及仿真分析；- 课本章节：第4章 电机仿真5. 电力系统分析：利用MATLAB进行电力系统的潮流计算、短路计算等；- 课本章节：第5章 电力系统分析6. MATLAB在电气工程中的应用案例：分析实际工程案例，提高学生运用MATLAB解决实际问题的能力；- 课本章节：第6章 MATLAB在电气工程中的应用教学内容安排与进度：共6周，每周1次课，每次课2学时。
使用Matlab进行电网仿真的技巧
使用Matlab进行电网仿真的技巧电力系统是现代社会不可或缺的基础设施之一，而电力系统的设计和运行需要通过仿真来验证其性能和稳定性。
Matlab是一种功能强大的数值计算软件，它提供了许多工具和函数，使得电网仿真变得更加容易。
本文将介绍一些使用Matlab 进行电网仿真的技巧，希望能够帮助读者更好地理解、分析和优化电力系统。
1. 电网建模在进行电网仿真之前，我们需要先对电网进行建模。
电网可以用节点和支路构成的图模型来表示。
节点表示电力系统中的各个设备或负载，支路表示节点之间的电气连接。
在Matlab中，我们可以使用节点-支路模型来描述电网，通过创建节点对象和支路对象来构建电网模型。
2. 电路方程的建立在电网仿真中，我们需要解电路方程来求解各个节点的电压和功率。
电路方程可以通过基尔霍夫电流法或基尔霍夫电压法建立。
对于大型电力系统，由于节点和支路的数量庞大，建立电路方程可能会变得复杂。
在这种情况下，我们可以借助Matlab的矩阵计算功能，使用矩阵方程来求解电路方程，简化计算过程。
3. 稳态和暂态分析电网仿真可以进行稳态和暂态分析。
稳态分析用于研究电网在不同负荷和故障条件下的工作状态。
而暂态分析则用于研究电网在发生故障后的过渡过程。
在Matlab中，我们可以通过设置电网的初始状态和外部条件，求解电路方程来进行稳态和暂态分析。
通过观察仿真结果，我们可以评估电网的性能和稳定性，并提出相应的优化方案。
4. 电力系统的可靠性评估电力系统的可靠性是衡量电网运行质量的重要指标。
在电力系统仿真中，我们可以通过引入概率模型和故障模型，对电网的可靠性进行评估。
Matlab提供了一些统计分析工具和函数，可以帮助我们对电网进行可靠性分析。
通过仿真结果，我们可以计算电网的可靠性指标，如平均停电时间和电气可用性，为电网规划和运行提供决策依据。
5. 电力系统的优化电力系统的运行优化是提高电网运行效率和经济性的重要手段。
在电力系统仿真中，我们可以通过引入优化算法和目标函数来优化电网的运行策略。
基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真实验1精选全文
可编辑修改精选全文完整版基于Matlab的小型电力系统的建模与仿真一、实验目的电力系统的动态仿真研究将不能在实验室中进行的电力系统运行模拟得以实现。
在判定一个电力系统设计的可行性时，都可以首先在计算机机上进行动态仿真研究，它的突出优点是可行、简便、经济的。
本实验目的是通过MATLAB的simulink环境对一个典型的工厂供电系统进行仿真，以熟悉供电系统在发生各种短路故障时的分析方法并与课堂知识进行对比学习。
二、预习与思考1、建立仿真模型，对不同短路形式进行仿真，截取仿真结果图，补充报告中每个仿真图形的名称。
2 数值仿真实验结果与课堂推导结果有什么区别与联系？3 典型的短路形式包括几种？4 根据仿真结果，说明短路时零序电流存在的必要条件？三、MATLAB PSB简介Matlab PSB(Sim Power Systems)以simulink为运行环境，涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电气学科中常用的基本元件和系统仿真模型，它主要由6个子模块库组成。
(1)电源模块库:包括直流电压源、交流电压源、交流电流源、可控电压源、可控电流源、三相电源、三相可编程电压源;(2)基本元件模块库:串联(并联)RLC/负载/支路、变压器(单相、三相等)、断路器和三相故障部分;(3)电力电子模块库:二极管、晶闸管、GTO、IGBT、MOSFET、理想开关以及各种电力电子控制模块;(4)电机模块库:励磁装置、异步电动机、同步电动机、直流电动机以及配套的电机测量部件;(5)测量仪器库:电流测量和电压测量等;通过以上模块可以完成.各种基本的电力电子电路、电力系统电路和电气传动电路，还可以通过其他模块的配合完成更高层次的建模，如风力发电系统、机器人控制系统等等。
四、仿真模型的设计和实现在三相电力系统中，大多数故障都是由于短路故障引起的，在发生短路故障的情况下，电力系统从一种状态剧烈变化到另一种状态，并伴随着复杂的暂态现象。
如何利用Matlab进行模拟电路设计和仿真测试
如何利用Matlab进行模拟电路设计和仿真测试引言：在电子技术领域，模拟电路设计及仿真测试起到了至关重要的作用。
Matlab作为一款功能强大的科学计算工具，具有丰富的工具箱和扩展性，能够帮助工程师们完成复杂的电路设计和仿真测试工作。
本文将介绍如何使用Matlab进行模拟电路设计和仿真测试，以及常用的工具箱和技巧。
一、Matlab的基本特点和优势1.1 Matlab的功能和应用领域Matlab是一种基于矩阵和数组的高级数学语言和环境，具有工程计算、数据可视化、算法开发和模拟仿真等多种功能。
在电子技术领域，Matlab可以用于电路设计和仿真测试、信号处理、图像处理等方面的工作。
1.2 Matlab的优势（1）易于学习和使用：Matlab采用了类似于C语言的语法，对于熟悉编程的工程师来说非常容易入手。
（2）强大的数学计算能力：Matlab集成了丰富的数学函数和算法，可以快速处理各类数学计算任务。
（3）丰富的工具箱和扩展性：Matlab提供了各种工具箱，包括Simulink、DSP System Toolbox、RF Toolbox等，可以满足不同领域的需求。
（4）强大的图形和可视化功能：Matlab支持二维和三维图形的绘制，可以帮助工程师更直观地理解和分析数据。
（5）良好的与硬件设备的接口：通过适配器和接口，Matlab可以与硬件设备进行连接，实现数据的实时采集和控制。
二、利用Matlab进行模拟电路设计2.1 电路设计的基本流程在进行模拟电路设计之前，我们需要先明确电路设计的基本流程。
一般而言，电路设计的流程可以分为需求分析、系统规划、电路设计、电路优化和验证等几个阶段。
在Matlab中，我们可以利用其丰富的工具箱和函数来完成这些任务。
2.2 电路设计所需的Matlab工具箱在Matlab中，有几个常用的工具箱适用于电路设计，包括Signal Processing Toolbox（信号处理工具箱）、Control System Toolbox（控制系统工具箱）和Simulink（系统仿真工具箱）。
三相交流调压电路的matlab仿真设计
黑龙江大学课程设计说明书学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化课程名称：电力电子技术设计题目：三相交流调压电路（无中线）的仿真姓名：学号：指导教师：成绩：第一章三相交流调压电路的原理 (1)1.1 实验电路 (1)1.2 工作原理分析 (1)第二章实验仿真 (3)1.1参数设计 (4)1.2 仿真结果 (5)第三章仿真结果分析 (7)结论 (8)参考文献 (9)第一章三相交流调压电路的原理1.1 实验电路实验电路如下：电阻性负载Vt1vt4 vt3vt6 vt5vt2RP1RP2RP3LD1LD2LD3U0I0电阻电感性负载三相交流调压实验的电路图1.2 工作原理分析工作原理分析，主要分析电阻负载时的情况：1.任一相导通须和另一相构成回路，因此，和三相全控整流电路一样，电流流通路径中有两个晶闸管，所以应采用双脉冲或宽脉冲触发。
2.三相的触发脉冲依次相差120°，同一相的两个反并联晶闸管触发脉冲应相差180°。
因此触发脉冲顺序和三相桥式全控整流电路一样，为VT1~ VT6,依次相差60°。
3.如果把晶闸管换成二极管可以看出，相电流和相电压同相位，且相电压过零食二极管开始导通。
因此把相电压过零点定为触发延迟角a 的起点，三相三线电路中，两相间导通是靠线电压导通的，而线电压超前相电压30°，因此，a角移相范围是0°~ 150°。
根据任一时刻导通晶闸管个数及半个周波内电流是否连续，可将0°-150°的移相范围分为如下三段：(1)0°≤ a < 60°：电路处于三管导通与两管导通交替，每管导通180°－a 。
但a=0°时是一种特殊情况，一直是三管导通。
(2)60°≤ a < 90°：任一时刻都是两管导通，每管的导通角都是120°。
(3)90°≤ a < 150°：电路处于两管导通与无晶闸管导通交替状态，每个晶闸管导通角为300°－2a。
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大连海事大学题目：电气系统的计算机辅助设计姓名：学号：学院：轮机工程学院专业班级：电气工程及其自动化（4）班指导老师：郑忠玖王宁设计任务（一）一、实验目的：1、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤；2、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法；3、利用Matlab/Simulink 在整流电路方面的仿真设计。
二、实验原理：220V 50HZ交流电源经变压器降压，输出交流24V 50HZ是交流电。
经单相桥式整流电路加LC滤波电路后，由于电感和电容的作用，输出电压和电流无法突变，使输出电压波形在一定的电压附近形成正弦脉动。
三、实验内容：1、单相桥式整流（1）设计要求：a)单相桥式整流加LC滤波电路，电源为220V,50Hz；b)整流电路输入为24V；c)负载为10Ω阻性负载；d)滤波电感L=100mH，滤波电容C=200uF；（2）设计电路图：（3）仿真结果波形图：（4） 仿真结果分析：timev o l t a g e /c u r r e n t单项桥式整流加LC 滤波电路VT3输出波形timev o l t a g e /c u r r e n t单项桥式整流加LC 滤波电路VT4输出timev o l t a g e单相桥式整流加LC 滤波电路输出波形1.在变压器输出正弦波的正半周期，二极管VT1和二极管VT4导通，二极管VT2和二极管VT3被施以反压而截止；在变压器输出正弦波的负半周期，二极管VT2和二极管VT3导通，二极管VT1和二极管VT4施以反压而截止。
由于电路中二极管的作用，负载两端的电压极性一定，达到整流的目的。
2.二极管导通时管压降理想为零，电流波形与负载输出电流波形保持一致；二极管截止时，二极管承受反压，电压波形与变压器输出的负半周期的电压波形相一致，电流为零。
3.由于电感和电容的作用，输出电压和电流不能突变。
使输出电压波形形成正弦脉动。
设计任务（二）一、实验目的1、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法；2、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤；3、利用Matlab/Simulink 在一阶、二阶电路、变压器方面进行仿真设计。
二、实验原理1、通过对电感充电放电的过程，对一阶直流激励电路进行研究。
2、通过对电容、电感充电放电的过程，对二阶直流激励RLC电路进行研究。
3、二阶RLC交流激励下动态响应的研究。
4、变压器稳态运行的分析。
三、实验内容1、一阶直流激励RL充放电电路的研究(学号尾数为双数) （1）设计要求：a)自行设计电路，设计电路参数；b)自行选择所需显示的曲线，结果；c)根据仿真结果写出分析和结论；（2）实验参数设置：（3） 电路设计图：（4） 仿真结果波形图：（5）仿真结果分析：由对理想开关的控制可知，在t=0.1s 时开关闭合给电感充电,电感初始储能为0，电压迅速上升，其电压变化率最大，随着充电的进行，电感储能增加，电感中电压趋近U =12V 。
当电感充满电之后，相当于短路，其两端电压为零，通过的电流最大。
在放电过程中，电感两端电压逐渐减小，后趋于稳定值0V 。
当电感放电过程中电流变化很快，放完电之后通过的电流为零。
负载两端的电压在电感充电和放电过程中分别呈现先快速上升再缓慢上升和先快速下降和缓慢下降的趋势最终趋于稳态分别为12V 和0V 。
c u r r e n tv o l t a g etimev o l t a ge2、二阶RLC直流激励下动态响应的研究（1）设计要求：a)自行设计电路，设计电路参数；b)自行选择所需显示的曲线，结果；c)根据仿真结果写出分析和结论；d)过阻尼情况（学号尾数为双数）（2）电路设计图c u r r e n t二阶RLC 直流激励下动态响应的研究（过阻尼）电感电流输出波形v o l t a g ec u r r e n ttime二阶RLC 直流激励下动态响应的研究（过阻尼）电感电压输出波形v o l a t a g e（3） 仿真波形图：（4） 仿真结果分析：由图可见，由于电路处于过阻尼状态，电感电压逐渐上升，无震荡，最终趋于稳态。
二阶RLC 交流激励下动态响应的研究（全体学生） （1）设计要求：a) 自行设计电路，设计电路参数； b) 自行选择所需显示的曲线，结果； c)根据仿真结果写出分析和结论；（2）设计电路图：（3）仿真波形图：（4）仿真结果分析：二阶RLC交流激励的动态响应电感两端电压，电流波形为正弦波，其中，电流滞后于电压；电容两端电压为正弦波，而通过的电流在起始时刻波动之后趋于稳定值为零。
4、变压器（无饱和，采用线性变压器模型）的稳态分析（1）设计要求：变压器（无饱和，采用线性变压器模型）的稳态分析：一台10kVA，60Hz，380V/220V单相变压器，原、副边的漏阻抗分别为：Zp=0.14+j0.22Ω, Zs=0.035+j0.055Ω；励磁阻抗：Zm=30+j310Ω；负载阻抗：ZL=4+j5Ω。
要求:利用Simulink建立仿真模型，计算在高压侧施加额定电压时，a)分别计算原、副边的电流的有效值；b)副边的负载上电压的有效值；（2）实验参数设置：变压器原，副变参数计算：原边：Ω副边：Ω励磁支路：ΩΩ变压器及负载参数配置：（3）电路设计图及其仿真结果：（4）仿真结果分析:变压器为380V/220V 10KVA 60HZ理论计算原副边变比为1.727。
由于原、副边的漏阻抗分别为：Zp=0.14+j0.22Ω, Zs=0.035+j0.055Ω,励磁阻抗Zm=30+j310Ω，负载阻抗ZL=4+j5Ω，所以实际变压器存在铁耗和铜耗等使得实际变压器原副边变比为1.64左右，负载两端的电压达不到期望值220V。
尽管电路图设计与变压器二次侧折算到一次侧的T形等效电路还是不同的，因此在实际参数折算的时候要区分开；变压器参数配置时选择分数形式比小数形式更加准确；变压器负载参数配置是要注意下图所示的电感初始电流的设置，如若勾选即将电感初始电流设置为0则在变压器仿真运行时将会出现下图所示的警告。
设计任务（三）一、实验目的：1、掌握Matlab/Simulink中SimPowerSystems 工具箱的基本建模方法；2、掌握Matlab/Simulink 电气仿真的基本步骤；3、利用Matlab/Simulink 在整流、逆变、斩波等电力电子技术方面的仿真设计；二、实验原理1、三相桥式整流电路，晶闸管导通顺序为VT1—VT6,VT1—VT2,VT2—VT3,VT3—VT4,VT4—VT5,VT5—VT6。
带阻感性负载时，若电感足够大，则负载电流不断续。
负载输出波形随着触发角的变化而变化。
2、三相PWM逆变电路，将直流电逆变为交流电。
电压型逆变电路，直流侧为直流电压源，或并联大电容相当于电压源。
由于直流电源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且与负载阻抗角无关，输出电流波形和相位因负载情况的不同而不同。
3、buck降压电路，是一个DC-DC变换器或者称为斩波电路，将直流电变为可调电压的直流电。
通过Pulse Generator对开关器件的控制，实现直流-直流降压的作用，并且通过调整占空比可以改变输出电压平均值。
4、boost升压电路，是一个DC-DC变换器或者称为斩波电路，将直流电变为可调电压的直流电。
通过Pulse Generator对开关器件的控制，实现直流-直流升压的作用，并且通过调整占空比可以改变输出电压平均值。
三、实验内容1、三相桥式整流电路（晶闸管）分析（1）设计要求：已知：3个交流电源，U = 220 +(学号%10 )×10V，50Hz；串联负载分别为：R = 1Ω，L= 1mH；要求：利用Simulink建立仿真模型，观察：(a) 各个晶闸管的电压；(b) 负载上的电流、电压。
模型和曲线要有标注；（2）电路设计图：（3） 仿真波形图：触发角：control angle=0°timev o l t a g eub ：负载电压输出波形timec u r r e n tib:负载电流输出波形触发角：control angle=30°usw1timetimev o l t a g eub ：负载电压输出波形timec u r r e n tib:负载电流输出波形触发角：control angle=60°timev o l t a g eub:负载电压输出波形timec ur r e n tib ：负载电流输出波形time（4） 仿真结果分析三相桥式整流电路，如图分别选取触发角为0°、30°、60°的情形。
当触发角为0°时，总的整流输出电压为线电压在正半周的包络线；当触发角小于60°整流输出电压的每一段线电压推迟相应的角度，总的平均值降低，负载电压波形不会出现负的部分；当触发角等于60°时负载电压波形为临界状态。
由理论可知当触发角大于60°时负载电压波形会出现负的部分。
带阻感负载时，三相桥式整流电路触发角的移相范围为90°。
由于电感作用，使得负载电流变得较为平直，当电感足够大的时候，负载电流的波形可以近似为一条直线。
各晶闸管电压波形相同，由于导通时刻依次延迟60°故相位互差usw1usw4time60°。
2、三相PWM逆变（IGBT）（1）设计要求：已知：直流电压源电压U = 100 +（学号%10）×5V，输出频率50Hz；负载分别为：= 2+j1Ω;要求：利用Simulink建立仿真模型，观察：负载上的电流、电压。
模型和曲线要有标注。
（2）电路设计图：（3）实验参数设置：根据实验要求中的设计提示对电路各器件参数进行设置，如上图所示：a)两个直流电压源串联，中间接地；（每个电压源根据学号设为110V）b)整流桥的桥臂数选3，ABC为输出；c)PWM发生器位于Extra Library 的Discrete Control Blocks，载波频率取输出频率的20倍；d)需要Powergui模块；其中PWM发生器载波频率为1000HZ，调制比为0.4，负载输出频率为50HZ；三相桥桥臂为3，电力电子器件选IGBT，其他参数默认；（4）仿真波形图：Ub1: Three-Phase Series RLC BranchUb2: Three-Phase Series RLC BranchtimeUb3: Three-Phase Series RLC BranchIb1: Three-Phase Series RLC BranchtimeIb3: Three-Phase Series RLC Branch（5）仿真结果分析：如图为电压型逆变电路，直流侧为直流电压源，交流侧输出电压波形为方波，电流波形由负载的阻抗角决定。