基于MATLAB的电力电子仿真_张耘川
基于MATLAB电力电子系统仿真研究毕业设计论文
毕业设计论文基于Matlab的电力电子系统仿真研究【摘要】针对电力电子电路，使用MATLAB/SIMULINK进行了仿真。
包括三相交流桥式整流电路、斩波电路、逆变电路、基于SPWM的交流电机调速控制系统和A C-DC-AC PWM 变换器。
首先介绍各个元器件的使用和它在电路中作用，并了解整个电路的工作原理，在此基础上，通过MATLAB/SIMULINK软件来建立各电路的仿真模型，并且对各个模块和系统内部的参数进行设置，例如仿真算法、电子器件的选择和电源幅值和频率等，最终实现电力电子系统在MATLAB中的仿真。
仿真结果和理论分析结果相一致，验证了仿真建模的有效性和正确性。
【关键词】电力电子，MATLAB，仿真，模型, 调速Simulation of Power Electronics System Based onMATLAB/SIMULINK【Abstract】In the light of power electronics circuit, used MATLAB/SIMULINK to carry on the simulation. Including three-phase Full-Bridge controlled rectifier,chopping circuit, inverter circuit , alternating-current machine speed regulating based on SPWM and AC-DC-AC PWM inverter. First introduced each component the use and it affected in the electric circuit, and understood the whole circuit theory, in this foundation, established various electric circuits through MATLAB/SIMULINK software the simulation model, and set the establishment to each module and the interior parameter of system, for example simulation algorithm, electronic device choice and electrical source peak-to-peak value and frequency and so on, finally realized simulation that the electric power electronics alternating-current circuit in MATLAB. Simulation result and theoretical analysis result consistent, has confirmed the simulation modelling validity and the accuracy.【Key Words】Power Electronics ,MATLAB ,Simulation, Model, Speed Regulating目录第一章绪论 (1)1.1 选题的背景与意义 (1)1.2 国内外电力电子技术的现状 (1)1.2.1 国外电力电子技术发展的状况 (1)1.2.2 国内电力电子技术发展的状况 (2)1.3 计算机仿真技术的发展及应用 (3)1.4 本论文的主要研究内容及目标 (4)第二章电力电子器件 (5)2.1 电力电子器件的概述 (5)2.1.1 电力电子器件的一般概念及作用 (5)2.1.2 电力电子器件的分类 (5)2.2 常用电力电子器件的SIMULINK模型 (6)2.2.1IGBT模块 (6)2.2.2晶闸管模块 (7)2.2.3PWM脉冲发生器模块 (7)第三章基于SIMULINK的常用电力电子电路建模 (9)3.1 三相桥式整流电路 (9)3.2 斩波电路 (11)3.2.1 降压斩波电路 (11)3.2.2 升压斩波电路 (12)3.3 逆变电路 (14)3.3.1 SPWM逆变电路 (14)第四章基于SIMULINK的电力电子应用系统建模 (16)4.1基于SPWM的交流电机调速控制系统 (16)4.2AC-DC-AC PWM 变换器 (18)第五章基于MATLAB/SIMULINK的仿真研究 (22)5.1 SIMULINK仿真条件设置 (22)5.2 常用电力电子电路仿真结果及分析 (23)5.2.1三相桥式全控整流电路的仿真结果及分析 (23)5.2.2斩波电路的仿真结果及分析 (27)5.2.2.1降压斩波电路的仿真结果及分析 (27)5.2.2.2升压斩波电路的仿真结果及分析 (29)5.2.3逆变电路的仿真结果及分析 (30)5.3 电力电子应用系统仿真结果及分析 (33)5.3.1 基于SPWM的交流电机调速控制系统电路的仿真结果及分析 (33)5.3.2 AC-DC-AC PWM 变换器电路的仿真结果及分析..36第六章总结 (38)参考文献 (39)致谢 (40)第一章绪论1.1 选题的背景与意义近几年来，随着现代社会的不断进步，世界的经济将发生巨大变革，知识经济开始替代工业经济，这对世界经济的发展将有很大推动力。
基于Matlab和PLECS的电力电子仿真实验教学
基于Matlab 和PLECS 的电力电子仿真实验教学王 武(许昌学院电气信息工程学院,河南许昌 461000)摘 要:提出在电力电子技术课程教学中引入M atlab 和系统级电力电子仿真软件PL ECS 进行辅助教学的新方法,结合SEPIC 斩波电路,分析了该实验教学的特点和具体思路。
基于M at lab 和PL ECS 的辅助实验教学方法能够加深学生对理论知识的理解,克服传统模拟实验教学实验装置数量不足和创新不足的缺点。
关键词:M atlab;PL ECS;仿真实验;教学改革;电力电子实验教学中图分类号:T M 743;G 642 文献标志码:A 文章编号:1002 4956(2011)06 0110 03Experiment teaching for power electronics simulationbased on Matlab and PLECSWang Wu(Schoo l of Elect ro info rmation Eng ineering ,Xuchang U niversity,Xuchang 461000,China)Abstract:T he simulation software of M atlab and PL ECS is introduced into power electronics teaching and applied into SEPIC chopper circuit,and teachi ng practice shows the method can strengthen the understanding of the course,and counteract the weaknesses of the simulated experiment device shortage and with low innovation point.Key words:M atlab;P L ECS;simulation;t eaching refor m;pow er elect ronics收稿日期:2010 08 30基金项目:河南省教育厅自然科学研究计划项目(2011B470005);许昌学院教研项目(12010030)作者简介:王武(1978 ),男,甘肃兰州,硕士,讲师,主要研究方向:电气自动化教学、控制理论与控制工程.E mail:xcu_w angw u@s 1 电力电子技术教学改革的思路电力电子技术是电力技术、电子技术和控制技术相结合的新兴交叉学科,是利用电力电子器件对电能进行变换和控制的技术。
MATLAB仿真在“电力电子技术”课程教学中的应用
３ ８ ／ ４７ １ ２３— １ ２６
Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿 真 在 “ 电力 电子 技 术 ＂ 课 程 教 学 中 的应 用
刘淑 荣 ， 庞 伟 ， 张 红 ，
（ １ ． 长春工程学院 电气与信息学院， 长春 １ ３ ０ ０ １ ２ ； ２ ． 配电自动化吉林省高校工程研究 中心 ， 长春 １ ３ ０ ０ ０ ０ ）
［ １ ］ 黄瑞． 《 电路实验》 的教学改革与实践 ［ Ｊ ］ ． 中国现代教
育 装备 ， ２ ０ ０ ７ （ １ １ ） ： ７ ９— ８ Ｏ ．
张小林 ， 周美 华 ， 李茂康 ． 综合 性、 设 计 性实验 教学 改 革探索 与 实践 ［ Ｊ ］ ． 实验技术 与管理， ２ ０ ０ ７（ ７ ） ： ９ ４
Ｓ ＨＥＮＧ Ｇｕ ｉ—ｚ ｈ ｅ ｎ， ｅ ｔ ａ １ ．
（ Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ， Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ １ ３ ０ ０ １ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
２ ０１１： ３ ７１ １．
陈 攀峰 ， 刘骁 ． 仿 真 软 件在 电路 实 验 教学 中 的应 用 ［ Ｊ ］ ． 中 国电力教育 ， ２ ０ ０ ６ （ １ ２ ） ： ３ ５ １ —３ ５ ３ ． 陈 志强． 高校“ 电路” 实验教学改革的探讨 ［ Ｊ ］ ． 中国现 代 教育装备 ， ２ ０ ０ ６ （ ６ ） ： ２ ４— ２ ５ ． 国务院 办公 厅． 家 庭 消防 安全 知识 （ ２ ０ ０ ６ ）［ Ｏ Ｌ ］ ． ｈ ｔ ．
现代 复 合型人 才 。将实验课程 建设 成特色课 程 ， 必须 加大改革力度 ， 开阔思路 ， 开发各种方法 手段进行实 验 改革尝试 。设 计性 实验 的开展 ， 为 学生提供 了一个 自 主探索研究实验课题 的实验平 台 ， 丰富 了学生 的知识 ， 对于学 生综合 素质 的提高 ， 创新 意识 和实践 能力 的培 养极为重要 ， 学生积极参与配合的激情得到释放， 从被 动操作者 转化为 主动投入者 ， 从“ 被安排实验 ” 到“ 我盼 望实验” 的角色转变 ， 必然带来教学效果 质 的飞跃 。与 国际教育理念接轨 ， 体现素质教育 ， 发挥团队精神不懈 努力去探 索 ， 实验教学改革任重而道远 。 参 考文献
基于MATLAB的电力系统新型元件的仿真建模及分析
基于MATLAB的电力系统新型元件的仿真建模及分析汤亚芳，施怀瑾，杨赢(贵州工业大学电工学院，贵州贵阳550003)摘要：提出了利用MATLAB来建立用户自定义模型的两种方法，并用方法二建立了新型静止无功补偿器(ASVG)的仿真模型。
对一个含有ASVG勺简单的电力系统进行了仿真分析，取得了满意的仿真结果。
关键词：电力系统；仿真；建模；MATLAB新型静止无功补偿器(ASVG)中图分类号：TM743 TM761 文献标识码：A0引言电力系统动态仿真已成为电力系统研究、规划、运行、设计等各个方面不可缺的工具，特别是电力系统新技术的开发研究、新装置设计、参数确定更是需要仿真来进行确认。
目前常用的电力系统的仿真软件有EMTPNETOMACPSASP等。
1998年Mathworks公司推出MATLAB Version 5.2 ，它增加的power system block(PSB) 是针对电力系统而设计的仿真软件模块，它的元件模型比较多，功能也比较全面，目前许多电力系统的研究工作已开始用它作为仿真分析软件，见文献］4］、: 5］。
MATLAB具有较强的开放性，用户可以利用它设计全新的元件(包括元件的图形显示、所需参数、内部算法等)。
2000年MATLAB Version 5.3 推出，PSB得到了一定的完善，本文主要介绍利用MATLAB Version 5.3 来建立新型静止无功补偿器(Advantage static var generator:ASVG)的仿真模型，并对一个含有ASVG的电力系统进行了仿真研究，同时指出了在利用MATLABS行电力系统仿真时应注意的问题。
1在MATLAB^建立电力系统新元件模型的方法在MATLAB^建立电力系统新元件模型可归纳为以下两种方法：(1) 物理建模方法：利用MATLA田SB中固有元件模型(如电阻、电感、，电力电子器件等)构建新元件的物理模型。
模型构建完毕后，可以直接利用Create subsystem "建立模块，并利用Edit mask' 对该模块进行参数设定、模型图形显示的编辑。
电力电子的matlab仿真实验指导书(改)
“电力电子”仿真实验指导书MATLAB仿真实验主要是在simulink环境下的进行的。
Simulink是运行在MATLAB环境下，用于建模、仿真和分析动态系统的软件包。
它支持连续、离散及两者混合的线性和非线性系统。
由于它具有直观、方便、灵活的特点，已经在学术界、工业界的建模及动态系统仿真领域中得到广泛的应用。
Simulink提供的图形用户界面可使用鼠标的拖放操作来创建模型。
Simulink 本身包含sources、sinks、Discrete、math、Nonlinear和continuous等模块库。
实验主要使用Sinks、Sources、Signals & System和Power System Blockset这四个模块库中的一些模块搭建电力电子课程中的典型电路进行仿真。
在搭建成功的电路中使用scope显示模块显示仿真的波形、验证电路原理分析结果。
这些典型电路包括：1)单相半波可控整流电路（阻性负载和阻感负载）2)单相全控桥式整流电路（阻性负载和阻感负载）3)三相全控桥式整流电路（双窄脉冲阻性负载和双窄脉冲阻感负载）4)降压斩波电路、升压斩波电路5)三相半波逆变电路、三相全波逆变电路。
一、matlab、simulink基本操作多数学生在做这个实验是时候可能是第一次使用matlab中的simulink来仿真，因此下面首先介绍一下实验中要掌握得的一些基本操作（编写试验指导书时所使用的matlab6.1版本）。
若实验过程中使用matlab的版本不同这些基本操作可能会略有不同。
图0-1 matlab启动界面matlab的启动界面如图0-1所示，点击matlab左上方快捷键就可以进入simulink程序界面（在界面右侧的Command Window中输入simulink命令回车或者在Launch Pad窗口中点击simulink子菜单中Library Browser都可以进入simulink 程序界面）如图0-2所示。
基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计
电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering电子技术Electronic Technology基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计张岩贾小龙（宁夏理工学院宁夏回族自治区石嘴山市753000）摘要：本文在MATLAB的基础上，利用现代仿真技术对电力电子变换器电路进行了SIMULINK仿真，完成了借助于图形用户界面GUI 功能的虚拟实验平台的搭建，达到了基本的实验要求。
关键词：MATLAB;电力电子技术；仿真模型；GUI1背景传统高校实验室所占实验经费比例大，软硬件设备一般比较昂贵的，容量有限且电气信息类技术更新非常快，要建立非常完备且与时俱进的实验教学环境是很困难的。
虚拟仿真实验既节省了资金，又可突破传统实验室在硬件设备上的限制，缓解了实验经费不足与实验人数过多的矛盾，突破了时空的局限，优化了教育资源，提高了学习兴趣和效率，真正实现理论教学与实验教学的结合。
因此，虚拟实验室的研究对于现代远程教学和高等院校的实验教学、课堂教学都很有意义。
2虚拟实验平台的国内外研究现状近年来计算机技术的发展为虚拟仿真实验平台开发提供了技术支持，已有很多高校和企业着手研究虚拟实验仿真平台。
例如：美国卡耐基梅隆大学早期开发的虚拟实验平台，他们的技术方案是通过计算机所搭建出来的函数发生器、示波器等实验硬件设备连接到Internet上，学生或其他用户可以通过上网然后网络远程连接并加以使用。
麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）,该院校着手项目的主要是为了建设众多学科科目的虚拟实验平台，此项目是同微软公司通力合作开发出来的I-Lab,设计出来的平台可以用来研究基于虚拟现实的科学技术与电气工程的创新型教育体系。
目前国内的一些高等院校逐渐设计出了自己的虚拟实验平台。
中国科学技术大学早期设计的物理虚拟实验平台是把实验运用在教学的演示和简单物理实验这些问题上，此设计是国内第一套有推广价值的实验教学平台。
基于MATLAB的电力系统仿真讲解
基于MATLAB的电力系统仿真摘要：目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。
另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人民的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响的人们的日常生活。
随着电力系统的飞速发展和电网的日益扩大以及自动化程度的不断提高，电力系统中许多计算和控制问题日益复杂，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。
电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效了解电力系统概况。
本文根据电力系统的特点，利用MA TLAB的动态仿真软件Simulink搭建了含发电机、变压器、输电线路、无穷大电源等的系统的仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。
通过仿真结果说明MA TIAB 电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。
关键词：电力系统；三相短路；故障分析；matlab仿真Electric Power System Simulation Base on MATLABAbstract：Now, with the development of science and techmology and the growing demand for eletrical energy, power systems get increasingly large and long-distance EHV power transmission, large capacity electric generating set, as well as the various new control devices have been widely used. This has important significance to rationally utilizing energy resources, making full use of the existing electric systems’ delivery potential and protecting the environment. On the other hand, with the fast growth of the national economy, city-centered regional power consumption is rising more and more rapidly, power demand in large electric system’laod centers is growing faster and faster, and long-distance and heavy-duty power transmission is more and more popular. Power system play an important part in people’s lives and work, power system and stable operation of a direct impact on the people’s daily life, with the rapid development of power systems and power grids is increasing with days and the degree of automation continuous improvement, many computing and control of the power system increasingly complex issues, it is impossioble to take a directThis paper base on the characteristics of the power system, using the software MATAB simulink built with generators,transformers,power line,such as the infinite power system simulation model, and has a simulation result of three-phase short-circuit fault which happen in the main power-supply line and the fault automatic tripping isolation by the three-phase fault, and analysis of this transient. The simulation results show MATLAB power system toolbox of the power system is an effective tool.Key words: Power system ；Three-phase short-circuit ；Fault analysis ；MATLAB simulation第一章绪论1.1 我国电力系统情况简介电力系统是由发电厂、电力网和电力负荷组成的电能生产、传输和转化的系统。
基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析
基于Matlab的小电流接地系统单相故障仿真分析
张耘川;王昕怡
【期刊名称】《电气技术》
【年(卷),期】2012(000)004
【摘要】小电流接地系统故障如果不能及时切除，有可能进一步扩大为相间短路故障，对电力系统造成重大损失。
本文以Matlab软件Simulink和SimPowerSystem工具箱为平台，对小电流接地系统中性点不接地方式的单相接地故障进行建模，并利用零序电流的幅值、相位判别出故障线路和故障相，从而验证了零序电流比幅比相法对中性点不接地方式单相接地故障判别的有效性。
【总页数】3页(P9-11)
【作者】张耘川;王昕怡
【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院,兰州730070;庆阳市供电公司,甘肃庆阳745000
【正文语种】中文
【中图分类】TM862
【相关文献】
1.基于Matlab的小电流接地系统故障特征仿真分析 [J], 谷天聪;范兴明;张鑫
2.基于零序特征量的小电流接地系统单相接地故障仿真分析 [J], 薛太林;张建新
3.基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析 [J], 李润良
4.基于MATLAB的新能源电站小电流接地系统故障仿真分析 [J], 李润良
5.基于MATLAB的小电流接地系统单相接地故障仿真分析 [J], 严正国;马慧;任星;史王莹
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(完整版)电力电子技术MatLab仿真.
本文前言MATLAB的简介MATLAB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Mathworks公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。
随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。
近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。
MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。
MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）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MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。
MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。
如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。
MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，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MATLAB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法。
现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。
matlab在电力电子技术仿真中的运用
信息与电子工程学院本科学年论文论文题目： MATLAB在电力电子技术仿真中的应用论文作者姓名：班级：指导教师姓名：_ _ __Matlab在电力电子技术仿真中的应用xxx（xxxxxx 信息与电子工程学院xxx山东烟台264005）摘要：随着电力电子技术的发展，产生了现代各种高效、节能的新型电源和交直流调速装置。
电力电子技术仿真的所有元件模型都包含在MATLAB的电力系统模块环境中。
本篇文章详细描述了三相全桥整流仿真，验证了matlab的现实价值。
关键词：电力电子技术；Matlab；三相全桥整流；仿真Matlab applications in power electronic technology simulationxxxx(School of Information and Electronics Engineering xxxxx，Shandong Yantai , 264005，China)Abstract：with the development of power electronic tecnology,various modern high efficiency and energy saving new power and ac/dc speed device have been produced. All components models of Power electronic technology simulation are included in the power system module environment of MATLAB.This article describes the three-phase bridge rectifying simulation in detail,which proves the real value of matlab.Keyword：power electronic tecnology Matlab three-phase bridge rectifying simulation1 引言20世纪60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以变换和控制，产生了现代各种高效、节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产、交通运输、楼宇、办公、家庭自动化提供了现代化的高新技术。
基于MATLAB的《电力电子技术》虚拟实验仿真平台
基于MATLAB的《电力电子技术》虚拟实验仿真平台
刘艳
【期刊名称】《大连大学学报》
【年(卷),期】2004(025)004
【摘要】《电力电子技术》是一门实践性较强的专业基础课,为改善该门课的实验条件和教学效果,本文提出了一种基于MATLAB/SIMULINK的虚拟实验的设计思想,开发出相应的仿真平台.该仿真软件既可用于教师的课堂教学和实验模拟,又可作为学生自学的辅助工具.
【总页数】4页(P71-74)
【作者】刘艳
【作者单位】大连大学,信息工程学院,辽宁, 大连 116622
【正文语种】中文
【中图分类】O4-33
【相关文献】
1.基于MATLAB的自动控制原理虚拟实验仿真平台 [J], 马向国;刘同娟;张旭凤
2.基于Matlab的电工电子技术虚拟实验仿真平台 [J], 马向国;刘同娟;姚志英;龚祥林
3.基于Matlab的卫星导航系统虚拟实验仿真平台 [J], 姜毅;胡青;郑凯
4.基于MATLAB GUI的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计与构建 [J], 宗哲英;张旭;郝永强;王帅;张春慧
5.基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计 [J], 张岩;贾小龙
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优秀毕业论文——基于matlab的电力电子技术仿真实验设计
The MATLAB is Corporation promotes by American Math Works uses in the numerical calculus and the graphic processing science computation software system is honored as “on the giant shoulder's tool” the MATLAB early time mainly to use in control system's simulation, passed through expands unceasingly already became contains the correspondence electrical engineering optimization control and so on many domains the science computation software, might use in the power electronics circuit and theelectric drive control system's simulation.
电力电子技术MATLAB仿真报告
电力电子技术MATLAB仿真报告电力电子技术在现代电力系统中起着至关重要的作用，通过对电能的调节、变换和控制，实现能源的高效利用。
MATLAB作为一种强大的仿真工具，可以对电力电子系统进行建模和仿真，评估其性能和稳定性。
本文将对电力电子技术MATLAB仿真的基本原理、方法和应用进行介绍，并以其中一种电力电子系统为例，展示其仿真报告。
首先，电力电子技术MATLAB仿真的基本原理是建立电力电子系统的数学模型，利用MATLAB提供的数学运算和仿真功能，对系统进行仿真计算和结果分析。
在仿真过程中，需要确定系统的输入和输出参数，选择适当的模型和算法，并设置合理的仿真时间和步长，以获得准确和可靠的仿真结果。
其次，电力电子技术MATLAB仿真的方法包括建模、仿真计算和结果分析。
建模是指将电力电子系统抽象为数学模型，包括元件的电路模型、电压电流方程和控制算法等。
仿真计算是通过数学运算和差分方程求解，得出系统的动态响应和稳态工作点。
结果分析是对仿真结果进行可视化和统计分析，评估系统的性能、稳定性和失效机制等。
最后，以其中一种电力电子系统为例，展示电力电子技术MATLAB仿真报告。
假设我们要仿真一个直流调压器，控制电路使用的是PID控制算法。
仿真目的是评估系统的调节性能和稳定性，在不同的负载、输入电压和控制参数下，分析系统的输出电压和电流的动态响应和稳态误差。
首先，进行建模。
我们需要确定直流调压器的电路模型和控制算法。
电路模型由电源、开关元件、电容和负载组成，控制算法采用PID控制器。
然后，设置仿真参数，包括仿真时间、步长和初始条件等。
其次，进行仿真计算。
利用MATLAB提供的仿真工具，求解直流调压器的数学模型，得到系统的动态响应。
通过改变负载、输入电压和控制参数，对系统的性能和稳定性进行分析和比较。
可以绘制输出电压和电流的波形图，以及误差和响应时间的曲线。
最后，进行结果分析。
对仿真结果进行可视化和统计分析，评估直流调压器的性能和稳定性。
基于MATLAB的《电力电子技术》虚拟实验系统设计
基于MATLAB的《电力电子技术》虚拟实验系统设计刘晓红青岛农业大学机电工程学院，山东青岛（266109）E-mail：lxh964@摘要：《电力电子技术》是一门实践性很强的专业课，而电力电子技术实验课程是其必不可少的有机组成部分，该实验，综合性和专业性都很强。
为改善该门课的实验条件和教学效果,本文提出了一种基于MATLAB的虚拟实验系统的设计思想，设计了相应的仿真平台，该虚拟实验系统既可用于教师的课堂教学和实验模拟，又可作为学生自学的辅助工具，同时可以继续完成成为远程或网络实验平台。
关键词：电力电子技术，虚拟实验，MATLAB1.引言《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业和其它相关专业的专业基础课程之一，是一门实践性很强的课程[1]，在教学过程中常需借助大量的波形来分析各种电路的工作状态、能量转换过程，在课堂教学活动组织过程中，常常需要大量的时间画图，不仅影响了教学进度，同时学生也常感到教学内容枯燥无味，教学效果不佳。
此外，作为其后续课程电力电子技术实验，所涉及的实验项目不仅要求学生对所学理论知识很熟悉，还要有一定的综合分析能力，此外，目前的电力电子技术实验台在设计过程中还有许多不尽完善的地方，学生实验复杂，还容易出错，实验设备损坏率较高，因此，为了提高电力电子技术教学效果，.激发学生的学习的兴趣，降低实验成本，本文基于MATLAB设计了一套虚拟实验系统，本系统可用于《电力电子技术》课程的课堂教学演示、实验辅助教学、也可作为学生课后自学的辅助工具。
2.虚拟实验的总体结构设计在电力电子技术教学过程中，各种电路在不同条件下的输出电压、电流波形的测试和分析是核心，因此本虚拟实验系统设计时着重考虑了这一点，一、可以在虚拟实验系统中对具体的实验电路以及电路中的各种参数进行设置，并得出不同的仿真波形；二、具体的实验波形可以通过数字示波器存储，在MATLAB中处理并存储，可供学生调出参考。
本虚拟实验系统设计完成后即可挂在服务器上，并通过MATLABWebServer配置服务器，即可实现网内用户登陆访问[2]。
电力电子技术matlab仿真实验报告
上海电机学院卢昌钰 BG0801 10号1.单相半波可控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=30°）接线图电阻性负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入电压与输出电压波形（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，U2=220V,α=30°）有问题接线图阻感负载二次电压，输出电压，二次电流，输出电流，晶闸管电压曲线输入与输出电压波形2.单相桥式全控整流电路（1）电阻性负载（R=1欧姆，U2=220V,α=60°）电阻性负载电路图搭建电阻负载输入电压和输出电压对比电阻负载直流电压和电流波形电阻负载时晶闸管T1的波形电流i2的曲线（2）电感性负载（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）阻感负载电路图搭建阻感负载电压输入与输出波形阻感负载输出电流id阻感负载输出电压ud阻感负载交变时的电流i2阻感负载交变时的电压u2阻感负载VT1的电压波形（3）电感性负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H,α=60°，U2=220V,）电感性负载+续流二极管接线图输入和输出电压波形负载电流负载电压二次侧电流晶闸管两端电压3.单相桥式半空整流电路（1）电阻负载（R=1欧姆，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（2）阻感负载（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管电压，二极管电压，二极管电流波形图（3）阻感负载+续流二极管（R=1欧姆，L=0.05H，α=60°，U2=220V,）接线图二次侧电压，负载电压，二次侧电流，负载电流，晶闸管VT1电压，二极管VD4电压，二极管VD4电流波形图4.三相半波可控整流电路电阻负载接线图（0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻0°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（电阻30°）阻感负载接线图（30°）三相输入电压输出电流和电压晶闸管1的电流电压输出波形（阻感30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°）5．三相全控整流电路电阻负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载接线图（30°导通角）三相输入输出电压对比，晶闸管1电压，输出电流电压图形（30°）阻感负载+续流二极管接线图（30°导通角）6 降压BUCK电路降压斩波电路（电流连续）接线图BUCK变换器电感电流连续时仿真波形BUCK变换器电感电流断续时仿真波形7 升压Boost电路升压Boost变换器仿真接线图升压Boost变换器连续工作升压Boost变换器断续工作8 单相全桥方波逆变电路单相全桥方波电阻负载逆变电路接线图电阻负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形单相全桥方波阻感负载逆变电路接线图阻感负载逆变器直流侧电流，输出交流电压电流方波波形9 三相方波逆变电路三相方波逆变电路接线图三相方波逆变电路仿真波形（感性无功=100Var）10单极性的PWM方式下的单相全桥逆变电路在下：输出电压，电流和直流侧电流波形。
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。
基于MATLAB的电力电子技术仿真分析.
《电力电子技术》课程设计报告题目：基于MATLAB的电力电子技术仿真分析院（系）：机电与自动化学院专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师：2014年1月13日至2014年1月17日华中科技大学武昌分校电力电子技术课程设计任务书课程设计成绩评定表目录1课程设计目的 (1)2课程设计主要内容 (1)3课程设计题目描述与要求 (1)3.1课程设计题目描述 (1)3.2课程设计要求 (2)4 各电路的建模与仿真 (2)4.1单相半波可控整流器 (2)4.2晶闸管三相桥式整流电路 (9)4.3Boost变换器 (16)4.4相位控制的晶闸管单相交流调压器 (19)5课程设计总结 (22)1 课程设计目的通过电力电子计术的课程设计达到以下几个目的：（1）培养学生文献检索的能力，特别是如何利用Internet检索需要的文献资料；（2）培养学生综合分析问题、发现问题和解决问题的能力；（3）培养学生运用知识的能力和工程设计的能力；（4）提高学生课程设计报告撰写水平；（5）提高学生通过实验测试、研究分析和完善设计的水平。
2 课程设计主要内容（1）晶闸管的仿真模型及以单相半波整流器为例，说明晶闸管元件应用系统的建模与仿真方法。
（2）晶闸管三相桥式整流带电阻性负载时系统的建模与仿真。
（3）绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个由IGBT元件组成的Boost变换器的建模与仿真。
（4）相位控制的晶闸管单相交流调压器带电阻性负载时系统的建模与仿真。
3 课程设计题目描述与要求3.1课程设计题目描述本次课程设计包含了六个内容的建模与仿真：1．晶闸管的仿真模型及以单相半波整流器为例，说明晶闸管元件应用系统的建模与仿真方法；2．晶闸管三相桥式整流系统的建模与仿真；3. 可关断晶闸管的仿真模型及以可关断晶闸管元件组成的Buck变换器为例的仿真过程；4．绝缘栅双极型晶体管元件的仿真模型及一个由IGBT元件组成的Boost变换器的建模与仿真；5．相位控制的晶闸管单相交流调压器系统的建模与仿真；6．晶闸管三相半波有源逆变器的建模与仿真。
基于MATLAB_App Designer电力电子虚拟仿真实验系统设计
基于MATLAB_App Designer电力电子虚拟仿真实验系统
设计
田思庆;侯艳;李金艳;罗康;杜云明
【期刊名称】《佳木斯大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2024(42)1
【摘要】根据MATLAB_App Designer提供的界面布局功能,运用
MATLAB_Simulink搭建电力电子仿真模型,设计了一套人机交互式电力电子技术仿真实验系统。
该系统包含典型的电力电子仿真模型和实例,可以帮助学生和工程技术人员学习电力电子电路的工作原理,分析和研究参数设置对电路电压、电流等波形的影响,有利于提高学习者对电力电子技术的研究和设计能力。
【总页数】4页(P34-37)
【作者】田思庆;侯艳;李金艳;罗康;杜云明
【作者单位】佳木斯大学信息电子技术学院;广东工业大学自动化学院;西北工业大学动力与能源学院
【正文语种】中文
【中图分类】G642
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续流作用。
（１）建模仿真
图 ３ 中，电源为直流电源，幅值为 １０ Ｖ。占空
比为 ５０％，ｓｅｒｉｅｓ ＲＬＣ Ｂｒａｎｃｈ２ 是电感量为 ９０ μＨ
的电感，ｓｅｒｉｅｓ ＲＬＣ Ｂｒａｎｃｈ是电容量为８３．３ μＦ的
电容，负载电阻为 １ Ω，打开仿真参数窗，选择
ｏｄｅ２３ｔｄ 算法，起始时间分别为０ ｓ、０．００２ ｓ，设置
＋ｖ － 示波器 １
子系统 图 ６ 双极性 ＳＰＷＭ 的单相全桥逆变仿真电路图
Ｄｉｓｃｒｅｔｅ， Ｔｓ＝１ｅ－００５ ｓ．
ｐｏｗｅｒｇｕｉ
Ｉｄ Ｉｏ Ｕｏ
示波器
通信号，给 Ｖ ２ 、Ｖ ３ 关断信号，输出电压 Ｕ ｏ ＝ Ｕ ｄ，
当信号波（Ｕ ）＜载波（Ｕ ）时，给 Ｖ２、Ｖ３ 导通信
ｒ
ｃ
号，给 Ｖ １ 、Ｖ ４ 关断信号，输出电压 Ｕ ＝－ Ｕ 。
触发脉冲
ＩＧＢＴ
＋－ｉ
ｇ Ｃ
ｍ Ｅ
电阻
电流测量
电流测量
ｉ－ ＋
＋
直 流
电
源
Ｄｉｏｄｅ
＋－ｉ 电流测量 ２
负载阻抗
２．８６３ 电流值显示
＋ｖ － 负载电压 测量
＋ｖ － 电压测量
图３ 直流降压斩波电路仿真模型
示波器
图２ 单相桥式整流电路仿真波形
（２ ）分析仿真结果
在电源电压正半周，ＶＴ２ 和 ＶＴ３ 均承受反向电压
极性 Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 电路的建模仿真为例介绍 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 在 电力电子技术中的应用。
典型电力电子电路的仿真实例
下面以单相桥式整流电路和直流降压斩波电路 为例在 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 中进行仿真。
１． 单相桥式整流电路的仿真 （１）建模仿真
首先打开 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 中的动态仿真工具箱 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 环境，新建扩展名为．ｍｄｌ 的模型，双击 Ｓｉｍｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ图标，在弹出的电路仿真元件库窗口 中选择相应的元件，设计如图１所示的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模型。
（收稿日期：２０１２．０１．０６）
９ ０ | 电气时代·２ ０ １ ２ 年第 ６ 期
提供通道，由于占空比为 ５０％，输入电压为 １０ Ｖ，
故经降压斩波后输出电压在 ５ Ｖ 上下波动。
３． 双极性 ＳＰＷＭ 电路的仿真
直流—交流（ＤＣ／ＡＣ）变换器，也称逆变器，其
功能是将直流电转变为交流电供负载使用。脉宽调
制（ＰＷＭ）逆变器是现在使用和研究最多的逆变器，
这以正弦脉宽调制（Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ ）为例进行仿真。
而处于截止状态。ＶＴ１、ＶＴ４ 承受正向电压， 同时给
ＶＴ 、ＶＴ 加触发脉冲使其导通，电流经 ＶＴ 、Ｒ、ＶＴ
１
４
１
４
形成回路。电源电压进入负半周时，２ 个晶闸管ＶＴ 、 ２
ＶＴ３ 同时承受正向电压，同时给 ＶＴ２ 和 ＶＴ３ 加触发脉
冲使其导通，电流经过 ＶＴ 、Ｒ 、ＶＴ 形成回路。
３
２
２． 直流降压斩波电路的仿真
图１ 单相桥式整流电路仿真模型
供配用电 产品与技术
PRODUCT & TECHNOLOGY
图 １ 中，电源为单相交流电，幅值为 ５ Ｖ，频率 为 ５０ Ｈｚ。两个触发脉冲相差 １８０ °，打开仿真参 数窗，选择 ｏｄｅ２３ｔｄ 算法，起始时间分别为 ０ ｓ、 ０．０４ ｓ，设置好各模块参数后，单击工具栏上的仿真 按钮，得到如图 ２ 所示仿真结果。
电力电子技术是应用电力电子器件对电能进行 变换和控制，通过分析各类电力电子元件的通断情况 来实现整流、逆变、斩波和变频等的技术。随着科学 技术的发展，电力电子技术在电气工程、自动化及通 信等诸多工程领域得到了广泛应用，从数瓦数十瓦的 日光灯镇流器、电视机电源等家用电器，到数千兆瓦 的直流输电系统，电力电子装置的应用已经渗透到了 生产生活的各个领域。仿真是现代电子电路研究分析 和设计的重要手段，仿真不需要物质的仪器设备。 采用 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 对电力电子建模仿真， 能够变抽象为具体，形象直观地反映出电路特性。 本文以单相桥式整流电路、直流降压斩波电路和双
（１）建模仿真
双极性 ＳＰＷＭ 信号的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 产生图如图 ５ 所
示。在Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的“Ｓｏｕｒｃｅ”库中选择“Ｃｌｏｃｋ”模块，
以提供仿真时间 ｔ，乘以后再通过一个“ｓｉｎ”模块即
为 ｓｉｎ，乘以调制比 ｍ 后可得到所需的正弦波调制信
号。三角载波信号由“Ｓｏｕｒｃｅ”库中的“Ｒｅｐｅａｔｉｎｇ
直流—直流变换（ＤＣ／ＤＣ）的功能是改变和调
节直流电的电压电流，也称直流调压器。在这里以
直流降压斩波电路为例进行 ＭＡＴＬＡＢ 仿真，直流降
压斩波电路（ｂｕｃｋ ｃｈｏｐｐｉｎｇ）由一个开关管 Ｔ，二
极管 Ｖ Ｄ 和电感 Ｌ 及负载组成，开关管 Ｔ 是斩波控
制的主要元件，电感起储能和滤波作用，二极管起
时刻
ｍ 常数 ２ ＊ ｐｉ ＊ ｆ 增益
× ｓｉｎ 乘运算 三角运算
≥
ｂｏｏｌｅａｎ
关系运算数据类型转换
ＮＯＴ
逻辑运算
重复序列
ｄｏｕｂｌｅ
１
数据类型转换 １ 输出
＋－ｉ 电流测量 １
＋ 直流电压源
图 ５ 双极性 ＳＰＷＭ 信号的 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 产生图
＋
ｇ
Ａ
－
Ｂ
逆变桥
＋ｉ －
电流测量
阻抗
Ｏｕｔ１
产品与技术 供配用电
PRODUCT & TECHNOLOGY
「电力系统」
基于 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 的电力电子仿真
文 ／兰州交通大学自动化与电气工程学院 张耘川 庆阳市供电公司 王昕怡
根据电力电子技术的发展现状，基于 ＭＡＴＬＡＢ 软件 Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 和 ＳｉｍＰｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ 工具箱仿真电力电子电路，并以单相桥式整流电路、直流降压斩波电路和 双极性 ＳＰＷＭ 电路为例进行建模、仿真和分析，得出仿真结果。由此证明，利用 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 作仿真，对于电力电子技术的研究分析和设计提供了一种十分 有效的途径。
主电路采用“Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｂｒｉｄｇｅ”模块，在对话 框中选择臂数为 ２，即可构成全桥电路，开关器件 选带反并联二极管的 ＩＧＢＴ，直流电压模块设置为 ３００ Ｖ，阻感负载分别设置为 １ Ω和 １２ ｍＨ。为了
使仿真界面简洁，参数便于修改，将双极性 Ｓ Ｐ Ｗ Ｍ 模块的输出连接到单相全桥模块的门极输入，最终 得到主电路仿真模型如图 ６ 所示。设置深度 ｍ 为 ０．５，输出基波频率设为 ５０ Ｈｚ，载波频率设置为基 频的 １５ 倍，即 ７５０ Ｈｚ。将仿真时间设置为 ０．０６ ｓ， 在 ｐｏｗｅｒｇｕｉ 中设置为离散仿真模式，采样时间为 １０ －５ ｓ，运行后可得仿真结果，输出交流电流、交 流电压和直流波形如图 ７ 所示。
ｏ
ｄ
图 ７ 双极性 ＳＰＷＭ 单相逆变器 ｍ ＝ ０．５ 时的仿真波形图
（２ ）分析仿真结果 当信号波（Ｕｒ）＞载波（Ｕｃ）时，给 Ｖ１、Ｖ４ 导
结束语
将 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 应用于电力电子技术，进行 ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ 建模仿真，不仅能够直观地观察 到各元件的动态电压、电流波形，而且可以方便地 修改元件参数，得到不同工作环境下的仿真结果， 克服了硬件试验面临的许多困难。实践证明， ＭＡＴＬＡＢ 为电力电子技术的研究分析和设计提供了 一种十分有效的途径。EA
好各模块参数后，单击工具栏上的仿真按钮，得到
如图 ４ 所示仿真结果。
（２ ）分析仿真结果
当有脉冲信号时，ＩＧＢＴ 导通，电源向负载供电，
图４ 直流降压斩波电路仿真波形
负载电流呈指数曲线上升。当无脉冲信号时，ＩＧＢＴ
关断，负载电流经Ｄｉｏｄｅ续流， 负载电流呈指数曲线
下降。续流二极管 Ｄｉｏｄｅ 在 ＩＧＢＴ 关断时给负载电流
Ｓｅｑｕｅｎｃｅ”模块产生，参数设置为【０ １／ｆ ／４ ３／ｆ ／４ １／ｆ 】
ｃ
ｃ
ｃ
ｗｗｗ．ｅａｇｅ．ｃｏｍ．ｃｎ
２ ０ １ ２ 年第 ６ 期·电气时代 | ８ ９
产品与技术 供配用电
PRODUCT & TECHNOLOGY
和【０ １ —１ ０】，便可生成频率为ｆ 的三角载波。调 ｃ
制波和载波通过Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的“Ｌｏｇｉｃ ａｎｄ Ｂｉｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ” 库中的“Ｒｅｌａｔｉｏｎａｌ Ｏｐｅｒａｔｏｒ”模块进行比较后所得信 号，再通过适当处理便可得四路开关信号。
触发脉冲 ５０ Ｈｚ
ｍｋ
晶闸管 ＶＴ１ ｇ ａ
ｍｋ
晶闸管
ＶＴ ３
ｇ
ａ
交流电源 ５ Ｖ
５０ Ｈｚ
＋ －
ｖ
电源电压测量
ｍｋ
晶闸管 ＶＴ２ ｇ ａ
晶闸管 ＶＴ４
ｍｋ ｇａ
电阻
电源电压 １ ４触发脉冲
２ ３触发脉冲 负载电压
＋ｖ － 负载电压测量
示波器
８ ８ | 电气时代·２ ０ １ ２ 年第 ６ 期
触发脉冲 ５０ Ｈｚ