直接功率控制的系统仿真

一种基于Matlab的无刷直流电机控制系统建模仿真方法

一种基于Matlab的无刷直流电机控制系统建模仿真方法一、本文概述无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）以其高效率、低噪音、长寿命等优点，在航空航天、电动汽车、家用电器等领域得到广泛应用。

为了对无刷直流电机控制系统进行性能分析和优化，需要建立精确的数学模型并进行仿真研究。

Matlab作为一种强大的数学计算和仿真软件，为无刷直流电机控制系统的建模仿真提供了有力支持。

二、无刷直流电机控制系统原理1、无刷直流电机基本结构和工作原理无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor，简称BLDCM）是一种基于电子换向技术的直流电机，其特点在于去除了传统直流电机中的机械换向器和电刷，从而提高了电机的运行效率和可靠性。

无刷直流电机主要由电机本体、电子换向器和功率驱动器三部分组成。

电机本体通常采用三相星形或三角形接法，其定子上分布有多个电磁铁（也称为线圈），而转子上则安装有永磁体。

当电机通电时，定子上的电磁铁会产生磁场，与转子上的永磁体产生相互作用力，从而驱动转子旋转。

电子换向器是无刷直流电机的核心部分，通常由霍尔传感器和控制器组成。

霍尔传感器安装在电机本体的定子附近，用于检测转子位置，并将位置信息传递给控制器。

控制器则根据霍尔传感器提供的位置信息，控制功率驱动器对定子上的电磁铁进行通电，从而实现电机的电子换向。

功率驱动器负责将控制器的控制信号转换为实际的电流，驱动定子上的电磁铁工作。

功率驱动器通常采用三相全桥驱动电路，具有输出电流大、驱动能力强等特点。

无刷直流电机的工作原理可以简单概括为：控制器根据霍尔传感器检测到的转子位置信息，控制功率驱动器对定子上的电磁铁进行通电，产生磁场并驱动转子旋转；随着转子的旋转，霍尔传感器不断检测新的转子位置信息，控制器根据这些信息实时调整电磁铁的通电状态，从而保持电机的连续稳定运行。

由于无刷直流电机采用电子换向技术，避免了传统直流电机中机械换向器和电刷的磨损和故障，因此具有更高的运行效率和更长的使用寿命。

三相电压型PWM整流器直接功率控制方法综述

三相电压型PWM整流器直接功率控制方法综述/tech/intro.aspx?id=565点击数：260刘永奎，伍文俊（西安理工大学自动化学院电气工程系，陕西西安710048）摘要首先介绍了三相电压型PWM整流器的拓扑结构，在此基础上，对当前应用于PWM 整流器的直接功率控制策略进行了对比分析，介绍了其实现机理和优缺点，最后，对直接功率控制在三相电压型PWM整流器中的控制技术进行了展望。

关键字 PWM整流器；直接功率控制；综述Summary about Direct Power Control Scheme of Three-Phase Voltage Source PWM RectifiersLIU Yongkui，WU Wenjun（Xi'an University of Technology，Xi'an Shannxi 710048 China）Abstract The topological structure of three-phase PWM rectifiers is introduced. On this basis, several DPC methods of three-phase voltage source PWM rectifiers were introduced and compared. At last, the pros原per of the control scheme development trends in three-phase PWM rectifiers is presented.Keywords three-phase PWM rectifiers；direct power control；summary1 概述三相电压型PWM整流器具有能量双向流动、网侧电流正弦化、低谐波输入电流、恒定直流电压控制、较小容量滤波器及高功率因数（近似为单位功率因数）等特征，有效地消除了传统整流器输入电流谐波含量大、功率因数低等问题，被广泛应用于四象限交流传动、有源电力滤波、超导储能、新能源发电等工业领域。

核反应堆功率控制系统设计与仿真

先进的控制系统和策略也都应用到核技术领域来，应反
堆控制系统也不断的被数字化。本文将介绍一种基于
ＴＭＳ２Ｌ２２改进ＰＤ算法的反应堆功率控制系３０Ｆ８和ｌＩ
统，在借鉴成熟核反应堆设计方案基础上，通过相应的
反应堆，大多数还采用模拟技术来实现其功率控制Ｉ，１少］
硬件设计和软件编程实现全部功率控制系统。经过
ＭＡＴＡＢＳＭＵＬＮＫ仿真，Ｌ／ＩＩ完全能满足反应堆安全运
行的要求。

２系统概述
核反应堆是使原子核裂变的链式反应能够有控制
核反应堆功率控制系统主要用来实现反应堆启动停堆、稳定运行、功率调节和事故情况下的安全处理，对保证核反应堆安全和稳定运行起着及其重要的作用，因此他是反应堆最重要的控制系统。由于核反应堆自身特点和严格的安全要求，使核反应堆功率控制技术远远落后于现代控制技术。我国目前正在运行的核电站
摘要：目前国内核反堆控制技术存在数字化和智能化程度不高的问题，为提高其安全与操作性能，设计了一种新型数字式反应堆
功率控制系统。系统采用Ｔ３０Ｆ８２ＭＳ２Ｌ２ｌ阵列作为控制器，应用改进ＰＤ算法实现三闭环功率调节，Ｉ提高了功率控制系统的动态特性。给出了该方案系统框图、硬件框图，此设计具有结构紧凑、性能可靠、抗干扰性强等优点。并通过数学建模，构造出系统控制模型，再应用ＭＡＴＬＡＢ仿真。仿真结果表明系统动态特性得到改善，完全能够满足反应堆安全运行需要。关键词：反应堆；功率控制系统；数字化；算法中图分类号：Ｌ６．Ｔ３２３文献标识码：文章编号：０３２１２０）００５０Ａ１０７４（０８１０１－４

三相电压型PWM整流器的仿真讲解

摘要为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq 两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型.基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的.根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法.计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.关键词PWM整流器; 直接功率控制; 直流电压; 交流侧电感; 直流电容目录1 电压型PWM整流器 (2)1.1电压型PWM整流器拓扑结构及数学模型 (3)1.2 电压型PWM整流器DPC系统结构及原理 (3)2 电压型PWM整流器DPC系统主电路参数设计 (5)2.1 交流侧电感的选择 (5)2.2 直流侧直流电压的选择 (6)2.3 直流侧电容的选择 (7)3 电压型PWM整流器DPC系统仿真与实验 (9)3.1 系统主电路参数设计 (9)3.2 系统仿真 (9)3.3 系统实验 (10)4 总结与体会 (12)参考文献 (13)1电压型PWM 整流器1.1电压型PWM 整流器拓扑结构及数学模型电压型PWM 整流器主电路拓扑结构如图1所示.图中a U ，b U ,c U 为三相对称电源相电压,,a b c i i i 为三相线电流;,,a b c S S S 为驱动整流器开关管(绝缘栅双极型晶体管IGBT)开关函数;jS 定义为单极性二值逻辑开关函数,jS =1(j=a,b,c)则上桥臂开关导通,下桥臂开关关断,jS =0下桥臂开关导通,上桥臂开关关断；dc U 为直流电压;R,L 为滤波电抗器的电阻和电感;C 为直流侧电容;RL 为负载;,ra rb rc U U U 为整流器的输入相电压;L i 为负载电流。

基于交流电动机动态模型的直接转矩控制系统的仿真与设计

运动控制课程设计班级：电气三班学号：姓名：基于交流电动机动态模型的直接转矩控制系统的仿真与设计设计目的应用所学的交、直流调速系统的基本知识与工程设计方法，结合生产实际，确定系统的性能指标与实现方案，进行运动控制系统的初步设计。

应用计算机仿真技术，通过在MATLAB软件上建立运动控制系统的数学模型，对控制系统进行性能仿真研究，掌握系统参数对系统性能的影响。

在原理设计与仿真研究的基础上，应用PROTEL进行控制系统的印制板的设计，为毕业设计的综合运用奠定坚实的基础。

1直接转矩控制的基本原理及规律直接转矩控制系统简称DTC（Direct Torque Control）系统，是继矢量控制系统之后发展起来的另外一种高动态性能的交流电动机变压变频调速系统。

在它的转速环里面利用转矩反馈直接控制电机的电磁转矩，因此而得名为直接转矩控制。

1.1直接转矩控制系统原理与特点如图1-1为直接转矩控制的原理框图，和VC系统一样，它也是分别控制异步电动机的转速和磁链，转速调节器ASR的输出作为电磁转矩的给定信号*T，T后面设置转矩控制内环，它可以抑制磁链变化对于转矩的影响，从而使得在*转速和磁链系统实现解耦。

因此，从整体控制结构上来看，直接转矩控制（DTC）系统和矢量控制系统（VC）系统是一致的都获得了较高质量的动态性能以及静态性能。

图1-1直接转矩控制系统图的幅值从图中中可以看出，直接转矩控制系统，就是通过使定转子磁链s保持恒定，然后选择合理的零矢量的作用次序和作用时宽，以调节定子磁链矢量的运动速度，从而改变磁通角的大小，以实现对电机转矩的控制。

在直接转矩控制技术中，其基本控制方法就是通过电压空间矢量来控制定子磁链的旋转速度，控制定子磁链走走停停，以改变定子磁链的平均旋转速度的大小，从而改变磁通角的大小，以达到控制电动机转矩的目的。

从以上介绍我们可以了解到DTC系统在具体控制方法上的一些特点：⑴转矩和磁链的控制采用双位式控制器，并在PWM的逆变器中直接用这两个控制信号产生电压的SVPWM波形，从而避开了将定子电流分解成转矩和磁链分量，省去了旋转变换和电流控制，简化了控制器的姐结构。

基于交流电动机动态模型的直接矢量控制系统的仿真与设计

基于交流电动机动态模型的直接矢量控制系统的仿真与设计姓名：班级：电气三班学号：专业：电气工程及其自动化1.引言异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统，通过坐标变换，可以使之降阶并化简，但并没有改变其非线性、多变量的本质。

需要高动态性能的异步电机调速系统必须在其动态模型的基础上进行分析和设计，但要完成这一任务并非易事。

经过人们的多年的潜心研究和实践，有几种控制方案已经获得了成功的应用，目前应用最广的就是矢量控制系统。

直接矢量控制就是一种优越的交流电机控制方式，它模拟直流电机的控制方式使得交流电机也能取得与直流电机相媲美的控制效果。

本文研究了交流电动机动态模型的直接矢量控制系统的设计方法。

并用MATLAB 最终得到出仿真结果。

2. 矢量控制系统结构异步电动机经过坐标变换可以等效成直流电动机，那么，模仿直流电动机的控制策略，得到直流电动机的控制量，再经过相应的坐标反变换，就能够控制异步电动机了。

由于进行坐标变换的是电流(代表磁动势)的空间矢量，所以这样通过坐标变换实现的控制系统就称为矢量控制系统(VectorControlSystem)，简称VC 系统。

VC 系统的原理结构如图1所示。

图中的给定和反馈信号经过类似于直流调速系统所用的控制器，产生励磁电流的给定信号*m i 和电枢电流的给定信号*t i ，经过反旋转变换1-VR 一得到*αi 和*βi ，再经过2／3变换得到*A i 、*B i 和*C i 。

把这三个电流控制信号和由控制器得到的频率信号1ω加到电流控制的变频器上，所输出的是异步电动机调速所需的三相变频电流。

图1 矢量控制系统原理结构图在设计VC 系统时，如果忽略变频器可能产生的滞后，并认为在控制器后面的反旋转变换器1-VR 与电机内部的旋转变换环节VR 相抵消，2／3变换器与电机内部的3／2变换环节相抵消，则图1中虚线框内的部分可以删去，剩下的就是直流调速系统了。

可以想象，这样的矢量控制交流变压变频调速系统在静、动态性能上完全能够与直流调速系统相媲美。

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真

基于PSCAD的微电网控制系统建模与仿真PSCAD软件是电力系统仿真软件中的一种，它可以用于设计、分析和优化电力系统的控制系统。

微电网是一种能够让多种不同的能源设备和负载集成在一起的电力系统，其控制和管理对于实现微电网功率均衡和优化非常关键。

因此，本文将介绍如何使用PSCAD软件来建模和仿真微电网控制系统。

第一步，建立微电网模型。

在PSCAD中创建新项目后，选择微电网模型的拓扑结构，包括各种能源源（太阳能光伏发电、风能发电等）和负载（家庭、工厂等）。

将拓扑结构中所有的能量汇（如充电电池、ESSE等）布置在一个区域内，充当能量存储和管理的中心。

在模型设置中，设置各种能源源的容量、负载需求、电池充放电等参数。

第二步，建立微电网控制系统。

将微网设计中的器件或系统连接起来，实现对微电网的控制和管理。

利用PSCAD提供的控制器和信号处理器建立微网的分级控制系统。

根据需要，加入分布式控制算法、能量管理算法和负载控制算法等实现微电网的自动管理。

第三步，仿真并测试微电网控制系统。

使用PSCAD中的仿真功能验证微电网控制系统的功能和性能。

为了优化微电网，可以通过调整控制系统参数来达到更好的功率均衡和能量管理效果。

通过对微电网的仿真，可以对微电网的性能进行全面的评估。

例如，可以确定微电网的电池容量是否足够、是否可以满足负载要求等。

在模拟期间，可以观察模型中多个部件之间的交互，并使用数字仪表板和时间响应曲线记录电力系统中的电量和电压。

在仿真结束后，还可以使用PSCAD生成仿真报告，分析系统的性能指标并评估系统的性能。

总之，PSCAD可以用于微电网控制系统的建模、仿真和优化，可以帮助使用者快速、高效地评估微电网性能和控制系统的优化。

据此，未来微电网的发展将会有更加广阔的前景。

数据分析是现代社会中必不可少的方法之一，可以通过数据分析的结果在各种领域中做出更好的决策。

下面我们将列举一些相关数据进行分析。

首先，我们来看全球各大洲的能源消耗情况。

单闭环P和PI的PWM-M系统控制仿真

一.PWM调速系统的优点自从全控型电力电子器件问世以后，就出现了采用脉冲宽度调制的高频开关控制方式，形成了脉宽调制变换器-直流电动机调速系统，简称直流脉宽调速系统，或直流PWM调速系统,与V-M系统相比，PWM系统在很多方面有较大的优越性。

(1)主电路线路简单，需用的功率器件少。

(2)开关频率高电流容易连续，谐波少电机损耗及发热都较小。

(3)低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1: 10000左右。

(4)与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。

(5)功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小,当开关频率适当时，开关损耗不大，因而装置效率较高。

(6)直流电源采用不可控整流时电网功率因数比相控整流器高。

由于有上述优点,直流脉宽调速系统的应用日益广泛，特别是在中、小容量的高动态性能系统中,已经完全取代了V-M系统。

二.单闭环调速直流调速系统的介绍单闭环调速系统的工作过程和原理:电动机在启动阶段，电动机的实际转速(电压)低于给定值,速度调节器的输入端存在一个偏差信号，经放大后输出的电压保持为限幅值,速度调节器工作在开环状态,速度调节器的输出电压作为电流给定值送入电流调节器，此时则以最大电流给定值使电流调节器输出移相信号,直流电压迅速上升,电流也随即增大直到等于最大给定值，电动机以最大电流恒流加速启动。

电动机的最大电流(堵转电流)可以通过整定速度调节器的输出限幅值来改变。

在电动机转速上升到给定转速后，速度调节器输入端的偏差信号减小到近于零,速度调节器和电流调节器退出饱和状态,闭环调节开始起作用。

三.调节器的作用在控制系统中设置调节器是为了改善系统的静、动态性能。

在采用了PI调节器以后，构成的是转速单闭环无静差调速系统。

改变比例系数和积分系数，可以得到振荡、有静差、无静差、超调大或启动快等不同的转速曲线。

如果把积分部分取消，改变比例系数，可以得到不同静差率的响应曲线直至振荡曲线;如果改变PI调节器的参数，可以得到超调量不一一样、调节时间也不一样的转速响应曲线。

PSIM仿真软件在《电力电子技术》课程设计中的实践应用

创新教育科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald148DOI：10.16660/ki.1674-098X.2009-5640-2737PSIM仿真软件在《电力电子技术》课程设计中的实践应用①张超徐磊(江苏大学电气信息工程学院江苏镇江 212013)摘要：将PSIM仿真软件引入电力电子技术课程设计，以有源功率校正电路为例阐述电路仿真模型构建方法和关键参数设计原则，并对比参数变化对电路性能的影响。

结果表明，将PSIM软件引入电力电子课程设计有助于提高学生分析、解决问题的能力，激发学习本课程的兴趣，提高学生的创新能力和解决问题能力。

关键词：PSIM 仿真电力电子技术课程设计中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2021)01(c)-0148-03Application of PSIM Software in the Course Design of PowerElectronicsZHANG Chao XU Lei(School of Electrical and Information Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu Province, 212013China)Abstract: PSIM simulation software is applied in the course design of power electronics. In this course, an active power factor correction (PFC) circuit is taken as an example to explain the circuit simulation model construction method and key parameter design principles. In addition, the key performances of PFC circuit are compared and analyzed with different component parameters. The simulation results show that PSIM can improve students' ability to analyze and solve problems, stimulate their interest in learning this course, and improve students' innovative ability and problem-solving ability.Key Words: PSIM; Simulation; Power electronics; Course design①作者简介：张超（1973—），男，博士，副教授，研究方向为电机驱动系统功率变换器拓扑及控制。

无线网络功率控制算法研究及其MATLAB仿真陈光剑

无线网络功率控制算法研究南京邮电大学自动化学院陈光剑B06050621摘要本文主要研究了基于Smith预估滤波器的CDMA无线通信系统功率控制问题。

在这个问题中我们利用Smith预估器来补偿往返路径时延;通过使用遗传算法,设滤波器，使得接受到的信干比与目标信干比之间的差最小。

计出固定阶鲁棒H∞给出了仿真结果，以验证该方法的性能。

关键词遗传算法（GA），H滤波器，功率控制，Smith预估器，路径时延补∞偿一引言无线通信网络中的功率控制是用以解决信道衰减和干扰效应问题的，从而为用户提供更高质量的通信，同时可以获得更大的系统容量。

功率控制的主要思想是在尽量减少干扰和信道衰减的影响下,调整每个基地的发射功率，同时保证通信质量。

在过去的十年中，由于对无线通信网络的大量需求，针对功率控制问题人们进行了大量的研究。

由于不完全正交扩频码, MAI可能会出现在DS - CDMA系统，对用户发送的功率必须加以控制，以减少多址干扰并保持通信质量。

近年来，自动控制理论已经成功地应用于各种功率控制问题研究。

为了弥补往返延迟，采用Smith预估器功率控制方案无疑是首选。

在本文中，我们将提出一个功率控制器设计。

为了使信干比跟踪误差最小，我们基于遗传算法的固定阶H∞从最优化的观点开发出了一个固定阶功率控制器。

我们采用的是遗传算法（GA）解决此最优化问题。

该文的其余部分组织如下。

功率控制回路的说明在第二节。

带有Smith预估器基于遗传算法的固定阶H功率控制器设计在第三节进行了讨论。

在第四节，MATLAB∞仿真以及该方法的优越性能与其他功率控制方案的比较。

最后，结论和讨论在第五节.二 . 功率控制环路考虑如图1所示闭环功率控制系统。

在接收端，有四个主要组成部分相关的功率控制回路，即一个信噪比测量电路，信噪比比较器，控制器C(z)，和采样量化器.目标信噪比t(k)和实测信噪比y(k)之差就是跟踪误差e （k ），e(k)是控制器C(z)的输入，用来产生输出功率u(k)，即()()()()()()e k t k y k u k C z e k =-= （1）其中功率控制更新命令u(k)是控制器C(z)的输出，将被送入量化器. 量化是用于生成功率控制比特更新命令，然后通过反馈信道传送到移动站。

火电机组协调控制系统预测控制的仿真研究

火电机组协调控制系统预测控制的仿真研究发布时间：2022-09-26T03:50:05.897Z 来源：《中国电业与能源》2022年10期作者：罗颖[导读] 随着电网技术的不断发展，大量的火力发电机组也在进行相应的变化罗颖广东红海湾发电有限公司 516623摘要：随着电网技术的不断发展，大量的火力发电机组也在进行相应的变化，火电机组需要有良好的负荷适应能力，能够存在较强的电荷变化情况，在运行的过程中也需要对机组的各项数据进行控制。

火电机组想要能够运行就需要建立相应的控制系统，一般来说控制系统是由多个系统建立起来的，并且之间会有存在相应的联系，因此火电机组需要对控制方式进行相应的改善，只有火电机组在响应电网负荷要求时，有效的分配工作才能够保证火电机组运行的安全。

火电机组的控制系统能够有效的了解当前火电机组的运行情况，为了取得良好的控制品质，就需要对大型火电机组进行优化和完善。

关键词：协调控制系统；先进控制技术；火力发电机组前言随着电力工业的发展，高参数、大容量的火电机组已经成为了电网的主力机组，这些机组的安全可靠运行，不仅会直接决定电能的产量和质量，同时也会决定整个电能生产过程的能源消耗，因此需要保证火电机组的协调运行，从而让火电机组适应电网调峰的要求。

火电机组需要解决运行过程中的能源消耗问题，在预习的过程中尽量的减少没资源的使用，从而提高电力企业的经济效益。

火电机组主要是由锅炉和汽轮发电机组成，在运行的过程中，火电机组需要利用计算机来对各个系统进行控制，解决火电机组过程中出现的关键技术问题，从而为火电机组的运行打下基础。

一、协调控制系统的概述现代电厂是复杂的流程工业系统，有很多控制回路和子系统构成协调，控制系统是整个控制系统的最上层，能够有效的处理各项流程。

协调控制系统能够利用数学来建立相应的控制模型，并且在系统过程中提出了算法控制矩阵控制，预测控制等等控制算法作为一种先进的控制策略，协调控制系统已经在很多行业中都运用起来，并且引起了社会的广泛关注。

无刷直流电机控制系统的仿真与分析

无刷直流电机控制系统的仿真与分析一、本文概述随着科技的不断进步和电机技术的快速发展，无刷直流电机（Brushless Direct Current, BLDC）因其高效、低噪音、长寿命等优点，已广泛应用于电动汽车、无人机、家用电器等众多领域。

然而，无刷直流电机的控制系统设计复杂，涉及电子技术、控制理论、电机学等多个学科领域，因此，对其进行深入研究和仿真分析具有重要意义。

本文旨在探讨无刷直流电机控制系统的基本原理、仿真方法以及性能分析。

将简要介绍无刷直流电机的基本结构和控制原理，包括其电机本体、电子换向器、功率电子电路等关键部分。

将详细介绍无刷直流电机控制系统的仿真建模过程，包括电机模型的建立、控制算法的设计以及仿真环境的搭建。

通过对仿真结果的分析，评估无刷直流电机控制系统的性能，包括动态响应、稳态精度、效率等指标，并提出优化建议。

本文的研究不仅有助于深入理解无刷直流电机控制系统的运行机制和性能特点，还可为实际工程应用提供理论支持和指导。

通过仿真分析，可以预测和优化无刷直流电机控制系统的性能，提高系统的稳定性和可靠性，推动无刷直流电机在更多领域的应用和发展。

二、无刷直流电机控制系统基本原理无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDCM）是一种采用电子换向器替代传统机械换向器的直流电机。

其控制系统主要由电机本体、电子换向器（也称为功率电子电路或逆变器）以及控制器三部分组成。

无刷直流电机控制系统的基本原理，就在于如何准确地控制逆变器的开关状态，从而改变电机内部的电流流向，实现电机的连续旋转。

控制器根据电机的运行状态和用户的输入指令，生成适当的控制信号。

这些控制信号是PWM（脉宽调制）信号，用于控制逆变器的开关状态。

逆变器一般由六个功率开关管（如MOSFET或IGBT）组成，分为三组，每组两个开关管串联，然后三组并联在直流电源上。

每组开关管分别对应电机的一个相（A、B、C），通过控制每组开关管的通断，可以改变电机每相的电流大小和方向。

电力系统仿真软件介绍

电力系统仿真软件电力系统仿真软件简介一、PSAPAC简介: 由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。

功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。

LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。

IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。

TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。

DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。

LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。

为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。

VSTAB（Voltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。

为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。

ETMSP（Extended Transient midterm Stability Program）：EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。

为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。

SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。

RTDS仿真教程

RTDS仿真教程RTDS（Real-Time Digital Simulator）是一种用于电力系统仿真的高性能计算机。

它使用数字信号处理器（DSP）和专用硬件加速器来模拟电气系统，并能提供准确的实时数据。

本教程将介绍RTDS仿真的基本概念、应用场景和操作方法。

一、RTDS仿真基本概念1.什么是RTDS仿真？RTDS仿真是指使用RTDS系统对电力系统进行虚拟仿真，以模拟真实的电气系统行为，并进行各种场景和操作的测试。

2.RTDS系统的组成：RTDS系统由主机计算机、DSP卡、通信接口、外设设备等组成，通过高速通信总线进行数据交换和协同工作。

二、RTDS仿真的应用场景1.功率系统研究：RTDS可以用于研究电力系统的稳定性、电压、电流和功率的控制与分配等问题。

2.储能系统测试：RTDS可以用于评估储能系统的性能、响应速度和控制策略等。

3.新能源接入研究：RTDS可以模拟光伏、风电等新能源接入电网的影响，优化电网运行和控制策略。

4.智能电网研究：RTDS可以模拟智能电网中的智能设备、通信网络和控制策略，并进行方案测试和优化。

三、RTDS仿真的操作方法1. 搭建仿真模型：首先，需要根据实际电气系统的拓扑和参数，使用RTDS仿真软件（如RTDS Simulator或RSCAD）搭建仿真模型。

模型包括各种电气设备、线路、发电机、负载等。

2.配置仿真参数：根据仿真的目的和需求，配置仿真的各项参数，如仿真时间、采样率、控制策略等。

3.运行仿真：连接RTDS系统，将模型导入RTDS中，并启动仿真运行。

RTDS系统会模拟电气系统的行为，并将实时数据传输至计算机，供后续分析和处理。

4.数据分析与处理：通过监视器、图表等工具，对仿真过程中的数据进行分析和处理，评估电气系统的性能和稳定性。

也可以导出仿真结果进行更深入的分析和研究。

5.优化方案测试：根据仿真结果，进行控制策略的调整和优化，重新运行仿真，评估改进方案的效果。

直接功率控制策略在双馈风力发电机组实验系统中的仿真研究

ｔｃｎｏｏｙｉａｅｎｓｃｏｔｅｖｔｄｄｒｃｐｉｕｏｔｏｆｔｅｉｖｒｅｗｉｃｎｇｅｈｌｇｓｂｓｄｏｐａｅｖｌａｇｅｏａｉｅｔｏｔｍｍｃｎｒｌｏｈｃｒｎｎｅｔｒｓｔｈｉ
速的转矩和磁链控制。１８年，德国学者和日９５本学者相继提出了直接转矩控制的控制方案【摒弃了解耦的２】，思想，取消了坐标变换，借助瞬时空间矢量理论，计算电动机的磁链和转矩，通过与给定值比较，实现磁
链和转矩的直接控制。两种技术各有优缺点以及应用的局限性。受到异步电机直接转矩控制的启发，有的学者致力于研究直接功率控制口。】它通过检测定子端的
果，本文采用空间电压矢量的方法进行直接功率控制，直接对风力发电实验系统中变换器的开关状态进行控制。直接功率控制拥有简单的结构、较高的功率因数、稳定的直接输出电压、动态跟随性好等优点。通过建立风力发电实验系统的Ｍａａ／ｉｕｎｔｂｍｌｋ的模型，对实验系统仿真研究，表明了直接功率控制良好的动态性ｌＳｉ并
维普资讯
２ｏ．０８№５
大电机技术
直接功率控制策略在双馈风力发电机组实验系统中的仿真研究
罗伟伟
（安徽ＪｒＥ－大学电气与信息工程学院，－安徽淮南２２０）３０１
［摘要］由于矢量控制技术考虑到其解耦困难的问题，控制复杂，实际性能难以达到理论分析中的那种效
１引言
２世纪７年代以来，００经过许多学者和工程技术人

中压直流综合电力系统建模与实时仿真实现方法

中压直流综合电力系统建模与实时仿真实现方法中压直流综合电力系统作为现代电力系统的重要组成部分，在能源转换、输配电以及电力调度方面发挥着重要的作用。

为了实现对中压直流综合电力系统的准确建模和实时仿真，本文将介绍一种高质量的方法，以满足该领域的需求。

二、系统建模1.系统由电源、负载、逆变器、换流器等多个组件组成。

首先，需要对每个组件进行详细建模，包括电气特性、控制算法和功率转换等方面的参数。

2.建立系统拓扑结构模型，明确描述各个组件之间的连接关系和能量流动方向。

三、系统参数获取1.获取各个组件的参数，包括电气特性、控制算法和功率转换等方面的参数。

可以通过实验测试、仿真软件分析等手段获取。

2.对于无法直接获取的参数，可以通过逼近算法进行估计。

四、系统控制策略设计1.针对中压直流综合电力系统的特点和需求，设计适合的系统控制策略。

2.控制策略需要考虑电压、频率、功率等参数的稳定性和优化问题，以实现系统的正常运行和高效运转。

五、系统实时仿真实现1.基于所建立的系统模型和控制策略，实时仿真平台将实时计算各个组件的电气特性和控制算法，模拟系统的运行过程。

2.通过实时仿真平台，可以对系统的性能进行评估和分析，以优化系统设计和控制策略。

六、应用案例分析1.选择实际的中压直流综合电力系统应用场景，对所提方法进行应用。

2.对比仿真结果与实际数据，评估方法的有效性和可行性。

通过对中压直流综合电力系统的建模和实时仿真实现方法的介绍，可以得出以下结论：该方法能够准确地描述中压直流综合电力系统的各个组件和能量转换过程，实现对系统的准确控制和优化。

实时仿真平台提供了高效、可靠的手段来验证系统设计和控制策略的性能。

该方法在中压直流综合电力系统领域具有广泛的应用前景。

八、参考文献[1]刘江，张明.中压直流综合电力系统建模与仿真[M].北京：电力出版社，2018.[2]王超，陈建.中压直流综合电力系统实时仿真研究[J].电力系统自动化，2019，43(2)：34-41.。

《控制系统数字仿真与CAD(第3版)》张晓华(习题解答)第2章-电力电子器件建模-IGBT

第七节电力电子器件建模一、问题的提出上一节“电力电子系统建模”中所涉及到的电力电子器件(GTO、MOSFET、IGBT)都是理想开关模型（“0”、“1”状态），如表1。

然而，当我们在研究微观时间尺度下的（电压电流）系统响应或者电力电子器件特性的时候，我们就必须对电力电子器件建立更精确的模型。

这里的电力电子器件模型将不再是状态空间表达式或者传递函数的形式，这是因为简单形式的状态空间表达式或者传递函数已经无法精确表达出器件的动、静态过程。

电力电子器件的精确模型主要应用在：器件模型换向过程（微观时间尺度上）、元器件张力、功率消耗、设计器件缓冲电路等情况下。

从某种意义上说电力电子器件建模是电力电子系统建模的补充。

表1 理想开关与实际功率开关对比二、建模机理1.电力电子器件建模需考虑的问题对于功率半导体器件模型的发展，除了考虑半导体器件在建模时所考虑的一般问题和因素之外，在建立比较精确的仿真模型时，以下几个问题必须优先考虑，这些问题在低功率器件中不成问题，但在功率电子器件中这几个问题它们支配了器件的静态和动态特性：(1). 阻系数的调制为了承受较高的电压，功率半导体器件一般都有一个稍微厚度搀杂半导体层，当器件导通时，这个层决定导通压降和功率损失。

这个电阻随电压和电流变化而变化，具有非线性电阻的特性。

单极型器件（MOSFET）中，电阻的变化是由有效电流导通区域变化所引起，另外随着外电场的增加迁移率的降低也会引起导通电阻的变化。

双极器件中，当器件导通时，电子和空穴充满了低搀杂层，此时注入的载流子密度比搀杂浓度还要高，这个区域的电阻明显的降低了。

在区域边界X 1到X r ，面积为A 的区域电阻由下式表示：⎰+=rX X p n p n qA dx R 1)(μμ 这里n 和p 分别是电子和空穴的密度，n μ和p μ是载流子的迁移率，载流子并不是均匀分布的，它们的密度也不是均匀的。

(2). 电荷存储量对于双极型器件而言，当处于导通状态时，载流子电荷被存储在低搀杂区域，这些载流子电荷在器件阻断之前，必须尽快地被移走，这过程是引起开关延时和开关损耗的根本原因。

电机系统的数字化建模与仿真分析

电机系统的数字化建模与仿真分析随着计算机技术的快速发展，数字化在各个领域的应用也越来越广泛。

在工程领域中，电机系统的数字化建模与仿真分析成为提高设计效率和优化系统性能的重要手段。

本文将详细介绍电机系统的数字化建模方法和仿真分析技术，以及这些技术在电机系统设计方面的应用。

一、数字化建模数字化建模是构建电机系统仿真模型的关键步骤。

它通过将实际电机系统转化为数学模型，以方程的形式描述电机系统的运行特性。

数字化建模过程中，需要考虑电机的物理结构特征、电磁特性以及控制系统等因素。

常用的数字化建模方法包括有限元法、状态空间法和等效电路法等。

1. 有限元法有限元法是一种基于离散化的数字化建模方法，常用于复杂结构电机系统的建模。

该方法将电机系统分割为许多小的有限元单元，在每个单元内建立状态方程，并通过求解有限元方程组来获得电机系统的响应。

有限元法适用于分析电机系统的电磁场分布、电感和磁力等特性。

2. 状态空间法状态空间法是将电机系统的动态特性描述为状态方程的数字化建模方法。

该方法将电机系统的输入输出关系表示为一组状态方程，通过求解状态方程可以得到电机系统的响应。

状态空间法常用于分析电机系统的稳定性、控制性能以及响应特性。

3. 等效电路法等效电路法是将电机系统抽象为一组电路元件的数字化建模方法。

通过将电机系统的物理特性用电路元件表示，可以分析电机系统的电压、电流和功率等关键参数。

等效电路法适用于分析电机系统的电气特性和能量传递。

二、仿真分析仿真分析是利用数字化建模得到的电机系统模型进行计算和预测的过程。

通过仿真分析，可以评估电机系统的性能，优化电机系统的设计，提高产品的可靠性和性价比。

1. 静态分析静态分析是对电机系统的静态特性进行分析的仿真方法。

通过对电机系统仿真模型进行直流或恒定负载下的计算，可以得到电机系统的静态工作点和静态特性曲线。

静态分析可以评估电机系统的效率、输出功率和扭矩等重要参数。

2. 动态分析动态分析是对电机系统的动态响应进行分析的仿真方法。

基于模型预测控制的PWM整流器直接功率控制

电气传动2015年第45卷第7期基于模型预测控制的PWM 整流器直接功率控制姜艳姝，遇言，赵怀明（哈尔滨理工大学自动化学院，黑龙江哈尔滨150080）摘要：针对传统三相电压型PWM 整流器直接功率控制开关频率不固定、控制滞后等问题，提出了一种基于模型预测控制的直接功率控制策略来控制三相PWM 整流器。

该方法采用供电电源的平均电压矢量作为控制过程的基矢量进行电压空间矢量调制（space vector pulse width modulation ，SVPWM ），用模型预测控制器代替传统的PI 控制器或滞环比较器进行有功功率和无功功率控制，依据系统控制要求设计预测控制器的优化性能指标，求解优化性能指标得出控制时域内最优控制量进行控制。

该方法实现简单，且能有效降低直流侧母线电压纹波和交流侧电流失真度。

仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：模型预测控制；PWM 整流；直接功率控制中图分类号：TM46文献标识码：ADirect Power Control of Three Phase PWM Rectifier Using Model Predictive ControlJIANG Yan⁃shu ，YU Yan ，ZHAO Huai⁃ming （College of Automation ，Harbin University of Science and Technology ，Harbin 150080，Heilongjiang ，China ）Abstract:To solve the problems of uncertain switching frequency and control hysteresis in traditional directpower control of three⁃phase voltage type PWM rectifier ，presented a new method to control three phase PWM rectifiers.The method was a kind of direct power control （DPC ）which is based on model predictive control （MPC ）.This method used voltage vector of the supply network as the base vector of control process and did not apply any kind of hysteresis or PI controller in the control loops of active and reactive powers.According to requirements of control system ，the performance index of the model predictive controller was designed to get optimal control volume and carry out system control.The method is simple.It can effectively reduce ripple of the DC bus voltage and total harmonic distortion of theAC side current.Effectiveness and feasibility of the proposed method are validated by the simulation results.Key words:model predictive control ；PWM rectifier ；direct power control （DPC ）作者简介：姜艳姝（1971-），女，博士，教授，Email ：*********************.cn 。

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。