哈工大《计算机仿真技术基础》实验报告7
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《仿真技术与应用》实验报告
电气工程系
0906106班
刘悦
学号：1093710508
目录
实验名称................................................................................. 错误！未定义书签。
1.1 实验目的....................................................................................................... III 1.2 实验内容....................................................................................................... III 1.3 实验原理与方法........................................................................................... III
1.3.1 系统数学模型 ....................................................... 错误！未定义书签。
1.3.2 系统仿真模型 ....................................................... 错误！未定义书签。
1.4 实验步骤....................................................................................................... I V 1.5 实验结果与分析........................................................................................... I V 1.6 实验结论.................................................................................................... VIII
实验七 基于Simulink 的电力电子系统仿真
1.1 实验目的
1) 熟悉Simulink 的工作环境；
2) 掌握Simulink 电力系统工具箱的使用；
3) 掌握在Simulink 的工作环境中建立电力电子系统的仿真模型。
1.2 实验内容
降压斩波(Buck)电路是最基本的DC-DC 变换电路之一。本实验以Buck 电路为例，介绍如何对电力电子电路进行Simulink 仿真。如图１所示为Buck 电路原理图及其工作模式。元件和仿真参数设置如下：V E 300=，Ω=20R ，
H
e L 43-=，F C μ470=，开关频率为20kHz ，开关信号占空比D=50%。
R L
C
o
U i
U +
-+
-
R
L
C
o
U i
U +
-+
-
L
i T
D
T 导通
R
L
C
o
U i
U +
-+
-
L
i T 关断
降压斩波电路(Buck)原理图
Buck 电路原理图及其工作模式
1.3 实验原理与方法
本实验通过在Simulink 中建立系统仿真模型，通过仿真来分析降压斩波电路的特性。
依据实际电路，使用Simulink 电力系统工具箱建立系统的仿真模型，如图1：
图1
1.4 实验步骤
根据题意设置元件仿真参数如下：V E 300=，Ω=20R ，H e L 43-=，
F
C μ470=，开关频率为20kHz ，开关信号占空比D=50%。用示波器观察开
关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流和负载电压等信号。然后再对占空比D 为25%和70%的条件下分别进行仿真，分析比较仿真结果。
1.5 实验结果与分析
开关信号占空比D=50%时，用示波器观测到开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流关系如图2；用示波器观测到负载电压等信号如图3：
开关脉冲
二极管电压
电感电压
电感电流
二极管电流
电容电流
图2
00.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1
50
100
150
200
250
300
负载电压
图3
开关信号占空比D=25%时，用示波器观测到开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流关系如图4；用示波器观测到负载电压等信号如图5：
开关脉冲
二极管电压
电感电压
电感电流
二极管电流
电容电流
图4
00.010.020.030.040.050.060.070.080.090.1
50
100
150
负载电压
图5
开关信号占空比D=70%时，用示波器观测到开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流关系如图6；用示波器观测到负载电压等信号如图7：
开关脉冲
二极管电压
电感电压
电感电流
二极管电流
电容电流
图6