武汉科技大学中南分校2011届毕业设计(论文)

在电路的方针模型中，没有地线，计算机在作仿真计算时，若没有零电位的参考点便无法发进行仿真，所以，必须防止地线。地线在SIMPOWERSYSTEMS模块库的CONNECTORS模块库。MATLAB中，有二种类型的地线，既INPUT GROUND和OUTPUT GROUND。它们的区别在于连接线的方向不一样。

（5） 设置仿真参数

点击文件窗口，点击SIMULATION按钮，→点击SIMULAITION PARAMETERS,弹出一个方阵参数对话框，点OK可以完成仿真参数的设置操作。便可获取仿真结果。

§2.2如何简化电路的仿真模型

在MATLAB中，已经设计了单相和三相整流桥模块，且在MATLAB中，它们有一个专门的名字叫通用桥（UNIVERSAL BRIDGE）.他们分为以下几种拓扑结构：

（1） 由二极管构成的不可控整流电路/逆变桥电路 （2） 可控硅整流桥（THYRISTOR）电路/逆变桥电路 （3） GTO-DIODE式可控整流电路/逆变桥电路 （4） MOSFET-DIODE式可控整流电路/逆变桥电路 （5） IGBT-DIODE式可控整流电路/逆变桥电路

（6） 理想开关器件（IDEAL SWITCH）式整流电路/逆变桥电路

所以，在用MATLAB软件构建仿真模型时可以直接调用UNIVERSAL BRIDGE模块，其调用和参数设置方法为：

打开SIMULINK LIBRARY BROWER窗口→点击SIMPOWERSYSTEMS模块库→点击POWER ELECTRONICS模块库，→鼠标右键点击UNIVERSAL BRIDGE模块→点击ADD TO 文件名，保存。然后双击该模块便弹出属性参数设置对话框，完成设置。

§2.3基本电力电子电路设计方法 §2.3.1电源功能模块

电源是电子电路和由电子电路构成的各种电子设备的动力或核心。没有它提供能源，电子电路和电子设备就无法正常实现他们各自的功能。而电源的性能好坏与否，将直接影响整个设备的精度，稳定性和可靠性。为此在构建电路的仿真模型时，需要选择合适类型和性能优良的仿真电源，这已成为仿真过程中的一项

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：基于MATLAB的电力电子技术仿真实验设计

重要任务和步骤。

在SIMULINK中专门设置了一个名为SIMPOWERSYSTEMS的模块库，其中包括电源元件库（ELECTRICAL SOURCES）,它包含了产生电信号的各种元件，包括7种电源功能模块

（1） 直流电压源（DC VOLTAGE SOURCE） （2） 交流电压源（AC VOLTAGE SOURCE） （3） 交流电流源（AC CURRENT SOURCE） （4） 受控电压源（CONTROLLED VOLTAGE SOURCE） （5） 受控电流源（CONTROLLED CURRENT SOURCE） （6） 三相电源（3-PHASE SOURCE）

（7） 三相可编程电压源（3-PHASE PROGRAMMABLE VOLTAGE SOURCE）

§2.3.2典型电路设计方法

（1） 直流电源电路仿真法

设置直流电压源（DC VOKTAGE SOURCE）的AMPLITUDE（幅值）；

开关BREAKER模块：最重要的参数就是SWITCHING TIME，其他参数可以直接利用它的默认参数；构建电阻R和电容C；设置TO WORKSPACE模块；设置仿真参数；启动仿真程序；分析电路的仿真结果。

（2） 交流电压源电路仿真法

设置交流电压源（AC VOLTAGE SOURCE）；设置TO WORKSPACE模块；设置仿真参数；启动仿真程序；分析电路的仿真结果。

（3） 交流电流源仿真方法

设置AC CURRENT SOURCE模块；设置TO WORKSPACE模块；设置仿真参数；启动仿真程序；分析电路的仿真结果。

（4）可控交流电源电路仿真法

设置AC CURRENT SOURCE模块；设置TO WORKSPACE模块；设置CONTROLLED CURRENT SOURCE模块；设置仿真参数；启动仿真程序；分析电路的仿真结果。

（4） 可控交流电压源仿真法

设置AC VOLTAGE SOURCE模块；设置TO WORKSPACE模块；设置CONTROLLED VOLTAGE

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武汉科技大学中南分校2011届毕业设计(论文)

SOURCE模块；设置SCOPE模块；设置STEP模块；设置SWITCH模块；设置仿真参数；启动仿真程序；分析电路的仿真结果。

§2.4常用电力电子电路设计法 §2.4.1ELEMENTS模块库

在SIMULINK里面的SIMPOWERSYSTEMS的模块库中，包含有线路元件库ELEMENTS。在ELEMENTS元件库中，基本涵盖了绝大多数电路所需元器件，如电阻器，电容器，，输电线，变压器，断路器等重要原件。主要包括BREAKER功能模块和LINEAR TRANSFORMER功能模块。

§2.4.2POWER ELECTRONICS模块库

SIMULINK里面的SIMPOWERSYSTEMS的模块库中，包含电力电子元件库（POWER

ELECTRONICS）。在POWER ELECTRONICS元件库中，基本上涵盖了绝大多数电路所需的开关元件，如晶体二极管，GTO，IGBT,MOSFET,THYRISTOR,理想开关，THREE-LEVEL BRIDGE和UNIVERSAL BRIDGE等重要器件。主要包括IDEAL SWITCH功能模块和IGBT功能模块。

§2.5 MATLAB中电路的数学描述法

电路的数学描述和建模，属于控制系统的一部分。测控系统和电力系统的数学

描述，建模与控制系统相类似，可以利用控制系统的数学描述和建模方法，对电路进行数学描述与建模分析。MATLAB提供了简洁的仿真和模块库工具箱，通过电路图的绘制，MATLAB自动生成数学模型。

（1） 命令函数Power2sys的使用方法

命令格式：SYS=Power2sys(‘SYS’，‘structure’)

说明：SYS表示在SIMPOWERSYSTEMS中建立的仿真模型的名称。该命令将用来对该电路模型的结构进行分析，并生成该电路模型的结构信息表。

命令格式：SYS=Power2sys(‘SYS’，‘sort’) 说明：该命令显示电路图中元件和支路的相关信息 命令格式：

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：基于MATLAB的电力电子技术仿真实验设计

[A,B,C,D,x0,states,inputs,outputs,uss,xss,yss,freqyss,hlin]= Power2sys(‘SYS’)

说明：该命令将用来显示电力系统模型sys的中的结果信息，输出量由该函数控制。A,B,C,D分别表示电力系统的状态方程模型中的矩阵，x0表示电路和电力系统初始值向量。States表示电力系统的状态变量，inputs表示电力系统的输入量；outputs表示电力系统输出量，uss表示电力系统稳态时的输入向量，xss表示电力系统稳态时的状态矩阵变量，yss表示电力系统稳态时的输出向量，freqyss表示电源频率向量，hlin表示不同频率下电阻的传递函数矩阵。

命令格式：SYS=Power2sys(‘SYS’，‘net’)

说明：该命令函数用来显示电力系统的网络结构，通过调用该函数显示电路图模型的拓扑结构。执行该命令后，将输出一个名为sys.net的文件到当前搜索路径中。

命令格式：SYS=Power2sys(‘SYS’，‘ss’)

说明：该命令函数用来输出该电路模型向状态方程模型转换。 （2）命令函数powerinit的使用方法

在MATLAB中利用命令函数powerinit对电路模型的初始值进行设定，它的命令格式如下：

格式：powerinit（’SYS’,’look’）；% 说明：显示该电路模型的当前初始状态的数值。 格式：powerinit（’SYS’,’reset’）；%

说明：将电路模型的当前初始装填的数值重新设定为零 格式：powerinit（’SYS’,’set’,P）；%

说明：将电路模型的当前初始状态的数值重新设置为P（矢量） 格式：powerinit（’SYS’,’steady’）；%

说明：重新该电路模型的当前初始状态，使得该系统从稳态时启动仿真。 格式：powerinit（’SYS’,’setb’,STATE,VALUE）；%

说明：重新给设定该电路模型的初始状态变量STATE设定新的初始值VALUE。

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