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目 录

第一章 相关软件介绍????????????????2

1.1 MATLAB基础知识???????????????2 1.2 SIMULINK环境和模型库的应用????????3 第二章 直流调速和交流调速系统基本原理简介?????6

2.1三相桥式整流电路基本原理??????????6 2.2 三相桥式逆变电路基本原理??????????7 2.3 PWM控制技术原理??????????????10 2.4 脉冲触发器介绍?????????????? 14 2.5 直流调速系统基本原理????????????16 2.6 交流调速系统基本原理????????????17 第三章 Matlab仿真电路设计?????????????18

3.1 直流调速系统仿真电路设计??????????18 3.2 交流调速系统仿真电路设计??????????22 3.3 系统仿真结论分析??????????????26 相关参考文献????????????????????27

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第一章 相关软件介绍

1.1 MATLAB基础知识 1．MATLAB基本功能

MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。

MATLAB主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。

MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C++ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用。

MATLAB只有一种数据类型(即 64 位双精度二进制)，一种标准的输入输出语句，它用解释方式工作，不需要编译，一般人门后经过自学就可以掌握。如果有不清楚的地方，可以通过它的帮助( help)和演示 (demo)功能得到启示。学习 MATLAB 的难点在于，它有大量函数，这些 MATLAB 函数仅基本部分就有700多个，其中常用的有 200 -300个，掌握和记忆起来都比较困难。 MATLAB 的一些基本命令和函数，尤其是MATLAB 的绘图功能，是在

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电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真中要 经常使用的。但是本书主要是介绍电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真，因此对MATLAB 只介绍与本书有关的内容。 MATLAB 功能强大，有关MATLAB 的书刊已经很多，对MATLAB 更深入的要求，可以阅读其他介绍MATLAB 的书籍。

2 . MATLAB应用

MATLAB 的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。

MATLAB具体可以- 3 -用来进行以下各种工作： 数值分析、数值和符号计算、 工程与科学绘图、控制系统的设计与仿真、数字图像处理、技术、数字信号处理、技术、通讯系统设计与仿真等等。

1.2 Simulink环境和模型库 1.Simulink功能

Simulink是MATLAB最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。在该环境中，无需大量书写程序，而只需要通过简单直观的鼠标操作，就可构造出复杂的系统。Simulink具有适应面广、结构和流程清晰及仿真精细、贴近实际、效率高、灵活等优点，并基于以上优点Simulink已被广泛应用于控制理论和数字信号处理的复杂仿真和设计。同时有大量的第三方软件和硬件可应用于或被要求应用于Simulink Simulink是MATLAB中的一种可视化仿真工具， 是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。

Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI) ，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink

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提供了交互式图形化环境和可定制模块库来对其进行设计、仿真、执行和测试。在此环境中，用户可以用点击拖动鼠标的方式绘制和组织系统或电路，并完成对系统和电路的仿真。在Simulink环境中，系统的函数和电路元器件的模型都用框图来表达，框图之间的连线则表示了信号流动的方向。

2.Simulink环境

系统仿真(Simulink) 环境也称工具箱 (Toolbox) ，它包括Simulink仿真平台和系统仿真模型库两部分，主要用于仿真以数学函数和传递函数表达的系统。系统仿真(Simulink)包括了连续系统、非线性系统和离散系统的仿真。

Simulink作为面向系统框图的仿真平台，它具有如下特点: (1) 以调用模块代替程序的编写，以模块连成的框图表示系统，点击模块即可以输入模块参数。以框图表示的系统应包括输入(激励源)、输出(观测仪器)和组成系统本身的模块。

(2) 画完系统框图，设置好仿真参数，即可启动仿真。这时，会自动完成仿真系统的初始化过程，将系统框图转换为仿真的数学方程，建立仿真的数据结构，并计算系统在给定激励下的响应。

(3) 系统运行的状态和结果可以通过波形和曲线观察，这和实验室中用示波器观察的效果几乎一致。

(4) 系统仿真的数据可以用以. mat 为后缀的文件保存，并且可以用其他数据处理软件进行处理。

(5) 如果系统框图绘制不完整或仿真过程中出现计算不收敛的情况，会给出一定的出错提示信息，但是这提示不一定准确，这是软件还不够完备的地方。

(6) 以框图形式对控制系统进行仿真是Simulink的最早功能，后来在Simulink 的基础上叉开发了数字信号处理、通信系统、电力系统、模糊控制等数10种模型库，但是Simulink的窗口界面是其他工具箱共用的平台，在此平台上可以进行控制系统、电力系统、通信系统等各种系统的仿真。

3.Simulink模型库中的模块

Simulink包含的典型环节模块包括连续系统(Continuous)模块库、离散系统(Discrete)模块库、函数与表格(Functions &Tables)模块库、数学