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matlab电路仿真教程
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matlab电路仿真
1.6.2.使用开关仿真暂态过程
simpowersystems的一个重要功能是对电路的暂态过程进行仿真。可以在电路中加入机械开关或使用功率电子开关来完成暂态过程的仿真。
首先，打开前面创建的circuit1仿真模型，删除连接到B2节点上的电流源，将新的系统另存为circuit2。在接入开关前，最好修改一下电路，simpowersystems允许用户将多个元器件组合在一起形成一个电路子系统。这一特点能使复杂电路大大简化。
使用这一特点，将源阻抗转换到一个子系统中：
（1） 框选标识为Rs_eq和Z_eq的两个模块，选择“Edit--&create subsystem”菜单
命令，这两个模块变成了一个子系统模块（subsystem）
（2） 选择“Edit &
Mask subsystem”菜单命令，改变子系统图标，在封装编辑器
中的icon选项中，输入下列命令：
disp('Equivalent\nCircuit')
subsystem上就会显示相应文字。
（3） 选择“Format &
Show drop shadow”菜单命令，给子系统模块设置阴影。
（4） 双击子系统模块，可以查看其组成。
（5） 插入电路断路器（a circuit braker）
断路器是理想开关与一个小电阻串联组成的模型。关于断路器的模型说明，请参考matlab相关帮助。
按如下设置断路器的参数：
（1） 打开braker模块对话框，将其参数作如下设置：
Initial state
Switching times
[(1/60)/4]
（2） 按前面的图形连接各模块
（3） 打开scope U2，单击参数图标，选择“Data History”选项卡，单击“Save data to
workspace”按钮，指定变量名为U2来保存仿真结果，然后将U2的格式（format）选项设为“array”，同时，去除“Limit rows to last”选项，以便显示整个波形。 接着，便可以仿真系统了。
1.6.3.连续、变步长积分算法Continuous, Variable Time Step
Integration Algorithms
打开“PI section Line”对话框，确认sections的数目设为1，打开“Simulation &
Simulation parameters”对话框，由于你的系统包含开关，故需要一个刚性的积分算法（a stiff integration algorithm）进行仿真。在“solver”面板，选择变步长刚性积分算法（a stiff integration algorithm）ode23t。
保留其他默认参数值（如相对误差1e-3），设置仿真结束时间（stop time）为0.02秒，打开示波器（scope），开始仿真。观察示波器U1和示波器U2上的波形。
一旦仿真结束，将U2的值保存给变量U2_1，即在工作空间中执行如下命令：
U2_1 = U2;
打开PI section Line对话框，将sections的数目设为10，再次仿真，仿真结束，把U2的值保存给变量U2_2。
在将电路修改为分布参数模型之前，将系统另存为circuit2_10pi，以便以后重复使用。 用分布参数线（distributed parameter line）模块替换图中的pi段线模块，设置其相（phase）数为1。将该系统保存为circuit2_dist.
重新仿真，将U2赋给变量U2_d。
现在可比较上面三种不同模型的仿真结果了。每一个变量U2_1,U2_10,U2_d是一个两列的矩阵，第1列是时间，第2列是对应的电压值。使用下列命令在同一幅图上打印出三个波形（如图5所示）。
plot(U2_1(:,1), U2_1(:,2), U2_10(:,1),U2_10(:,2),U2_d(:,1),U2_d(:,2));
1.6.4.离散化电路系统
simpowersystems的一个重要特征是，他不仅能用连续或变步长积分算法进行仿真，而且可以使用离散化电路系统的算法进行仿真。对于小系统，变步长算法一般要比固定步长算法快，因为它需要的积分的步长的数目较少；而对于包含了许多状态和非线性模块（如功率电子开关）的大型电路系统，离散化电路系统则具有较大的优势。
当你离散化系统时，仿真的精度由时间步长控制。若使用太大的时间步长，精度可能不够。确定时间步长是否合适的唯一方法是通过改变时间步长，反复仿真，比较仿真结果。通常，对于在50Hz或60Hz的功率系统上或使用了线性整流功率电子（line-commutated power enectronic）元件（如二极管、可控硅等）的系统上进行暂态仿真，取20us-50us的时间步长一般能取得较好的仿真效果。对于使用了强制整流功率电子开关的系统，必须减小时间步长。绝缘栅极双极性晶体管（insulated-gate bipolar transistor (IGBT)）,场效应管（field-effect transistor,FET）,门极关断晶闸管(gate-turnoff thyristor)等工作在很高的开关频率状态下。
例如，要仿真一个工作在8Hz的脉宽调制（pulse-width-modulated ，PWM)转换器，需要设置步长大约为8us。
现在学习怎样离散化你的系统并将仿真结果同连续和离散系统做比较。打开你在前面保存的circuit2_10pi系统，该系统包含24个电路状态和一个开关。打开powergui然后选择离
散化电路模型（discretize electrical model）。设置采样周期25e-6s。重新开始仿真，功率系统将使用Tustin方法（相应于梯形积分）并以25us采样周期进行离散化。
打开“Simulation &
Simulation parameters &
Solver”对话框，设置仿真时间为0.2s。启动仿真。
为测量仿真时间，可运行下面的命令重新仿真：
sim(gcs); toc
当仿真完成后，其间所经历的时间会显示在Matlab命令行窗口。
要返回连续仿真状态，打开powergui模块，选择“continuous”选项。如果比较一下连续仿真和离散仿真，你会发现离散仿真比连续仿真将近快3.5倍。
要比较两种仿真方法的精度，请完成下列三个仿真：
（1） 仿真连续系统，Ts=0
（2） 仿真离散系统，Ts=25us
（3） 仿真离散系统，Ts=50us
对于每一个仿真，将U2值保存到不同的变量中，相应的为U2c，U2d25，U2d50，使用下列命令绘制U2波形：
plot(U2c(:,1), U2c(:,2), U2d25(:,1),U2d25(:,2),
U2d50(:,1),U2d50(:,2))
从上图中，可以看出，25us的离散化系统已经非常接近连续系统了，50us有较大误差。
1.7.矢量仿真方法简介
1.7.1.介绍
本节你将学会：
? 将矢量仿真方法用于简单的线性电路中
? 了解该方法的优点和局限性
到目前为止，你已经学会了两种仿真电路的方法：
? 使用连续simulink求解器及变步长进行仿真
? 用离散化方法及固定步长进行仿真
本节介绍的是第三种方法-矢量求解法进行仿真
1.7.2.何时使用矢量求解法
矢量求解法主要用于研究功率系统的电子机械振荡，这类系统一般由大型的发电机和电动机组成。例如，可以使用这种方法对三相系统和机械类的多机械系统进行仿真。然而，该不方法不仅仅局限在机械的暂态稳定性研究领域，完全可以拓展应用到任何线性系统上。 在一个线性电路中，如果你所感兴趣的仅仅是当开关处于关或开的状态下所有电压和电流的幅值和相位，那么，就没有必要求解由电阻、电容和电感交互作用而带来的差分方程（也即状态空间模型）。你仅仅需要求解相对而言简单得多的与电压和电流相位有关的代数方程组，这正是矢量求解法所要解决的问题。顾名思义，该方法以矢量描述电压和电流。矢量是一个复数，可以用来表示特定频率下的正弦电压和电流。矢量既可以用笛卡尔坐标（Cartesian coordinates）表示（复数的实部与虚部），也可以用极坐标（polar coordinates）表示。在忽略电路状态的情况下，矢量求解法无需特定的求解器用于求解系统的电路部分。因此仿真速度要快得多。但应始终记住，这种快速求解技术只能给出某个特定频率下的结果。
1.7.3.电路暂态过程的矢量仿真
下面你将会把矢量求解法应用到一个简单的线性电路上。打开powerlib的演示实例库，打开通用演示库（General Demos library），选择名称为“暂态分析”的示例，一个名为power_transient的系统打开了，如下图所示：
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我有更好的回答：
剩余:2000字
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电力电子课程设计运用MATLAB的simulink仿真功能进行电路仿真设计.doc 20页
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2012 年 12 月 29 日
课程设计任务书
学生姓名：
专业班级：
指导教师：
工作单位：
初始条件：
（四）单相全控桥式晶闸管整流电路的设计（纯电阻负载）?设计条件：1、电源电压：交流220V/50Hz2、输出功率：1000W3、移相范围0o~180o
要求完成的主要任务: （包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）
1、根据课程设计题目，收集相关资料、设计主电路、控制电路；
2、用MATLAB/Simulink对设计的电路进行仿真；3、撰写课程设计报告——画出主电路、控制电路原理图，说明主电路的工作原理、选择元器件参数，说明控制电路的工作原理、绘出主电路典型波形，绘出触发信号（驱动信号）波形，并给出仿真波形，说明仿真过程中遇到的问题和解决问题的方法，附参考资料；4、通过答辩。
时间安排：-12.29
指导教师签名：
系主任（或责任教师）签名：
此次电力电子课程设计，主要是运用MATLAB的simulink仿真功能进行电路仿真设计。
首先，通过查阅资料，找到解决办法。由于所选的电路，在课堂上老师已经对其进行过讲解，所以，实践也还是比较顺利。依据课本中学过的理论知识，根据题目所给的设计要求，进行参数计算。由于课本上有关于参数计算的公式，因此参数设计的过程还算比较容易。理论计算完毕，接下来就是仿真过程了，通过调用simulink库中已有元件，连接成仿真电路，由于simulink中有触发脉冲，因此免去了触发电路的设计，这使得课程设计大大简化。
关键词：电力电子课设，参数设计，simulink，仿真
课程设计任务书 I
1单相桥式全控整流电路带电阻负载理论简介 3
1.1单相桥式全控整流电路带电阻负载工作过程简介 3
1.2单相桥式全控整流电路带电阻负载工作原理 3
1.3与此次课设相关的部分计算公式 3
2电路设计 3
2.1主电路设计 3
2.2驱动电路设计 3
2.2.1触发电路TCA785简介 3
2.2.2 TCA785的设计特点 3
2.2.3 TCA785的极限参数 3
2.2.4 TCA785锯齿波移相触发电路 3
2.3保护电路设计 3
2.3.1过电流保护 3
2.3.2电流上升率di/dt的抑制 3
2.3.3电压上升率du/dt的抑制 3
3运用simulink对电路进行仿真 3
3.1单相桥式全控整流仿真电路图设计 3
3.2仿真模块参数设置 3
3.3仿真输出图形 3
4小结与体会 3
5参考文献 3
单相全控桥式晶闸管整流电路的设计
（纯电阻负载）
1单相桥式全控整流电路带电阻负载理论简介
1.1单相桥式全控整流电路带电阻负载工作过程简介
单相全控桥式整流带电阻负载电路如图1所示。
图1 单相全控桥式整流电路
在单项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。在u2正半周（即a点电位高于b点电位），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的漏电阻相等，则各承受u2的一半。若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲，VT1、VT4即导通，电流从a端经VT1、R、VT4流回电源b端。当u2为零时，流经晶闸管的电流也降到零，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的α=0处为ωt=π），VT2和VT3导通，电流从电源的b端流出，经VT3、R、VT2流回电源a端。到u2过零时，电流又降为零，VT2和VT3关断。此后又是VT1和VT4导通，如此
循环的工作下去，整流电压ud和晶闸管VT1、VT4两端的电压波形如下图（2）所示。晶闸管承受的最大正向电压和反向电压分别为2和U2。
由于在整流电路的正负半周都有整流输出电流流过负载，故该电路为全波整流。在U2一个周期内，整流电压波形脉动两次，脉动次数多于半波整流电路，故该电路属于双脉波整流电路。变压器二次绕组中，正负两个半周电流方向相反且波形对称，平均值为零，及直流分量为零，如图2所示，不存在变压器直流磁化问题，变压器绕组利用率较高。
1.2单相桥式全控整流电路带电阻负载工作原理
单相桥式全控整流电路带电阻负载工作波形如图2所示。
单相桥式全控整流电路带电阻负载工作波形
第1阶段（0~ωt
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