电力电子的 MATLAB 仿真计算机控制技术 课程设计资料2010 年 4 月前 言电力电子技术综合了电子电路、电机拖动、计算机控制等多学科知识，是一门实践性和应用形 很强的课程。
由于电力电子器件自身的开关非线性，给电力电子电路的分析带来了一定的复杂性和 困难，一般常用波形分析的方法来研究。
仿真技术为电力电子电路的分析提供了崭新的方法。
我们在电力电子技术课程的教学中引入了仿真，对于加深学生对这门课程的理解起到了良好的 作用。
掌握了仿真的方法，学生的想法可以通过仿真来验证，对培养学生的创新能力很有意义，并 且可以调动学生的积极性。
实验实训是本课程的重要组成部分，学校的实验实训条件毕竟是有限的， 也受到学时的限制。
而仿真实训不受时间、空间和物质条件的限制，学生可以在课外自行上机。
仿 真在促进教学改革、加强学生能力培养方面起到了积极的推动作用。
目录第一章 MATLAB 基础11．1 MATLAB 介绍11．2 MATLAB 的安装与启动21．3 MATLAB 环境3第二章 MATLAB/Simulink/Power System 工具箱简介 72．1 Simulink 工具箱简介 72．2 Power System 工具箱简介 102．3Simulink/Power System 的模型窗口 132．4Simulink/Power System 模块的基本操作 17第三章 电力电子电路仿真实训 21实训一单相半波可控整流电路仿真实训 21实训二单相桥式半控整流电路仿真实训 29实训三单相桥式全控整流电路仿真实训 35实训四单相桥式全控有源逆变电路仿真实训 42实训五 单相交流调压电路仿真实训 45实训六 降压斩波电路仿真实训 48实训七 升压斩波电路仿真实训 51实训八 升降压斩波电路实训 54实训九三相半波不可控整流电路仿真实训 57实训十三相半波可控整流电路仿真实训 59实训十一三相桥式全控整流电路仿真实训 67实训十二三相半波可控整流电路有源逆变电路仿真实训 72实训十三三相桥式有源逆变电路仿真实训 75第 1 章 MATLAB 基础MATLAB 介绍 MATLAB 是一种科学计算软件。
MATLAB 是 Matrix Laboratory(矩阵实验室)的缩写，这是一种 以矩阵为基础的交互式程序计算语言。
早期的 MATLAB 主要用于解决科学和工程的复杂数学计算问 题。
由于它使用方便、输入便捷、运算高效、适应科技人员的思维方式，并且有绘图功能，有用户 自行扩展的空间，因此受到用户的欢迎，使它成为在科技界广为使用的软件，也是国内外高校教学 和科学研究的常用软件。
MATLAB 由美国 Mathworks 公司于 1984 年开始推出，历经升级，到 2001 年已经有了 6．0 版， 现在 MATLAB 、、 版都已相继面世。
早期的 MATLAB 在 DOS 环境下运行，1990 年推出 了 Windows 版本。
1993 年， Mathworks 公司又推出了 MATLAB 的微机版，充分支 持 在 MicrosoftWindows 界面下的编程，它的功能越来越强大，在科技和工程界广为传播，是各种科学计 算软件中使用频率最高的软件。
1993 年出现了 SIMULINK，这是基于框图的仿真平台，SIMULINK 挂接在 MATLAB 环境上， 以 MATLAB 的强大计算功能为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。
SIMULINK 提供了各种 仿真工具，尤其是它不断扩展的、内容丰富的模块库，为系统的仿真提供了极大便利。
在 SIMULINK 平台上，拖拉和连接典型模块就可以绘制仿真对象的模型框图，并对模型进行仿真。
在 SIMULINK 平台上，仿真模型的可读性很强，这就避免了在 MATLAB 窗口使用 MATLAB 命令和函数仿真时， 需要熟悉记忆大量 M 函数的麻烦，对广大工程技术人员来说，这无疑是最好的福音。
现在的 MATLAB 都同时捆绑了 SIMULINK，SIMULINK 的版本也在不断地升级，从 1993 年的 MATLAB 4．0／ SIMULINK 1．0 版到 2001 年的 MATLAB 6．1／SIMULINK 4．1 版，2002 年即推出了 MATLAB 6．5 ／SIMULINK 5．0 版。
MATLAB 已经不再是单纯的"矩阵实验室"了，它已经成为一个高级计算 和仿真平台。
SIMULINK 原本是为控制系统的仿真而建立的工具箱，在使用中易编程、易拓展，并且可以解 决 MATLAB 不易解决的非线性、变系数等问题。
它能支持连续系统和离散系统的仿真，支持连续离 散混合系统的仿真，也支持线性和非线性系统的仿真，并且支持多种采样频率(Multirate)系统的仿 真， 也就是不同的系统能以不同的采样频率组合，这样就可以仿真较大、较复杂的系统。
因此，各科学 领域根据自己的仿真需要，以 MATLAB 为基础，开发了大量的专用仿真程序，并把这些程序以模块 的形式都放人 SIMULINK 中，形成了模块库。
SIMULINK 的模块库实际上就是用 MATLAB 基本语 句编写的子程序集。
现在 SIMULINK 模块库有三级树状的子目录，在一级目录下就包含了 SIMULINK 最早开发的数学计算工具箱、控制系统工具箱的内容，之后开发的信号处理工具箱(DSPBlocks)、通 信 系 统 工 具 箱 (Comm) 等 也 并 行 列 入 模 块 库 的 一 级 子 目 录 ， 逐 级 打 开 模 块库浏览器 (SIMULINKLibraryBrowser)的目录，就可以看到这些模块。
从 SIMULINK4．1 版开始，有了电力系统模块库(Power System Blockset)，该模块库主要由 加拿大 HydroQuebec 和 TECSIMInternational 公司共同开发。
在 SIMULINK 环境下用电力系统模块 库的模块，可以方便地进行 RLC 电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真。
本书中电netsh．net、 h ttp：1.3.1 力电子电路的仿真就是在 MATLAB／SIMULINK 环境下，主要使用电力系统模块库和 SIMULINK 两个模块库进行。
通过电力电子电路的仿真，不仅展示了 MATLAB／SIMULINK 的强大功能，并且 1.3.2 可以学习控制系统仿真的方法和技巧，研究电路的原理和性能。
本资料主要是介绍电力电子电路的仿真，因此对 MATLAB 只介绍与本书有关的内容。
MATLAB 1.3.31.3.４ 功能强大，有关 MATLAB 的书刊已经很多，对 MATLAB 更深入的要求，可以阅读其他介绍书籍。
现在因特网上有大量的 MATLAB 资源，如有关 MATLAB 的新消息，免费的工具箱下载，有关 ２. MATLAB 的讨论和讲座等，读者可以进入这些网站，以获取更多的信息。
有关 MATLAB 的网站很 １.12.2.12.2.22.2.32.2.42.2.52.2.6Zoom in：放大模型显示比例。
Zoom out：缩小模型显示比例. Fit system view：自动选择最合适的显示比例。
Normal(100％)：以正常工作比倒(100％)显示模型 4．Simulation(仿真)菜单 start (Ctrl +T)：启动或暂停仿真。
stop：停止仿真。
Simulation parameters．． (Ctrl +E)：设置仿真参数 Normal：常规标准仿真。
Accelerator：加速仿真。
5．Format(格式设定)菜单 Font ：字体选择。
Text alignment ：文字对齐方式。
Flip name：模块标题名称上下换位。
Hide name：显示／隐藏模块名。
Flip block(Ctrl+1)：将功能模块图旋转 180。
Rotate block(Ctrl +R)：将功能模块图顺时针旋转 90*。
Show drop Shadow：显示或隐藏模块的阴影。
Show port labels：显示或隐藏子系统输入输出字符与空框或有示意图框 Foreground color：设置前景颜色。
Background color：设置背景颜色。
Screen color：设置屏幕颜色。
能，归纳起来可分为 5 类。
图 2－15 所示的 Simulink 模型窗口工具栏自左到右有 15 个按钮，其功能分述如下。
1．文件管理类 文件管理类包括 4 个按钮： 第 1 个按钮：单击该按钮将创建一个新模型文件，相当于在主菜单"File''中执行"New''命 令。
第 2 个按钮：单击该按钮将打开一个已存在的模型文件，相当于在主菜单"File''中执行"Open'' 命令。
第 3 个按钮：单击该按钮将保存模型文件，相当于在主菜单"File''中执行"Save"命令。
第 4 个按钮：单击该按钮将打印模型文件，相当于在主菜单"File''中执行"Print"命令。
2．对象管理类 对象管理类包括以下 3 个按钮： 第 5 个按钮：单击该按钮，将选中的模型文件剪切到剪贴板上，相当于在主菜单"Edit" 中执 行"Cut"命令。
第 6 个按钮：单击该按钮，将选中的模型文件复制到剪贴板上，相当于在主菜单"Edit"中执行 "Copy"命令。
第 7 个按钮：单击该按钮，将剪贴板上的内容粘贴到模型窗口的指定位置，相当于在主菜单"Edit'' 中执行"Paste''命令。
3．命令管理类 命令管理类包括以下两个按钮： 第 8 个按钮：单击该按钮将撤销前次操作，相当于在主菜单"Edit''中执行"Undo Delete"命 令。
第 9 个按钮：单击该按钮将重复前次操作，相当于在主菜单"Edit''中执行"Redo Delete"命 令。
4．窗口切换类 窗口切换类包括以下 4 个按钮： 第 10 个按钮：单击该按钮将打开 Simulink 库浏览器，相当于在主菜单项"View"中执行"Show Library Browser"命令。