matlab在电力电子技术中的应用matlab仿真论文

matlab在电力电子技术中的应用matlab仿真论文内容摘要：

RAPH命令可以选择适当的图形命令使变量可视化。 当前目录浏览器（ CURRENT DIRECTORY BROWSER）缺省情况下，位于 MATALB这么多左上方前台。 点击 CURRENT DIRECTORY即可在前台看到。 选中文件可以完成打开或者运行 M文件，装载数据文件等操作。 内存组数据编辑器（ ARRAY EDTIOR）利用内存组数据编辑器，可以输入大数组。 首先在命令窗口创建新变量。 然后在工作空间浏览器中双击该变量，在数据组编辑器中打开变量。 在 NUMERIC FORMAT中选择适当的数据类型，在 SIZE中输入行数，即可得到一个大规模数据组。 修改数组元素之，可以得到所需数组。 这对于要将变量数据调出来，用其他软件绘制图形时特别有用。 M文件编辑器 /调试器（ EDITOR/DEBUGGER）对于简单的或一次性的问题，可以通过在命令窗口直接输入一组命令行去求解。 当所需命令行较多或者需要重复使用一段命令时，就要用到 M脚本 编程。 点击 MATALB的下拉菜单项file→点击 NEW→点击 MFILE,可以创建一个 M文件；点击 MATALB的下拉菜单项 FILE,→点击 OPEN，则可以打开一个 M文件。 交互界面分类目录窗口（ LAUNCH PAD）可以通过点击 MATALB中菜单项 VIEW，→点击 LAUNCH PAD,打开交互界面分类目录窗口。 该窗口可以展开的树状结构显示 MATALB提供的所有交互界面，包括帮助界面，演示界面和各种应用交互界面。 通过双击树结构上的分类图标，即可得到相应的交互界面。 帮助导航 /浏览器（ HELP NAVIGATOR/BROWSER）详尽展示又超文本 写 11 成 的有关 MATALB的在线帮助。 MATLAB软件的基本操作方法 (1).文件管理方法 例如 MATLAB软件安装在 X:\ MATLAB下，每次启动 MATLAB时该目录始终有效，因此要打开某个 MATLAB文件，计算机都会从该默认的路径去查找文件，当然这个默认的路径可以不是当前操作的路径，为了方便最好把默认路径重新设置到需要的路径上去。 (2).灵活使用帮助系统 MATLAB的所有执行命令，函数的 M文件都有一个注释区。 该区域中纯文本形式简要的叙述该函数的调用格式 和输入输入量含义。 在命令窗口中运行help命令可以获得不同范围的帮助。 (3).基本绘图方法介绍 MATLAB提供了丰富的绘图功能。 在命令窗口中键入 help graph2d,便可以得到所有绘制二维图形的命令语句；在命令窗口输入 help graph3d便可以得到所有绘制三维图形的命令。 (4).资料的储存与载入方法 MATLAB储存变量的基本命令时 SAVE，如果不加任何选项时， SAVE会将变量与二进制的方式储存至后缀名为 MAT的档案，（如 *.MAT）： SAVE：该命令将当前工作空间中所有变量储存到名为 进制档案。 SAVE D:\FLIENAME： 该命令将当前空间所有变量储存到 d盘名为。 12 SAVE D:\FILENAME X Y Z：该命令将当前工作空间中的 X,Y,Z储存到 D盘名为。 (6).一些注意事项： MATLAB可同时执行数个命令语句，只需要以逗号或者分号将各个命令隔开。 若要输入矩阵，必须在同一行结尾加上分毫“；”。 若要检查当前工作共建的变量个数，可以键入 WHO。 若要知道变量的详细资料可以键入“ WHOS”。 使用 CLEAR可以删除工作空间的所用变量。 使用 CLC可以删除命令窗口中所有变量。 使用 CLF可以清除图形窗口中的图形。 在英文输入状态下输入这些命令以免出错。 另外， MATLAB有些永久常数，虽然在工作空间中看不到，但使用者可以直接取用，例如 pi=； I或者 j为基本虚数单位， eps为系统浮点计算相对精度； inf为 无限 大，如 1/0； nan为非数值，如 0/0。 (7).一些重要的系统命令如下表： 命令 含义 命令 含义 Help 在线帮助 ceho 命令回显 Helpwin 在线帮助窗口 Cd 改变 当前的工作目录 Helpdesk 在线帮助工作台 Pwd 显示当前工作目录 Demo 运行演示程序 Dir 指定目录的文件清单 Ver 版本信息 Unix 执行 unix命令 readme 显示 readme文件 Dos 执行 dos命令 Who 显示当前变量 ! 执行操作系统命令 Whos 显示当前变量详细信息 puter 显示计算机类型 13 Clear 清除内存变量 What 显示指定 MATLAB文件 Pack 整理工作间的内存 Lookfor 在 HELP里搜索关键字 Load 把文件变量 调入工作空间 Which 定位函数文件 Save 把变量存入文件中 Pach 获取或设置所搜目录 Quit/exit 退出 MATLAB Clc 清空命令窗口中的内容 Clf 清理图形窗口 Open 打开文件 Md 创建目录 More 使显示内容分页显示 Edit 打开 M文件编辑器 Type 显示 M文件的内容 whick 指出文件坐在目录 表 11 重要的 MATLAB的系统命令 电力电子技术是一门新兴的应用于电力领域的电子技术，就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制的技 术。 电力电子技术所变换的“电力”功率可大到数百 MW 甚至 GW，也可以小到数 W 甚至 1W 以下，和以信息处理为主的信息电子技术不同电力电子技术主要用于电力变换。 电力电子技术分为电力电子器件制造技术和交流技术（整流，逆变，斩波，变频，变相等）两个分支。 现已成为现代电气 工程与自动化专业不可缺少的一门专业基础课，在培养该专业人才中占有重要地位。 电力电子技术的重要作用 (1) 优化电能使用。 通过电力电子技术对电能的处理，使电能的使用达到 14 合理、高效和节约，实现了电能使用最佳化。 例如，在节电方面，针对风机水泵、电力牵引 、轧机冶炼、轻工造纸、工业窑炉、感应加热、电焊、化工、电解等 14 个方面的调查，潜在节电总量相当于 1990 年全国发电量的 16%，所以推广应用电力电子技术是节能的一项战略措施，一般节能效果可达10%40%，我国已将许多装置列入节能的推广应用项目。 (2) 改造传统产业和发展机电一体化等新兴产业。 据发达国家预测，今后将有 95%的电能要经电力电子技术处理后再使用，即工业和民用的各种机电设备中，有 95%与电力电子产业有关，特别是，电力电子技术是弱电控制强电的媒体，是机电设备与计算机之间的重要接口，它为传统产业和新兴 产业采用微电子技术创造了条件，成为发挥计算机作用的保证和基础。 (3) 电力电子技术高频化和变频技术的发展，将使机电设备突破工频传统，向高频化方向发展。 实现最佳工作效率，将使机电设备的体积减小几倍、几十倍，响应速度达到高速化，并能适应任何基准信号，实现无噪音且具有全新的功能和用途。 (4) 电力电子智能化的进展，在一定程度上将信息处理与功率处理合一，使微电子技术与电力电子技术一体化，其发展有可能引起电子技术的重大改革。 有人甚至提出，电子学的下一项革命将发生在以工业设备和电网为对象的电子技术应用领域，电力电子 技术将把人们带到第二次电子革命的边缘。 MATLAB和电力电子技术 电力电子技术是一门实践性较强的专业科学知识，基于 MATLAB 的虚拟实验的设计思想 ,开发出相应的仿真平台，既可用于模拟实验改善实验条件，又可以成为自学的辅助工具。 基于 silmulink 模块库，可以对电力系统的发电 15 输电和用电三个方面进行建模与仿真，可以研究电力系统的安全和稳定运行，可以研究电动机的变频调速系统。 本文完成的主要内容 本文阐述了 MATLAB 在电力电子技术上的应用，给出了矢量控制的基本方程。 介绍了 MATLAB 软件的基本用法 ，以及 MATLAB 软件在电力电子技术上的应用上的方法。 最后，在 MATLAB 的基础上进行电力电子变流电路的仿真，运用现代仿真技术研究和比较各种电力电子变流电路。 采用 MATLAB 对电力电子变流电路进行仿真研究，建立仿真模型提取电路元器件模块，将电路元器件按原理图连接起来组成仿真电路，设置模型参数，模型进行仿真。 对各种电力电子变流电路进行研究比较。 16 2 MATLAB软件在电路中的应用 介绍 MATLAB 软件中 SIMPOWERSYSTEMS 里的典型元件库，如电阻，电容，电感，变压器，开关器件等 基本器件的调用方法；重要电路的建模方法，分析技巧与设计技术。 对于一个简单电路而言，要确保它正常工作，需要包括以下集中或者全部元器件，如电源，电阻器，电容器，电感器，晶体二极管，晶体三极管等基本器件。 （ 1） 电阻器简介 电阻器在电路中用 R 表示，如 R7 表示编号为 7 的电阻器。 电阻在电气 中的主要作用为分流，限流，分压，偏置等。 衡量电阻器的两个基本参数是阻值和功率。 阻值用来表示电阻器对电流阻碍作用的大小，用 Ω表示。 除了基本单位外，还有 KΩ（千欧）， MΩ（兆欧）。 功率用来表示电阻所能承受的最大 电流，用 W 表示。 （ 2） 电容器简介 电容器在电路中一般用“ C”加数字表示（如 C18 表示编号 18 的电容器）。 电容器是有两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。 电容器的特性主要是隔直流通交流。 电容器的大小就是表示它能贮存电能的大小，电 17 容器对交流信号的阻碍作用称为容抗；它与交流信号的频率和电容量有关。 容抗 X=1/(2π fC)， f表示交流信号的频率， C 表示电容容量。 电容的基本单位用 F表示，其他单位还有 mF（毫法），μ F（微法）， nF（纳法）， pF（皮法）。 （ 3）晶体二极管简介 晶体二极管在电路中常用“ VD”加数 字表示，如 VD3 表示编号为 3 的二极管。 二极管的主要特性就是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或者无穷大。 正因为二极管具有上述特性，常把它作用在整流，开关，隔离，稳压，极性保护。 编码控制，调频调制，静噪等功能电路中。 因此二极管按作用可以分为整流二极管，续流二极管，开关二极管，稳压二极管和限幅二极管等。 （ 4）晶体三极管简介 晶体三极管在电路中常用 VT加数字表示，如 VT3 表示编号为 3 的三极管。 三极管内部还有 2 个 PN 结，并且具有放大作用和开关作用。 它有三个极，分别为 b（基极） c（集电极） e（发射极）。 它分为 NPN 和 PNP 两种类型。 发射极上的箭头表示通过三极管的电流方向，两类三极管中的电流方向是相反的。 这两种类型的三极管从工作特性上可以互相弥补，所谓 OTL 电路中的对管就是有 PNP 和 NPN 型配对而成。 （ 5） MOS 场效应晶体管简介 MOS 场效应晶体管即金属 氧化物 半导体型场效应管，属于绝缘栅型。 其主要特点是金属栅极与沟道之间有一层二氧化硅绝缘层，因此具有很好的输入电阻。 它分 N 沟道和 P 沟道，通常是将衬底与源极 S 接在一起。 根据导电方式的不同 MOS 场效应晶体管又分为增强型和 耗尽型。 增强型是只电压等于 0时管子呈截止状态，加上正确的电压后，多数载流子被吸引到栅极，从而增 18 强了该区域的载流子形成导电沟道；所谓耗尽型是指，电压等于 0 时，形成沟道，加上正确电压后，能使多数载流子流出沟道，因而耗尽了载流子，使管子转向截留状态。 （ 6）电感线圈，和电容器一样，也是一种储能元件。 电感线圈能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。 电抗器用符号 L 表示，其电极的基本单位是 H（亨利），常用的有 Mh 和μ H，它通常和电容器一起工作，构成 LC滤波器， LC 振荡器等。 人们还利用电感的特性，制造了阻流圈，变压器， 继电器等。 （ 7）变压器简介 变压器是变换交流电压，电流和阻抗的器件，当初级绕组中通有交流电时，铁心中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压。 变压器由铁心和绕组组成，绕组有两个或以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级绕组，其余绕组叫 次级 绕组。 按电源相数来分，变压器单相，三相和多相集中形式。 （ 1）如何放置并设置交流电源 打开 SIMULINK LIBRARY BROWER 窗口，点击 SIMPOWERSYSTEMS模块库，点击 ELECTRICAL SOURCSE 模块库，用鼠标右 键点击交流电源模块 AC VOLTAGE SOURCE,点击 ADD to 文件名，便将交流电源模块发送到文件中去，点击交流电源模块 AC VOLTAGE SOURCE ，可以设置电压和频率，然后双击该模块，便弹出它的属性对话框，模块中已经给了交流电模块美国电气参数的国际单位制，点击 OK 完成设置。 （ 2）如何放置并设置整流二极管 19 打开 SIMULINK LIBRARY BROWER 窗口，→点击 SIMPOWERSYSTEMS模块库，→点击 ELECTRICAL SOURCSE 模块库，→用鼠标右键点击整流二极管模块 DIODE，点击 ADD TO 文件名。 点击整流二极管模块的名称框，可以更改名称，然后双击该模块边弹出它的属性对话框，进行参数设置然后点击 OK 完成属性参数的设。