电力电子系统仿真软件介绍及实例分析.ppt

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1、电力电子仿真软件及实例分析电力电子仿真软件及实例分析电力电子仿真软件及实例分析电力电子仿真软件及实例分析 是是专门为电力电子专门为电力电子和电动机和电动机控制控制设计的设计的一款一款仿真仿真软件。软件。它可以它可以迅速的迅速的仿真和仿真和便利地与用户便利地与用户接触，接触，为电力为电力电子，电子，分析和数字控制、分析和数字控制、电动机驱动系统研究提供电动机驱动系统研究提供强大的强大的仿真环境。仿真环境。Matlab SimulinkMATLAB是MATrix LABoratory的缩写，是一款由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数

2、据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外，MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言（包括C，C+和FORTRAN）编写的程序。尽管MATLAB主要用于数值运算，但利用为数众多的附加工具箱（Toolbox）它也适合不同领域的应用，例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。另外还有一个配套软件包Simulink，提供了一个可视化开发环境，常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。MATLAB语言语言MATLAB语言是一种交互性的数学脚本语言，其语法与C/C+类似。它支持包括逻辑（boolen）、数值（num

3、eric）、文本（text）、函数柄（function handle）和异质数据容器（heterogeneous container）在内的15种数据类型，每一种类型都定义为矩阵或阵列的形式（0维至任意高维）执行MATLAB代码的最简单方式是在MATLAB程序的命令窗口（Command Window）的提示符处（）输入代码，MATLAB会即时返回操作结果（如果有的话）。此时,MATLAB可以看作是一个交互式的数学终端，简单来说，一个功能强大的“计算器”。MATLAB代码同样可以保存在一个以.m为后缀名的文本文件中，然后在命令窗口或其它函数中直接调用。a=1,b=2a=1b=2 c=sin(a*

4、b)c=0.9093 变量与赋值变量与赋值代数代数/符号运算符号运算向量和矩阵向量和矩阵 array=1:2:9array=1 3 5 7 9图形图像图形图像 x=-4:0.05:4;y=sin(x);plot(x,y)文件文件Main circuit designTopology of the convertorController designControl diagram of grid side(Voltage-oriented control)Controller designControl diagram of generator side(Rotor-flux-oriented

5、vector control)Controller simulation resultSimulation diagramController simulation result1.DC voltage 2.PMSM speed 3.PMSM current 4.Grid voltage/current(ph.A)Matlab 控制控制工具箱工具箱http:/techteach.no/publications/control_system_toolbox/#c2http:/techteach.no/publications/control_system_toolbox/#c2控制系统分析功能控

6、制系统分析功能控制系统分析功能控制系统分析功能To get started,select MATLAB Help or Demos from the Help menu.To get started,select MATLAB Help or Demos from the Help menu.n1=1,0.5;d1=1,2,4;n1=1,0.5;d1=1,2,4;H1c=tf(n1,d1)H1c=tf(n1,d1)Transfer function:Transfer function:s+0.5 s+0.5-s2+2 s+4s2+2 s+4 Ts=0.2;Ts=0.2;H1d=c2d(H1c,

7、Ts,zoh)H1d=c2d(H1c,Ts,zoh)Transfer function:Transfer function:0.1692 z-0.1529 0.1692 z-0.1529-z2-1.54 z+0.6703z2-1.54 z+0.6703 Sampling time:0.2Sampling time:0.2 bode(H1c,H1d)bode(H1c,H1d)bode(H1c,H1d)bode(H1c,H1d)PLECS Blockset(嵌套版嵌套版)PLECS嵌套版是基于PLECS以MATLAB/Simulink为运行环境,作为Simulink的工具箱,和Simulink下的

8、其他模块并列存在.熟悉Simulink的用户,会很轻松的掌握PLECS软件的编辑原理。PLECS是特别为电力电子系统的仿真而开发的，当仿真既含有电路部分又含有复杂的控制方案的系统时，它同样是一个非常有效实用的工具。PLECS的使用,大大的提高了Simulink的模拟仿真性能。PLECSPLECS特性特性特性特性热设计热设计PLECS热设计，其热函式库让使用者将热设计纳入电力电子的电路设计中，使用者可定义与温度相关的热传导和每个半导体元件的开关损耗能量分布；也可收集由半导体和电阻器损耗的能量，并使用热电阻和电容元件来模拟热的行为。理想的开关理想的开关在PLECS中，电力电子器件，断路器等的模型，

9、都基于理想的开关。它们都具有理想的短路特性（短路电阻为零）和理想的开路特性（开路电阻为无穷大），开关动作也都是瞬时完成的。在建模中使用理想开关有三个主要的优点：易于使用，鲁棒性和快速高效。易于使用易于使用理想开关没有任何参数需要设计者去关注，例如导通电阻和吸收电容。很多情况下，设计者并不知道这些参数的值，尤其是在寄生效应并不需要被关注的系统仿真的时候。当然，如果您需要建立一个更精确的电力电子器件模型，您可以根据需要在器件上加入正向导通电压或电感。鲁棒性鲁棒性在其他仿真软件中所使用的吸收电路，大大的增加了模型的复杂程度和仿真难度。这样的模型通常需要采用固定步长的仿真或者更复杂的耗时的解析算法。PLECS忽略了吸收电路，从而使得您可以选择Simulink提供的各种恒定步长和变步长的解析算法。快速高效快速高效在传统的电路仿真软件中，开关动作的瞬态过程都要求大量的计算时间。有限的斜率使得这些软件都需要用很小的步长来仿真。在PLECS中，这个问题不会出现，因为理想开关的开关动作都是瞬时完成的。每一个开关动作都只需要两个时间步长，这使得仿真速度大大提高。