第一节 电力电子应用技术的MATLAB仿真基础

电力电子应用技术的MATLAB仿真基础王世隆办公室：地质宫332Email：[e-mail]2014电力电子技术2参考书•林飞杜欣电力电子应用技术的MATLAB仿真中国电力出版社•洪乃刚电力电、电机控制系统的建模和仿真机械工业出版社纲要•MATLAB基础知识介绍•MATLAB简介•MATLAB环境•MATLAB基本应用•数据结构•数值运算•程序设计基础–MATLAB的基本绘图•操作演示•Simulink环境介绍•系统仿真环境•工作环境•基本操作–创建Simulink仿真模型–创建Simulink仿真模型的子系统•操作演示MATLAB介绍•1980年，美国CleveMoler博士建立了MATLAB(Matrixlaboratory)。•语言描述与科学计算的思路和表达方式一致。•在数值计算、算法设计及验证、统计、图像处理、自动化控制理论、数字信号处理、系统识别和神经网络。•电力电子应用技术MATLAB环境命令窗口的控制键功能重要的MATLAB系统命令文件管理命令Matlab数据结构•赋值语句：–变量名=运算表达式–[返回变量列表]=函数名(输入变量列表)•常量：pi,Inf,NaN等•变量名:字母引导，后面跟数字、字母或下划线，区分大小写。•矩阵，多维数组，字符串，cell结构，结构体，类与对象字符串变量操作命令数值运算运算符•算术运算符优先级最高。•关系运算符次之。表1-14•逻辑运算符优先级最低:与(&)、或(|)和非(~)for循环•forx=初始值:步进值:终值语句体endhelpforwhile循环•while表达式•语句体•end图1-10拷贝过来helpwhileifelseend结构•if表达式语句体end•if表达式语句体1else语句体2end•if表达式1语句体1elseif表达式2语句体2….elseif表达式n语句体nelse语句体n+1endswitch-case-end•switch表达式(标量或字符串)•case值1,•语句体1•case{值2.1,值2.2….}•语句体2•….•otherwise•语句体n•end基本绘图•helpgraph2d•helpgraph3d演示matlab画图功能•实现多个matlab图像显示•调入画图数据•生成彩色二维图像•多个图像标尺同步•单个图像防止勿关闭•多图像关闭Simulink系统仿真环境•Simulink(SimulationLink)是仿真连接，从MATLAB模型库中提取模型放入到Simulink的仿真平台上。•特点：–以调用模块代替程序的编写，以模块连接的框图表示系统，单击模块既可以输入模块参数。以框图标识系统的输入、输出和系统本身模块。–搭建系统模型，设置好仿真参数，即可启动仿真。–系统运行的状态和结果可以通过波形和曲线观察，等效于实验室中的示波器观察。–系统仿真数据可用*.mat格式的文件保存。–如果系统模型搭建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。File文件菜单Edit编辑菜单View查看菜单Simulation仿真功能菜单Format模块格式菜单Tools工具菜单Simulink基本操作•模块的提取•模块的移动、放大和缩小•模块的复制和粘贴•模块的删除和恢复•模块的转向•模块名的修改和移动•模块颜色的改变•模块参数设置•模块的属性设置•模块的连接•连线的弯折、移动和删除•批处理方法创建Simulink仿真模型•已知某直流比较仪的输出特性曲线的表达式为•当k=50且•绘制输出特性曲线。•调用功能模块•创建并保存模型文件•连接模块并设置参数•设置仿真参数•运行仿真并显示仿真结果•导出仿真数据的操作技巧021IkIImAI800创建Simulink仿真模型的子系统•当模型规模很大且很复杂时，合成一个子系统(FPGA子节点，LabVIEW子VI，MATLAB的function函数)，其优点：–减少窗口模块数，使窗口调理清晰、层次分明。–相关模块整合，用于建立自己的模型库。–层次化模型图表(类比:软件的驱动层次设计,硬件的芯片、板卡级和系统级设计)。•实现方式:–采用Ports&Subsystems端口和子系统模块库的Subsystem功能模块：增加一个子系统到你的模型中，并在打开的模型编辑区设计组合新的功能模块，以建立子系统。–将现有的多个功能模块连接好，再组合起来，然后再把这些模块组合成新的功能模块，以建立子系统。•现在需要创建一个三相电压波形的子系统:•文件重命令要注意:不要直接改动文件名，建议用MATLAB打开后，用Saveas功能。VtVVtVVtVcba240250sin220120250sin220250sin220