中南大学工厂供电课程设计报告18

中南大学工程训练报告课题名称：基于MATLAB的电力电子系统仿真专业班级：自动化0801班学号：0909080222姓名：唐文娟指导老师：桂武鸣老师目录目录目录目录前言................................................................................................................................3第一章MATLAB/SIMULINK基础知识.........................................................................41.1MATLAB介绍....................................................................................................41.1.1MATLAB的基本特点.............................................................................41.1.2MATLAB的系统开发环境(SystemDevelopingEnvironment).......51.2SIMULINK仿真基础........................................................................................71.2.1SIMULINK启动.....................................................................................71.2.2SIMULINK的模块库介绍.....................................................................71.2.3电力系统模块库的介绍......................................................................81.2.4SIMULINK简单模型的建立.................................................................91.2.5SIMULINK功能模块的处理.................................................................91.2.6SIMULINK线的处理...........................................................................111.2.7SIMULINK仿真的运行.......................................................................111.3MATLAB/SIMULINK仿真的目的与意义........................................................14第二章整流电路的仿真..........................................................................................152.1单相整流电路的仿真...................................................................................152.1.1单相半波可控整流电路....................................................................152.1.2单相半波带阻感负载有续流二极管的电路模型............................172.1.3单相桥式可控整流电路....................................................................192.2三相可控整流电路的仿真...........................................................................242.2.1三相半波可控整流电路....................................................................242.2.2三相桥式全控整流电路....................................................................27第三章晶闸管直流电动机起动与制动仿真..........................................................303．1晶闸管直流电动机直接起动仿真..............................................................303．2晶闸管直流电动机电枢串联电阻起动仿真..............................................33第四章总结与体会....................................................................................................38参考文献......................................................................................................................39中南大学自动化工程训练———基于MATLAB的电力电子系统仿真（报告）第3页共39页前言MATLAB是一种科学计算软件，它是一种以矩阵为基础的交互式程序计算语言。SIMULINK是基于框图的仿真平台，它挂接在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。本文主要以MATLAB/SIMULINK仿真软件为基础，完成了对整流电路建模与仿真，并且给出了仿真结果波形，同时根据仿真结果进行了分析和计算。证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。本文分为三章，第一章Matlab/Simulink基本介绍,第二章晶闸管整流电路模型，第三章晶闸管直流电动机系统模型。中南大学自动化工程训练———基于MATLAB的电力电子系统仿真（报告）第4页共39页第一章MATLAB/SIMULINK基础知识1.11.11.11.1MATLAB介绍Matlab(MatrixLaboratory)是美国MathWorks公司开发的一套高性能的数值分析和计算软件，用于概念设计,算法开发,建模仿真,实时实现的理想的集成环境，是目前最好的科学计算类软件之一。MATLAB将矩阵运算、数值分析、图形处理、编程技术结合在一起，为用户提供了一个强有力的科学及工程问题的分析计算和程序设计工具，它还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能，是具有全部语言功能和特征的新一代软件开发平台。MATLAB已发展成为适合众多学科，多种工作平台、功能强大的大型软件。在欧美等国家的高校，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具。成为攻读学位的本科、硕士、博士生必须掌握的基本技能。在设计研究单位和工业开发部门，MATLAB被广泛的应用于研究和解决各种具体问题。在中国，MATLAB也已日益受到重视，短时间内就将盛行起来，因为无论哪个学科或工程领域都可以从MATLAB中找到合适的功能。1.1.1MATLAB的基本特点MATLAB系统由5个主要的部分构成：(1)开发环境(DevelopmentEnvironment)：微MATLAB用户或程序编制员提供的一套应用工具和设施。由一组图形化用户接口工具和组件集成：包括MATLAB桌面、命令窗口、命令历史窗口、编辑调试窗口及帮助信息、工作空间、文件和搜索路径等浏览器。(2)MATLAB数学函数库(MathFunctionLibrary)：数学和分析功能在MATLAB工具箱中被组织成8个文件夹。elmat初步矩阵，和矩阵操作。elfun初步的数学函数。求和、正弦、余弦和复数运算等中南大学自动化工程训练———基于MATLAB的电力电子系统仿真（报告）第5页共39页specfun特殊的数学函数。矩阵求逆、矩阵特征值、贝塞尔函数等；matfun矩阵函数－用数字表示的线性代数。atafun数据分析和傅立叶变换。polyfun插值，多项式。funfun功能函数。sparfun稀疏矩阵。(3)MATLAB语言：(MATLABLanguage)一种高级编程语言（高阶的矩阵/数组语言），包括控制流的描述、函数、数据结构、输入输出及面对对象编程；(4)句柄图形：(HandleGraphics)MATLAB制图系统具有2维、三维的数据可视化，图象处理，动画片制作和表示图形功能。可以对各种图形对象进行更为细腻的修饰和控制。允许你建造完整的图形用户界面（GUI），以及建立完整的图形界面的应用程序。制图法功能在MATLAB工具箱中被组织成5个文件夹：二维数图表（graph2d）、三维图表（graph3d）专业化图表（specgraph）、制图法（graphics）、图形用户界面工具（uitools）。(5)应用程序接口：(AppliedFunctionInterface)MATLAB的应用程序接口允许用户使用C或FORTRAN语言编写程序与MATLAB连接。1.1.2MATLAB的系统开发环境(SystemDevelopingEnvironment)1．操作桌面(OperatingDesktop)（1）桌面布局：6个窗口命令窗口（CommendWindow）、工作空间窗口（Workspace）、当前目录浏览器（CurrentDirectory）、命令历史窗口（CommendHistory）、启动平台（LaunchPad）、帮助窗口（Help）、M文件优化器（Profiler）。（2）菜单和工具栏；(Menuandtoolbar)操作桌面上有6个菜单和带有9个快捷按钮的工具栏组。（3）改变桌面设置：(Setting)File菜单中Preference对话框中设置。2．命令窗口：(Commandwindow)MATLAB的主要交互窗口。用于输入MATLAB命令、函数、数组、表达式等信息，并显示图形以外的所有计算结果。还可在命令窗口输入最后一次输入命令的开头字符或字符串，然后用↑键调出该命令行。中南大学自动化工程训练———基于MATLAB的电力电子系统仿真（报告）第6页共39页3．工作空间窗口：(WorkspaceWindow)用于储存各种变量和结果的空间，显示变量的名称、大小、字节数及数据类型，对变量进行观察、编辑、保存和删除。临时变量不占空间。为了对变量的内容进行观察、编辑与修改，可以用三种方法打开内存数组编辑器。双击变量名；选择该窗口工具栏上的打开图标；鼠标指向变量名，点击鼠标右键，弹出选择菜单，然后选项操作。欲查看工作空间的情况，可以在命令窗口键入命令whos（显示存在工作空间全部变量的名称、大小、数据类型等信息）或命令who（只显示变量名）。4．当前目录浏览器：(CurrentDirectory)用于显示及设置当前工作目录，同时显示当前工作目录下的文件名、文件类型及目录的修改时间等信息。只有在当前目录或搜索路径下的文件及函数可以被运行或调用。