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本书主要介绍了基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真,在适当阐述工作原理基础上,重点介绍系统的仿真模型建立方法和仿真结果分析,对于不能直接调用的仿真模块进行了修改并说明其工作原理 。
全书共分7章,第1章为基础篇,着重介绍MATLAB基本操作与模块库中模块浏览; 第2~7章为电力电子和交直流调速系统仿真模型的建立和仿真结果分析。全书提供了一些应用实例 。
本书特点是将电力电子技术、交直流调速系统与MATLAB仿真有机地结合在一起,叙述简洁,概念清楚。 本书适合作为高等院校电气、自动化专业高年级本科生、研究生及高校教师的教学参考书,同时可供相关人员参考 。
第1章MATLAB简介与基本操作
1.1MATLAB简介
1.2Simulink/SimPowerSystems模型窗口
1.2.1Simulink的工作环境
1.2.2模型窗口工具栏
1.3有关模块的基本操作及仿真步骤
1.4测量模块及显示和记录模块的使用
1.5建立子系统和系统模型的封装
1.6Simulink模型库中的模块
1.7SimPowerSystems模型库浏览
1.8仿真算法介绍
1.9s函数的编写
第2章电力电子整流电路仿真
2.1电力电子仿真常用的测量模块简介
2.2单相桥式整流电路仿真
2.2.1单相全控桥式整流电路仿真
2.2.2单相半控桥式整流电路的仿真
2.3三相半波可控整流电路仿真
2.3.1三相半波可控整流电路接纯电阻负载仿真
2.3.2三相半波可控整流电路接反电动势负载仿真
2.3.3考虑交流电源存在电感三相不可控整流电路仿真
2.3.4考虑交流电源侧存在电感三相半波可控整流电路仿真
2.4三相全控桥式整流电路仿真
2.5三相半控桥式整流电路仿真
第3章电力电子有源逆变仿真
3.1半波可控整流电路接电动势性质负载的仿真
3.2考虑交流电源存在电感的有源逆变仿真
3.3三相全控桥式整流电路有源逆变工作状态仿真
3.4整流电路的电流畸变系数和有功功率测量的仿真
第4章电力电子无源逆变仿真
4.1负载换流逆变器仿真
4.1.1RLC串联谐振逆变器仿真
4.1.2并联谐振逆变器仿真
4.2强迫换流电压型逆变器仿真
4.2.1单相桥式串联电感式逆变器仿真
4.2.2三相串联电感式逆变器仿真
4.2.3串联二极管式逆变器仿真
4.2.4具有辅助换流晶体管逆变器仿真
4.3强迫换流电流型逆变器仿真
4.4全控型电力电子电压型逆变器仿真
4.4.1单相全桥逆变器仿真
4.4.2三相电压型逆变器仿真
4.5多重逆变电路仿真
4.5.1二重单相电压型逆变电路仿真
4.5.2三相电压型逆变器多重化仿真
4.6正弦波脉宽逆变器仿真
4.7跟踪型PWM控制技术仿真
4.7.1单相半桥式跟踪PWM逆变器仿真
4.7.2三相桥式跟踪PWM逆变器仿真
第5章交流调压和直流变换仿真
5.1交流调压仿真
5.1.1单相交流调压仿真
5.1.2三相交流调压仿真
5.2直流变换器仿真
5.2.1降压式(buck)斩波器仿真
5.2.2升压式(boost)斩波器仿真
5.2.3升/降压斩波器仿真
5.3输入和输出隔离直流变换器仿真
5.3.1单端反激式电路仿真
5.3.2单端正激式变换电路仿真
5.3.3推挽式直流变换电路仿真
5.3.4半桥式直流变换电路仿真
5.3.5全桥式直流变换电路仿真
第6章直流调速系统的仿真
6.1单闭环直流调速系统仿真
6.1.1晶闸管直流电动机开环调速系统的仿真
6.1.2单闭环有静差转速负反馈调速系统的建模与仿真
6.1.3单闭环无静差转速负反馈调速系统的建模与仿真
6.1.4单闭环电流截止转速负反馈调速系统的建模与仿真
6.1.5单闭环电压负反馈调速系统的建模与仿真
6.1.6单闭环电压负反馈和带电流正反馈调速系统的建模与仿真
6.1.7单闭环转速负反馈调速系统定量仿真
6.2双闭环及PWM直流调速系统仿真
6.2.1转速、电流双闭环直流调速系统定量仿真
6.2.2转速超调的抑制——转速微分负反馈仿真
6.2.3α=β配合控制调速系统仿真
6.2.4逻辑无环流可逆直流调速系统仿真
6.2.5PWM直流调速系统仿真
第7章交流调速系统的MATLAB仿真
7.1交流调速系统仿真中常用模块简介
7.2单闭环交流调压调速系统的建模仿真
7.2.1调压调速基本工作原理
7.2.2调压调速的建模与仿真
7.3变频调速系统的建模与仿真
7.3.1SPWM内置波调速系统仿真
7.3.2SPW外置波调速系统仿真
7.4电流滞环跟踪控制调速系统仿真
7.5电压空间矢量调速系统的建模与仿真
7.5.1电压空间PWM矢量控制技术
7.5.2电压空间PWM矢量控制技术仿真
7.6转速开环恒压频比的交流调速系统仿真
7.7转差频率改进方案的仿真
7.8转速、磁链闭环控制的矢量控制系统仿真
7.8.1矢量控制系统的基本思路
7.8.2按转子磁链定向矢量控制方案
7.8.3转速、磁链闭环矢量控制系统仿真
7.9定子磁链定向控制直接转矩控制系统仿真
7.9.1按定子磁链定向控制直接转矩控制系统的基本原理
7.9.2按定子磁链定向控制直接转矩控制系统仿真
7.10绕线式转子异步电动机双馈调速系统仿真
7.10.1绕线式异步电动机串级工作原理
7.10.2绕线式异步电动机串级调速系统仿真
参考文献 2100433B
基于MATLAB的电力电子技术和交直流调速系统仿真
作者:陈中
定价:39元
印次:1-7
ISBN:9787302370499
出版日期:2014.11.01
印刷日期:2019.08.16
稳态时,给定Un*与Un的差值为可以认为是为零的,即实现系统的无静差。Un大于给定时,转速回退饱和的,总之,最后稳态时,Un是不变的。对于双闭环最终应该是Un*-an(Un)=0
1、电力系统自动化技术概述 电力系统由发电、输电、变电、配电及用电等环节组成。通常将发电机、变压器、开关、及输电线路等设备称作电力系统的一次设备,为了保证电力一次设备安全、稳定、可靠运行和电力生产以比...
电力拖动自动控制系统 和 电力电子技术 是一样(类似)的课程吗
电力拖动与电力电子技术相同点:教科书内的自动控制系统电路图,是一样的。电力拖动与电力电子技术不同点:教科书内的自动控制电路图例题有所区别。《电力拖动》根据全国高等学校电气工程与自动化系列教材编审委员会...
浙江机电直流调速系统仿真毕业设计
浙江机电职业技术学院电气工程系毕业设计说明书 1 毕业设计课题题目 摘 要 文中所做的主要工作如下: 了解开环直流调速与单闭环直流调速系统的原理、组成结构;利用实验室已有的主要单元部 件,搭建直流调速系统;进行调试,测试系统各性能波形。 1)开环系统与单闭环系统的总体方案设计,画出功能模块联接图并阐述原理。 2)各功能模块设计或原理阐述。 3)整体接线图。 4)搭建开环直流调速系统。 5)有静差单闭环直流调速与无静差单闭环直流调速波形测试。 关键词 : 开环系统;单闭环系统;性能;测试 浙江机电职业技术学院电气工程系毕业设计说明书 2 目 录 摘 要 .......................................................................................................................
电力电子技术的发展史
电力电子技术的发展史 电子技术是根据电子学的原理, 运用电子器件设计和制造某种特定功能的电 路以解决实际问题的科学, 包括信息电子技术和电力电子技术两大分支。 信息电 子技术包括 Analog ( 模拟 ) 电子技术和 Digital ( 数字 ) 电子技术。电子技术 是对电子信号进行处理的技术,处理的方式主要有:信号的发生、放大、滤波、 转换。 目录 电力电子技术 现代电力电子技术 高频开关电源的发展趋势 半导体器件基础 电路发展 1.电力电子技术发展 现代电力电子技术的发展方向 ,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电 子学 ,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起 始于五十年代末六十年代初的硅整流器件 ,其发展先后经历了整流器时代、逆变 器时代和变频器时代 ,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末 期和九十年代初期发展起来的、 以功率 MOS
第10章MATLAB半实物仿真系统
10.1 MATLAB xPC半实物仿真系统
半实物仿真,又称硬件在回路中的仿真HILS(Hardware In the Loop Simulation),是指在条件允许的情况下尽可能地在仿真系统中接入实物以取代相应部分的数学模型。这样的仿真实验更接近实际情况,从而可以得到更确切的信息。由于在回路中接入实物,半实物仿真系统必须实时运行。
从系统设计的角度讲,半实物仿真系统应当具有面向不同控制对象、具有不同控制规律的仿真能力;从软件开发角度讲,半实物仿真系统应当具有多变量、多参数的处理能力。同时半实物仿真系统能够与各硬件部件之间进行实时或非实时的通信。
MATLAB中的控制类工具箱与Simulink仿真工具为控制系统的分析、设计、仿真、测试和实现提供了强有力的工具,并使得控制系统分析、设计、仿真、测试和实现的手段及方法都有了很大改进。目前,MATLAB已成为国际和国内控制领域最流行的设计仿真实验软件。在控制工程领域内几乎所有控制器在设计和研发的过程中都需要在不同阶段进行仿真和验证,以观察与某些部件相连时的控制算法的性能。计算机仿真目前已成为解决工程问题的重要手段,MATLAB和Simulink软件已成为其中功能最强大的仿真软件之一。
MATLAB的xPC实时开发环境Simulink/RTW理论体系和技术框架,为控制理论算法的研究提供了一个实时的设计、仿真和开发与调试平台,为计算机控制系统的设计和实现提出了一套新的快速原型化的解决方案。
10.1.1 MATLAB xPC半实物仿真平台架构
通常,基于xPC实时控制系统采用宿主机一目标机的技术途径,即“双机”模式:宿主机为一般Pc,使用Windows操作系统,安装MATLAB软件,用于设计、创建目标应用程序;目标机本书采用带ISA插槽的台式工控机,运行实时操作系统内核和应用程序,并通过RS一232串行接口或以太网卡实现和宿主机之间的通信连接。
xPC Target是MathWorks公司提供和发行的基于RTW体系框架的附加产品,可将Intel80x86/Pentium计算机或Pc兼容机转变为一个实时系统,而且支持许多类型的I/O设备版(包括ISA和PCI两种类型)。使用xPC,用户只要在宿主机上安装相应的软件、一个编译器和I/O设备板,就可以将一个PC兼容机作为实时系统,来实现控制系统或DSP系统的快速原型化、硬件在回路中的测试和实时控制系统的功能。xPC不需要在目标机上安装DOS、Windows、Linux或任何一种操作系统,用户只需用特殊的目标启动盘(一般为u盘)。该启动盘内包含了高度优化的xPC目标的实时内核。
《普通高等教育"十二五"规划教材,电气工程自动化专业规划教材:基于MATLAB的控制系统仿真及应用》可作为高等学校自动化和电气信息类专业本科生和研究生教材,也可供从事自动控制及相关专业的工程技术人员学习参考。
绪论
0.1 仿真技术简介
0.2 计算机仿真技术的发展概况
0.3 计算机仿真技术的应用
0.4 控制系统计算机辅助设计的主要内容及其应用
0.5 基于MATLAB的控制系统仿真的现状
习题
第1章 仿真软件——MATLAB
1.1 MATLAB的功能特点
1.2 MATLAB的基本操作
1.3 MATLAB的控制语句
1.3.1 循环语句
1.3.2 程序流控制语句
1.3.3 条件转移语句
1.4 MATLAB的绘图功能
1.4.1 二维图形
1.4.2 三维图形
1.5 MATLAB的数值运算
1.5.1 矩阵运算
1.5.2 向量运算
1.5.3 关系和逻辑运算
1.5.4 多项式运算
1.5.5 数据分析
1.5.6 函数极值
1.5.7 代数方程求解
1.5.8 微分方程求解
1.5.9 函数积分
1.5.1 0函数绘图
1.6 MATIAB的符号运算
1.6.1 符号表达式的生成
1.6.2 符号表达式的基本运算
1.6.3 符号表达式的微积分
1.6.4 符号表达式的变换
1.6.5 符号表达式的求解
1.7 MATLAB的图形界面
1.8 MATLAB编译器
1.8.1 创建MEX文件
1.8.2 创建EXE文件
本章小结
习题
第2章 控制系统的数学模型及其转换
2.1 线性系统数学模型的基本描述方法
2.2 系统数学模型问的相互转换
2.3 系统模型的连接
2.4 典型系统的生成
2.5 系统的离散化和连续化
2.6 系统的特性值
本章小结
习题
第3章 连续系统的数字仿真
3.1 数值积分法
3.1.1 欧拉法
3.1.2 梯形法
3.1.3 预估-校正法
3.1.4 龙格-库塔法
3.1.5 关于仿真数值积分法的几点讨论
3.2 连续系统的数字仿真程序
3.3 面向系统结构图的仿真
3.3.1 典型环节的确定
3.3.2 连接矩阵
3.3.3 确定系统的状态方程
3.3.4 面向结构图的数字仿真程序
3.4 连续系统的快速仿真
3.4.1 增广矩阵法的基本原理
3.4.2 典型输入函数的增广矩阵
本章小结
习题
第4章 连续系统按环节离散化的数字仿真
4.1 连续系统的离散化
4.2 典型环节的离散系数及其差分方程
4.3 非线性系统的数字仿真方法
4.4 连续系统按环节离散化的数字仿真程序
本章小结
习题
第5章 采样控制系统的数字仿真
5.1 采样控制系统..;
5.2 模拟调节器的数字化仿真方法
5.3 采样控制系统的数字仿真程序
5.3.1 数字控制器的程序实现
5.3.2 连续部分的程序实现
5.3.3 程序框图及仿真程序
5.4 关于纯滞后环节的数字仿真
本章小结
习题
第6章 动态仿真集成环境——Simulink
6.1 simulink简介
6.1.1 Simulink的启动
6.1.2 Simulink库浏览窗口的功能菜单
6.1.3 仿真模块集
6.2 模型的构造
6.2.1 模型编辑窗口
6.2.2 对象的选定
6.2.3 模块的操作
6.2.4 模块间的连线
6.2.5 模型的保存
6.2.6 模块名字的处理
6.2.7 模块内部参数的修改
6.2.8 模块的标量扩展
6.3 连续系统的数字仿真
6.3.1 利用Simulink菜单命令进行仿真
6.3.2 仿真结果分析
6.3.3 利用MAn.AB的指令操作方式进行仿真
6.3.4 模块参数的动态交换
6.3.5 Simulink调试器
6.4 离散系统的数字仿真.;
6.5 仿真系统的线性化模型
6.6 创建子系统
6.7 封装编辑器
6.7.1 参数(Parameters)页面
6.7.2 图标(Icon)页面
6.7.3 初始化(Initialization)页面
6.7.4 描述(Docurnentation)页面
6.7.5 功能按钮
6.8 条件子系统
本章小结
习题
第7章 控制系统的计算机辅助分析
7.1 控制系统的稳定性分析
7.2 控制系统的时域分析
7.3 根轨迹法
7.4 控制系统的频域分析
7.5 系统的能控性和能观测性分析
7.5.1 系统的能控性和能观测性
7.5.2 将系统按能控和不能控进行分解
7.5.3 将系统按能观测性和不能观测性进行分解
7.6 系统模型的降阶
7.6.1 平衡实现
7.6.2 模型降阶
本章小结
习题
第8章 控制系统的计算机辅助设计
8.1 频率法的串联校正
8.1.1 基于频率响应法的串联超前校正
8.1.2 基于频率响应法的串联滞后校正
8.1.3 基于频率响应法的串联滞后一超前校正
8.2 状态反馈和状态观测器的设计
8.2.1 状态反馈
8.2.2 状态观测器
8.2.3 带状态观测器的状态反馈系统
8.2.4 离散系统的极点配置和状态观测器
8.2.5 系统解耦
8.2.6 系统估计器
8.2.7 系统控制器
8.3 最优控制系统设计
8.3.1 状态反馈的线性二次型最优控制
8.3.2 输出反馈的线性二次型最优控制
本章小结
习题
第9章 基于MATLAB工具箱的控制系统分析与设计
9.1 控制系统工具箱简介
9.2 线性时不变系统的对象模型
9.2.1 LTI对象
9.2.2 模型建立及模型转换函数
9.2.3 LTI对象属性的存取和设置
9.3 线性时不变系统浏览器——LTIViewer
9.4 单输入单输出系统设计工具——SISODesignTool
9.4.1 MNTLAB7.5的SISODesignTool
9.4.2 MATLAB6.5的SISODesignTool
9.5 非线性控制系统设计
9.5.1 SignalConstraint模块及其应用
9.5.2 NCDBlockset模块及其应用
9.5.3 求解其他非线性控制系统的设计问题
本章小结
习题
第10章 Simulink的扩展工具——S-函数
10.1 S-函数简介
10.2 S-函数的建立
10.2.1 用M文件创建S-函数
10.2.2 用C语言创建S-函数
10.3 S-函数编译器
10.4 S-函数包装程序
本章小结
习题
附录AMATLAB函数一览表
附录BMATLAB函数分类索引
参考文献2100433B