Simulink电路仿真基础
simulink 仿真教程(从入门到入土)+报告(真)
Simulink仿真摘要：simulink作为matlab的衍生模组，具有强大的仿真能力。
原则上你可以将任意具有明确映射关系的物理量进行仿真模拟。
对于相互间关系不明确的物理量，则可以通过输入输出数据的采集，然后通过模糊控制的方案替代明确的映射关系。
本文主要针对的是以电焊机电路为主，其他仿真为辅的教程性质的文章。
关键词：matlab Simulink 仿真电焊机教程第一章初识软件 (2)1.1 simulink 简介 (2)1.2 simulink基础页面 (2)1.3 常用库的介绍 (3)1.3.1 simulink库 (4)1.3.1.1 常用模块库 (4)1.3.1.2 其他常用子库模块 (6)1.3.2 电气库Simscape (7)1.3.2.1 Electrical库 (7)1.3.2.2 Specialized Technology库 (8)1.4模块连接 (9)第二章简单仿真系统的建立 (11)2.1传递函数S信号仿真 (11)2.1.1 运放环节的等效替代 (11)2.1.2 等效变换 (12)2.1.3 逻辑仿真 (13)2.2电气库仿真 (13)2.3子系统和模块的建立 (15)2.3.1 子系统的建立 (15)2.3.2 模块的建立 (16)第三章复合仿真 (18)3.1 m函数模块 (18)3.1.1 简单编程 (18)3.1.2 部分函数介绍 (19)3.2 整体模型 (21)3.3 仿真注意事项 (22)3.3.1 注意事项1 (22)3.3.2 注意事项2 (23)3.3.3 注意事项3 (24)3.3.4 注意事项4 (24)结语 (25)第一章初识软件Matlab作为一块应用广泛的软件，在许多领域中具有广泛的应用，所以掌握matlab的一些基础运用是一个很有用的技能。
Matlab广泛应用于数字图像处理，程序控制，仿真模拟等多个领域之中。
这款软件的核心基础在于强大的矩阵计算能力，无论是程序处理还是仿真计算，其本质就是通过矩阵运算的方式得出解。
基于SIMULINK的整流电路的设计与仿真研究
基于SIMULINK的整流电路的设计与仿真研究摘要：MA TLAB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MA TLAB/SIMULINK仿真软件为基础，完成了对整流电路的建模与仿真，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。
关键字：MA TLAB/SIMULINK；建模；仿真；整流电路一、前言在电力电子电路如变流装置的设计过程中，需要对设计出来的初步方案及有关元件参数选择是否合理，效果如何进行验证。
采用MA TLAB/SIMULINK可视化图形化仿真环境来对电力电子电路进行建模仿真则可使之变得直观，简单易行，效率高且真实准确。
本课题主要研究的是利用MATLAB/SIMULINK建立电力电子电路仿真模型并进行仿真。
对单相整流电路和三相整流电路主要研究其半波可控和桥式全控整流电路，分别建立其Simulink仿真模型，进行系统仿真，对其仿真波形进行对比分析，并与理论结果进行对比。
利用Simulink中的模块库建立单相/三相整流电力变换电路，进行仿真后，对仿真波形进行比较分析，证实了该方法的简便直观、高效快捷和真实准确性。
由于计算机中修改参数方便，可以通过改变方针参数就可观察各种现象，加深了对其电路原理的理解。
同时，通过对本课题的研究最终能够熟悉并掌握Matlab /Simulink的应用环境，熟练应用Simulink模块库中模块建立电力电子电路的系统仿真模型，设定系统仿真参数，进行系统仿真。
二、实验研究与分析（一）单相可控整流电路的仿真1、单相半波可控整流电路单相桥式半控整流电路原理图如右图所示，电路由交流电源u1、整流变压器T、晶闸管VT、负载电阻R以及触发电路组成。
在变压器二次侧电压u2的正半周触发晶闸管VT，则在负载上可以得到方向不变的直流电，改变晶闸管的控制角可以调节输出直流电压和电流的大小。
Matlab第五章 Simulink模拟电路仿真
第五章Simulink模拟电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜§5.1 电路仿真概要5.1.1 MATLAB仿真V.S. Simulink仿真利用MATLAB编写M文件和利用Simulink搭建仿真模型均可实现对电路的仿真，在实现电路仿真的过程中和仿真结果输出中，它们分别具有各自的优缺点。
武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1.mclear;V=40;R=5;Ra=25;Rb=100;Rc=125;Rd=40;Re=37.5;R1=(Rb*Rc)/(Ra+Rb+Rc);R2=(Rc*Ra)/(Ra+Rb+Rc);R3=(Ra*Rb)/(Ra+Rb+Rc);Req=R+R1+1/(1/(R2+Re)+1/(R3+Rd));I=V/Req武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜注意Simulink仿真中imeasurement模块/vmeasurement模块和Display模块/Scope模块的联合使用Series RLC Branch模块中R、C、L的确定方式R：Resistance设置为真实值Capacitance设置为inf（无穷大）Inductance设置为0C：Resistance设置为0 Capacitance设置为真实值Inductance设置为0L：Resistance设置为0Capacitance设置为inf Inductance设置为真实值武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜MATLAB方式：步骤：建立等效模型→模型数学化→编写M文件计算→得到运算结果优点：理论性强，易于构建算法、模型缺点：较复杂，对电路观测量更改时需更改M文件适用范围：大系统抽象和原理性建模Simulink方式：步骤：选取模块→组成电路→运行仿真→观测仿真结果 优点：直观性强，易于与实际电路对应，易于观察结果 缺点：理论性不强，对电路原理不能得到解析适用范围：具体电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.1.2 Power System Blockset模块集及powerlib窗口Power System Blockset模块集是MATLAB中专用的电路仿真模块集，其中内含有Electrical Source、Elements等子模块库，而电路仿真常用的DC Voltage Source、Series RLC Branch、Current Measurement等模块都被包含在这个模块集中。
《SIMULINK仿真基础》课件
SIMULINK仿真基础课程介绍，通过深入浅出的方式帮助学员掌握SIMULINK 的基本知识和仿真实践技巧。
课程大纲
SIMULINK基础知识
SIMULINK简介、软件界面介绍、模型的创 建方式、模型的保存和加载。
仿真方法与技巧
仿真参数设置、仿真停止方式、数据可视化 方法。
并实现控制和优化
项目仿真分析
学习仿真技巧，掌握仿真参数设置，能够 运用仿真进行系统分析、控制和优化。
通过实际案例学习，能够应用SIMULINK 进行电路、控制系统、机械系统和通信系 统的仿真分析。
模型建立流程
模型建立步骤、系统建模方法、模型参数设 置。
仿真应用案例
电路仿真实例、控制系统仿真实例、机械系 统仿真实例、通信系统仿真实例。
目标学员
1 工程师
具备一定仿真基础，希望深入学习SIMULINK并应用于实际工程项目的工程师。
2 科研人员
希望运用仿真技术进行科研工作的科研人员。
3 学生
对仿真技术和工程应用感兴趣的学生，尤其是自动化握SIMULINK的基础知识
2 熟练掌握SIMULINK模型建立流程
了解SIMULINK的特点、功能和基本操作， 掌握基本的建模方法。
学习模型建立的基本步骤，了解不同系统 的建模方法，并掌握模型参数设置。
3 能够运用SIMULINK进行仿真分析， 4 能够应用SIMULINK完成实际工程
基于Simulink三相电路仿真
5.1 实验目的
１） 掌握 Simulink 的工作环境及 SimPowerSystems 功能模块库的应用； ２） 掌握 Simulink 的电路系统建模和仿真方法； ３） 掌握 Simulink 仿真数据的输入与输出方法； ４） 掌握三相电源及负载的连接方式，了解三相负载不同连接方式对线路电压、 电流和负载功率的影响； ５） 了解不对称负载作星形连接时对中点电压的影响；
5.2 实验内容
三 相 工 频 电 路 如 图 5.1 所 示 。 三 相 工 频 电 源 为 对 称 三 相 电 源 ， 其 中
u a
(t)
=100cos(wt)
。
R l
=
0.1W
为线路电阻。三相负载为对称三相负载，其中
R a
=
3.14W ，
L a
=
0.01H
。三相开关
k
在时间 t
=
0 时刻合闸。在有中线和无中线条
件下，分析电路在负载对称和不对称工作状态下的线（相）电压、线（相）电流、中线电压 和电流以及负载有功功率与无功功率，并给出其瞬时值曲线及电路稳态时负载相电压和电流
的幅值和相角值。
u
Rl
k
a
R
La
a
u
R
L
R
b
N
b
l
k
b
N¢
R l
k
c
L
R
c
c
图 5.1 三相对称电路
5.3 实验结果
基于simulink的单相桥式整流电路的仿真
基于simulink的单相桥式整流电路的仿真11电牵3班8号xx关键字：单相桥全控整流 simulink本次实验主要为利用simulink中的块原件来构建电力电子中的一种基本整流电路——单相桥式全控整流电路，整流电路是出现最早的电力电子电路，电路的功能是将交流电变为直流电在整流电路的设计过程中，需要对设计电路及有关参数选择是否合理、效果好坏进行验证。
如果通过实验来验证，需要经过反复多次的元件安装、调试、重新设计等步骤，这样使得设计耗资大，效率低，周期长。
现代计算机仿真技术为电力电子电路的设计和分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路、系统的分析和设计变得更加容易和有效。
Matlab 是一种计算机仿真软件，它是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，用直观的模块框图进行仿真和计算。
其中的电力系统（Power System）工具箱是专用于RLC电路、电力电子电路、电机传动控制系统和电力系统仿真用的模型库。
以Matlab7.0 为设计平台，利用Simulink 中的Pow er System工具箱来搭建整流电路仿真模型，设置参数进行仿真。
一、单相桥式全控整流电路工作原理1、阻感负载的工作情况电路分析在u2正半周期触发角α处给晶闸管VT1和VT4加触发脉冲使其开通，ud=u2。
负载电感很大，id不能突变且波形近似为一条水平线。
u2过零变负时，由于电感的作用晶闸管VT1和VT4中仍流过电流id，并不关断。
ωt=π+α时刻，触发VT2和VT3，VT2和VT3导通，u2通过VT2和VT3分别向VT1和VT4施加反压使VT1和VT4关断，流过VT1和VT4的电流迅速转移到VT2和VT3上，此过程称为换相，亦称换流。
假设负载电感很大，负载电流id连续且波形近似为一水平线。
2、基本数量关系TLu1uii晶闸管移相范围为90︒，因为当α ＝ 90︒ 时， Ud ＝0。
基于simulink的系统仿真实验报告(含电路、自控、数电实例)
《系统仿真实验》实验报告目录一《电路》仿真实例 (3)2.1 简单电路问题 (3)2.1.1 Simulink中仿真 (3)2.1.2 Multisim中仿真 (4)2.2 三相电路相关问题 (5)二《自动控制原理》仿真实例 (7)1.1 Matlab绘图 (7)三《数字电路》仿真实例 (8)3.1 555定时器验证 (8)3.2 设计乘法器 (9)四实验总结 (11)一《电路》仿真实例2.1 简单电路问题课后题【2-11】如图所示电路，R0=R1=R3=4Ω，R2=2Ω,R4=R5=10Ω,直流电压源电压分别为10V、4V、6V，直流电流源电流大小为1A，求R5所在的支路的电流I。
（Page49）解：simulink和multisim都是功能很强大的仿真软件，下面就以这个简单的习题为例用这个两个软件分别仿真，进一步说明前者和后者的区别。
2.1.1 Simulink中仿真注意事项：由于simulink中并没有直接提供DC current source，只有AC current source，开始的时候我只是简单的把频率调到了0以为这就是直流电流源了，但是并没有得到正确的仿真结果。
后来问杨老师，在老师的帮助下发现AC current source的窗口Help中明确的说明了交流变直流的方法：A zero frequency and a 90 degree phase specify a DC current source.然后我把相角改成90度后终于得到了正确的仿真结果，Display显示I=0.125A，与课本上答案一致。
2.1.2 Multisim中仿真结果：I=125mA=0.125A(因为电流表探针电压电流比是1V/mA)。
2.2 三相电路相关问题【例】三相电路实际连接图如下所示，是通过功率表和电流的读数，验证课本上的相关结论。
解：Multisim中电路图连接如下所示：解：观察各支路的功率和功率因素，验证了以下几点结论：（1）只有纯阻性支路的功率因素为1；（2）纯感性或纯容性支路的功率因素为0，有功功率也为0；（3）混合支路的（容阻、感阻、容感阻）功率因素在0到1之间。
电力电子Simulink仿真——整流电路
电⼒电⼦Simulink仿真——整流电路1. 单相可控整流电路1.1 单相半波课本P44晶闸管处于断态时，电路中⽆电流，负载电阻两端电压为零，u2全部施加在VT两端。
如在u2正半周晶闸管承受正向阳极电压期间给VT门极加触发脉冲，则VT开通。
式3-1：{U_d} = \frac{{\sqrt 2 {U_2}}}{{2\pi }}(1 + \cos \alpha )模型：输⼊电压：100V峰值，50Hz；触发：45°，5%；晶闸管压降：0.8V；负载电阻：5Ω。
得到输出如下：按照公式计算输出电压平均值为27.2V，实际输出电压均值26.9V，这是由晶闸管的导通压降引起的。
阻感负载：课本P45到u2由正变负的过零处，电流id已经处在减⼩的过程中，但尚未降到零，因此VT保持通态。
此后，电感L中储存的能量逐渐释放，直⾄id过零点处晶闸管关断并⽴即承受反压。
电阻5Ω，电感0.02H，输出波形如下。
续流⼆极管：课本P46与没有续流⼆极管时的情况相⽐，在u2正半周时两者的⼯作情况是⼀样的；当u2过零变负时，VDR导通，ud为零。
此时负的u2通过VDR向VT施加反压使其关断，L中储存的能量保证了电流id在L-R-VDR回路中流通，此过程通常称为续流。
为观察电流连续的情况，将L改为0.05H，同时添加了⼆极管，如下图所⽰。
波形：1.2 单相桥式全控课本P47在单相桥式全控整流电路中，晶闸管VT1和VT4组成⼀对桥臂，VT2和VT3组成另⼀对桥臂。
在u2正半周，若给VT1和VT4加触发脉冲，VT1和VT4即导通，电流经VT1、R 和VT4流动。
在u2负半周，VT2和VT3导通。
式3-9：{U_d} = \frac{{\sqrt 2 {U_2}}}{\pi }(1 + \cos \alpha )模型：按照公式计算输出电压平均值为54.3V，实际输出电压均值52.6V，这是由晶闸管的导通压降引起的。
阻感负载：课本P49加⼊0.05H电感。
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测量电压值
“Power Electronics”模块库
其中包括的是9类功率电子器件模块
详尽型半导体闸流管 二极管 可关断可控硅 理想开关 绝缘栅二极管 场效应管
三相箝位能量转换器
三极管 通用三相电桥
“Machines”模块库
其中包括的是Synchronous Machines（同步电机类）、 Asynchronous Machines（异步电机类）、DC Machines （直流电机类）及Machine Measurement（电机测量类） 等4类共16个模块。
注意所测电压的参考方向
多相分布电力传输线
线性变压器 互感线圈 并联RLC支路 并联RLC负载 单相电力传输线 饱和变压器 串联RLC支路
串联RLC负载
电涌放电器 三相变压器（三绕组）
三相变压器（两绕组）
Y形变换三相变压器
“Measurements”模块库
其中包括的是5种测量模块
测量电流值 测量电路两节点之间的电阻值 测量多个器件、支路的电流电压值 测量电路中ห้องสมุดไป่ตู้三相电流、电压值
“Extra Library”模块库
其中包含Simpower模块库中各类模块的扩充模块
“Application Libraries”模块
其中包含Simpower模块库中应用模块库
“Connectors”模块库（早期版本）
其中包括接地点和中间节点两大类共10个模块
水平连接线 细水平连接线 细垂直连接线 垂直连接线 接地端（输入型） 接地端（输出型） L型导线连接器 共享节点（输入型） 共享节点（输出型） T型导线连接器
二、 直流电路仿真
【例】 测量下图所示电路的节点电压。
注 明：
1. 模块库中没有直流电流源模块，可对“AC Current Source”模块进行适当设置：
2. 模块库中没有单独的电阻模块，可对 “Series RLC Branch”模块进行适当设置：
3. 电压测量及显示
Simulink的“Display”模块（位于节点下的Sinks中） 不能直接接在被测元件两端测量电压，需以“Voltage Measurement”模块作为连接
三相动力负载 Elements(元件类 )、Lines(导线类)、Circuit Breaker(开关类)、
Transformer(变压器类)共四类24个模块
三相并联RLC支路 三相并联RLC负载 三相串联RLC支路 三相串联RLC负载
三相互感线圈
三相开关
三相短路电路 三相电力传输线 三相变压器
一般电路开关
Simulink电路仿真基础
一、SimPowerSystems电路仿真模块集
“Electrical Sources”模块库
产生电源信号的模块
可编辑三相电源 三相电源 交流电流源 交流电压源 受控电流源 受控电压源 直流电压源
“Elements”模块库
其中包括的是线性及非线性的电路网络元件模块，可分为