基于MATLAB的电路模型仿真应用
基于Matlab／Simulink的三相桥式全控电路的建模与仿真
它支持 线性 和非 线性系 统 、 续 时 间系统 、 散 时 间 连 离 系统 、 续 和 离 散 混 合 系 统 的 建 模 、 真 和 分 析 。 连 仿 Ｐｗ ｒ ｙｔｍ是在 Ｓｍｕｎ ｏ ｅ ｓ Ｓ ｅ ｉ ｌ ｋ环境 下使 用 的工具 箱 ， ｉ 包 括 电源 、 件 、 元 电力 电子元 件 、 电动 机 系统 、 块连 接 模 器 、 量元 件 、 加 、 示 等 模块 组 。Ｓｍｕｉ ／ ｏ ｅ 测 附 演 ｉ ｌ ｋ Ｐｗ ｒ ｎ
为“ ” Ｓ ｕ ｂ ｒｒｓ ｔｎｅ Ｒ （ ｈ 设 定 为 “ ０” ０ ， ｎ ｂ ｅ ｅｉａ ｃ Ｏ ｍ） ｓ ｌ ， Ｓ ｕ ｂ ｒ ａａ ｉ ｎ ｅＣ （ ） 定为 “ ． ｅ ” ｎ ｂ ｅ ｐ ｃ ａ ｃ Ｆ 设 ｃ ｔ ４ ７ 一６ 。 ４ 整 流 工况 的建模 与仿 真
基 于 Ｍａ ａ／ ｉ ｕｉｋ的 ｔ ｂ Ｓｍ ｌ ｌ ｎ
三相 桥 式 全 控 电路 的建 模 与仿 真
盂庆波 ， 吉鹏 霄
（ 郑州铁 路职 业技术 学 院， 河南 郑州 摘 ４０５ ） ５０２
要 ： Ｍａａ 对 ｔ ｂ进行 了简单介 绍 ， ｌ 建立 了晶 闸 管的 仿 真模 型 ， 用 Ｍａａ／ ｉｕｉｋ和 Ｐｗ ｒ ｙｔ 工 运 ｔｂＳｍ ｌ ｌ ｎ ｏ ｅ ｓ ｍ Ｓ ｅ
时问设置为 ００ ｓ启动仿真。负载分别选择纯电阻 ．４ ，
负载 、 阻感 性 负 载 ， 发 角 分 别 选 择 ３ 。６ 。 图 ２ 触 Ｏ 、０ 。 所示 为 ６个 晶 闸 管 的 电压 波 形 和 负 载上 的电压 、 电
２ ４
据 晶闸管 的数 学模 型构 成 ， 综合 各 种 因素 ， 置 晶闸 设 管 的 仿 真 参 数 为 ： ｅｉａｃ 。 Ｏ ｍ）设 定 为 Ｒ ｓｔ ｅ Ｒ （ ｈ ｓｎ
matlab电气仿真实例
matlab电气仿真实例MATLAB电气仿真实例在本文中，我们将探讨MATLAB在电气仿真领域中的应用。
通过一个具体的实例，我们将展示如何使用MATLAB进行电气系统的建模、分析和仿真。
1. 引言电气系统的建模和仿真对于设计和分析电路、控制系统、电力系统等具有重要意义。
传统的电气仿真方法需要手动编写大量的数学方程，并且计算过程繁琐。
而MATLAB提供了一种快速、简便且高效的方式来实现电气仿真。
2. 问题描述假设我们有一个简化的直流电机系统。
系统包括一个直流电机、一个电阻和一个电压源。
我们想要分析在给定电压下电机的转速以及电机周围的电压和电流的变化情况。
3. 建立电气系统模型首先，我们需要建立电气系统的数学模型。
在本例中，我们使用电路定律（基尔霍夫定律和欧姆定律）来建立模型。
根据基尔霍夫定律，我们可以得到电路的电流方程：I = \frac{V}{R}其中，I是电流，V是电压，R是电阻。
根据欧姆定律，我们可以得到电机的速度与电压之间的关系：\omega = \frac{V}{K}其中，ω是电机的角速度，V是电压，K是电机的转速常数。
基于这些方程，我们可以进一步建立系统的状态空间模型：\begin{bmatrix} \dot{\omega} \\ \dot{I} \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 0 & \frac{-1}{K} \\ 0 & \frac{-1}{R}\end{bmatrix} \begin{bmatrix} \omega \\ I \end{bmatrix} +\begin{bmatrix} \frac{1}{K} \\ 0 \end{bmatrix} V其中，\dot{\omega}和\dot{I}分别表示电机速度和电流的导数。
4. MATLAB仿真现在我们可以使用MATLAB进行仿真了。
首先，我们需要定义系统的参数和初始条件。
例如，我们可以选择电压源电压为12V，电阻为1Ω，转速常数为10。
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义
基于matlab的单相桥式可控整流电路环节仿真设计目的和意义一、引言随着电力电子技术的发展，可控整流电路在众多领域得到了广泛应用。
单相桥式可控整流电路作为其中一种重要类型，其性能优劣直接影响到整个电力系统的运行效率。
为了更好地研究单相桥式可控整流电路的性能，本文采用MATLAB软件对其进行仿真设计。
MATLAB以其强大的计算能力和图形显示功能，在电路仿真领域取得了显著成果。
以下将详细介绍基于MATLAB的单相桥式可控整流电路环节仿真设计的目的和意义。
二、目的和意义1.提高对单相桥式可控整流电路的理解通过对单相桥式可控整流电路的仿真设计，可以更加直观地展现电路的工作原理和性能特点。
在理论分析的基础上，结合MATLAB的仿真结果，有助于加深对单相桥式可控整流电路的理解。
2.验证MATLAB在电路仿真设计中的有效性MATLAB作为一种广泛应用于科学计算和工程仿真的软件，其在电路仿真设计中的有效性已得到广泛认可。
本文通过单相桥式可控整流电路的仿真设计，进一步验证了MATLAB在电路仿真设计中的优越性。
3.为相关领域的研究提供参考本文针对单相桥式可控整流电路的仿真设计，不仅可为电力电子、电气工程等领域的教学和研究提供理论支持，同时也有助于相关领域工程师在实际工程应用中进行参考。
三、MATLAB仿真步骤1.搭建单相桥式可控整流电路模型在MATLAB中，利用Simulink工具箱搭建单相桥式可控整流电路模型。
包括交流电源、变压器、整流桥、负载以及控制器等部分。
2.设置仿真参数和控制器根据实际应用需求，设置交流电源电压、频率等参数。
同时，针对单相桥式可控整流电路的特点，选择合适的控制器，如PID控制器、模糊控制器等。
3.进行仿真实验并分析结果在搭建好的仿真模型中，设置相应的仿真时间，运行仿真实验。
通过观察仿真结果，分析单相桥式可控整流电路的性能，如输出电压、电流等。
四、结论1.仿真结果的合理性分析通过与理论分析相比较，验证了单相桥式可控整流电路仿真结果的合理性。
基于Matlab_Simulink的整流滤波电路的建模与仿真
4 结束语
上面我们对三种整流滤波电路建立了相应的 Simulink 模型并进行了仿真 ,结果与理论分析完全 一致 。从中可以归纳出以下几点 :
(1) 带有二极管的整流滤波电路的建模 ,二极 管的模型是关键 。Simulink 模块库中没有提供现成 的模块 ,所以要首先合成出合适的模块 。
来看 ,协议引进的各种自适应设计 ,在误码率很低以 及较小 R T T 延时情况下 ,会稍微降低协议的效率 , 而在信道干扰严重以及 R T T 延时较长的情况下 ,能 大大改善协议的效率和可靠性 。其综合性能优于被 广泛应用的 ZMODEM 协议 ,既可以适用于全双工 卫星通信 ,也能够适用于短波与卫星合成的全双工 通信 。本协议在协议的延时和重发策略上作相应的 扩展以及自适应设计 ,还可以将其推广应用到基于
电子科技
基于 Matlab/ Simulink 的整流 滤波电路的建模与仿真
山东大学威海分校电子系 (威海 264209) 郑亚民 蒋保臣
摘 要 文章建立了几种整流滤波电路的 Simulink 模型 ,给出了仿真的分析结果 。 关键词 Matlab 电路 电容 电感 整流 滤波 Simulink
图 6 单相半波整流电感电容滤波电路
V 1 = V s - I1 Rs
∫ I1
=
(1) L
(V1 -
V o) d t
∫ V o
=
(1) C
( I1 -
Io) d tபைடு நூலகம்
Io = V o/ R
( 2) 当 V s < V 1 时二极管 D 反向截止 , 根据 KVL 可以得到 :
图 7 单相半波电容整流滤波电路 Simulink 模型
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现一、引言电路仿真是电子工程领域中重要的工具之一，在电子电路设计过程中起着至关重要的作用。
而基于Matlab的电路实时仿真平台则是利用Matlab软件对电路进行仿真实验的重要应用之一。
本文将介绍基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现过程。
二、电路仿真平台的设计与实现1. 平台功能需求分析基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现主要包含以下功能需求：（1）电路建模：能够支持电路元件的建模以及电路的连接和布线。
（2）仿真参数设置：能够设置仿真的时间范围、步长等参数。
（3）仿真结果分析：能够实时显示电路中各个元件的电压、电流、功率等参数，并提供结果分析的功能。
（4）实验控制：能够控制实验的开始、暂停、恢复、停止等操作。
（5）数据记录与导出：能够记录仿真实验过程中的数据，并支持数据导出为Excel或其他格式。
2. 平台设计与实现基于以上功能需求，我们设计了一套基于Matlab的电路实时仿真平台。
平台的实现主要分为以下几个模块：（1）电路建模模块：利用Matlab提供的图形用户界面工具，搭建了一个电路建模界面。
用户可以通过该界面选择电路元件，并将元件进行连线和布线，从而实现电路的建模。
在建模过程中，用户还可以设置元件的参数和初始条件。
（2）仿真参数设置模块：通过设定仿真的时间范围、步长等参数，用户可以对仿真实验进行灵活的配置，以满足不同的需求。
（3）仿真运行模块：在完成电路建模和参数设置后，用户可以点击“运行”按钮，开始进行仿真实验。
平台利用Matlab强大的计算能力，根据电路模型和仿真参数进行实时的仿真计算，并实时绘制出电路中各个元件的电压、电流曲线等。
用户可以通过切换窗口或界面，实时观察仿真结果。
（4）实验控制模块：平台提供了开始、暂停、恢复、停止等操作按钮，用户可以根据需要自由控制仿真实验的进行。
例如，在观察到关键数据点时，用户可以暂停仿真实验，通过对元件参数的调整，进一步优化电路设计。
基于matlab的三相交流调压电路仿真与研究
基于matlab的三相交流调压电路仿真与研究一、引言随着电力电子技术和控制理论的不断发展，交流调压技术在许多领域得到了广泛应用。
三相交流调压电路由于其能够实现对三相交流电的独立调节，因此在电机控制、电力质量改善以及无功补偿等方面具有重要作用。
本文旨在通过Matlab仿真研究三相交流调压电路的工作原理和性能。
二、三相交流调压电路工作原理三相交流调压电路通常采用相位控制方式，通过调节开关的导通和关断时间来改变输出电压的大小。
在三相系统中，每一相都有一个独立的调压电路，通过对每一相的独立调节，可以实现三相输出电压的平衡控制。
三、Matlab仿真环境设置Matlab是一款强大的数学计算软件，可用于电力电子系统仿真。
在Matlab中，我们首先需要设置仿真参数，包括仿真时间、采样时间、仿真算法等。
然后，我们需要构建三相交流调压电路的数学模型，并转化为Simulink模型。
四、电路模型的建立与参数设置在Simulink中，我们需要根据三相交流调压电路的工作原理，建立相应的电路模型。
这个模型应该包括电源、开关、二极管、电感和电容等元件。
然后，我们需要为这些元件设置合适的参数，以模拟实际的电路行为。
五、仿真结果分析通过运行仿真，我们可以得到输出电压的波形。
通过对这些波形的分析，我们可以了解调压电路的性能。
例如，我们可以观察输出电压的幅值、相位和频率等参数的变化情况。
六、实验验证与结果对比为了验证仿真结果的准确性，我们需要进行实验验证。
在实验中，我们需要搭建实际的三相交流调压电路，并使用示波器等设备记录输出电压的波形。
然后，我们将实验结果与仿真结果进行对比，以评估仿真的准确性。
七、结论通过以上分析和对比，我们可以得出结论：基于Matlab的三相交流调压电路仿真能够准确反映实际电路的工作情况。
这为进一步研究三相交流调压电路的性能提供了有力支持。
同时，通过仿真和实验的结合，我们可以更好地理解电路的工作原理，优化电路设计，提高系统的稳定性和可靠性。
基于MATLAB的电力系统仿真讲解
基于MATLAB的电力系统仿真摘要：目前，随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长，电力系统规模越来越庞大，超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用，这对于合理利用能源，充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。
另一方面，随着国民经济的高速发展，以城市为中心的区域性用电增长越来越快，大电网负荷中心的用电容量越来越大，长距离重负荷输电的情况日益普遍，电力系统在人民的生活和工作中担任重要角色，电力系统的稳定运行直接影响的人们的日常生活。
随着电力系统的飞速发展和电网的日益扩大以及自动化程度的不断提高，电力系统中许多计算和控制问题日益复杂，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。
电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行，可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效了解电力系统概况。
本文根据电力系统的特点，利用MA TLAB的动态仿真软件Simulink搭建了含发电机、变压器、输电线路、无穷大电源等的系统的仿真模型，得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果，并分析了这一暂态过程。
通过仿真结果说明MA TIAB 电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。
关键词：电力系统；三相短路；故障分析；matlab仿真Electric Power System Simulation Base on MATLABAbstract：Now, with the development of science and techmology and the growing demand for eletrical energy, power systems get increasingly large and long-distance EHV power transmission, large capacity electric generating set, as well as the various new control devices have been widely used. This has important significance to rationally utilizing energy resources, making full use of the existing electric systems’ delivery potential and protecting the environment. On the other hand, with the fast growth of the national economy, city-centered regional power consumption is rising more and more rapidly, power demand in large electric system’laod centers is growing faster and faster, and long-distance and heavy-duty power transmission is more and more popular. Power system play an important part in people’s lives and work, power system and stable operation of a direct impact on the people’s daily life, with the rapid development of power systems and power grids is increasing with days and the degree of automation continuous improvement, many computing and control of the power system increasingly complex issues, it is impossioble to take a directThis paper base on the characteristics of the power system, using the software MATAB simulink built with generators,transformers,power line,such as the infinite power system simulation model, and has a simulation result of three-phase short-circuit fault which happen in the main power-supply line and the fault automatic tripping isolation by the three-phase fault, and analysis of this transient. The simulation results show MATLAB power system toolbox of the power system is an effective tool.Key words: Power system ；Three-phase short-circuit ；Fault analysis ；MATLAB simulation第一章绪论1.1 我国电力系统情况简介电力系统是由发电厂、电力网和电力负荷组成的电能生产、传输和转化的系统。
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析本文以MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包为平台，对桥式直流PWM 变换电路进行仿真分析文章对每个电路首先进行原理分析，进而建立相应的仿真模型，经过详细计算确定并设置仿真参数进行仿真，对于每次仿真结果均采用可视化波形图的方式直接输出。
在对仿真结果分析的基础上，不断优化仿真参数，使其最大化再现实际物理过程，并根据各个电路的性能进行参数改变从而观察结果的异同。
标签：SIMULINK；PWM；电路仿真1 桥式直流PWM变换电路简介桥式直流PWM变流器仿真实验是对全控型器件的应用。
实验电路中，前端为不可控整流、后端为开关型逆变器，此结构形式应用最为广泛。
逆变器的控制采用PWM方式。
对这个实验有所掌握的话，对后续课程设计直流调速系统也会有很大启发。
因为直流PWM-M调速系统近年来发展很快，直流PWM-M调速系统采用全控型电力电子器件，调制频率高，与晶闸管直流调速系统相比动态响应速度快，电动机转矩平稳脉动小，有很大优越性，因此在小功率调速系统和伺服系统中的应用越来越广泛。
2 桥式直流PWM变换电路的工作原理本实验系统的主电路采用双极性PWM控制方式，其中主电路由四个MOSFET（VT1～VT4）构成H桥。
Ub1～Ub4分别由PWM调制电路产生后经过驱动电路放大，再送到MOSFET相应的栅极，用以控制MOSFET的通断。
在双极性的控制方式中，VT1和VT4的栅极由一路信号驱动，VT2和VT3的栅极由另一路信号驱动，它们成对导通。
控制开关器件的通断时间可以调节输出电压的大小，若VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3的导通时问，输出电压的平均值为正，VT2和VT3的导通时间大于VT1和VT4的导通时间，则输出电压的平均值为负，所以可以用于直流电动机的可逆运行。
3 计算机仿真实验（1）桥式直流PWM变换电路仿真模型的建立。
根据所要仿真的电路，在SIMULINK窗口的仿真平台上构建仿真模型。
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基于MATLAB的电路模型仿真应用实验指导书
一、实验目的
1、掌握采用M文件及SIMULINK对电路进行仿真的方法。
2、熟悉POWERSYSTEM BLOCKSET 模块集的调用、设置方法。
3．进一步熟悉M脚本文件编写的方法和技巧。
二、实验原理
1、通过M文件实现电路仿真的一般仿真步骤为：
(1)分析仿真对象——电路；
(2)确定仿真思路——电路分析的方法；
(3)建立仿真模型——方程；
(4)根据模型编写出仿真程序；
(5)运行后得到仿真结果。
2、采用SIMULINK仿真模型进行电路仿真
可以根据电路图利用SIMULINK中已有的电子元件模型直接搭建仿真模块，仿真运行得到结果。
通过SIMULINK仿真模型实现仿真为仿真者带来不少便利，它免除了仿真者在使用M文件实现电路仿真时需要进行理论分析的繁重负担，能更快更直接地得到所需的最后仿真结果。
但当需要对仿真模型进行一定理论分析时，MATLAB的M 语言编程就有了更大用武之地。
它可以更令灵活地反映仿真者研究电路的思路，可更加灵活地将自身
想法在仿真环境中加以验证，促进理论分析的发展。
因此，可根据自己的实际需要，进行相应的选择：采用SINMULIN模块搭建电路模型实现仿真非常直观高效，对迫切需要得到仿真结果的用户非常适用；当用户需要深刻理解及深入研究理论的用户来说，则选择编写M文件的方式进行仿真。
注意：本节实验的电路SINMULINK仿真原理，本节实验主要是应用提供的电路仿真元件搭建仿真模型，类似于传统仿真软件PSPICE 的电路仿真方法。
采用SIMULINK进行电路仿真时元器件模型主要位于仿真模型窗口中SimPowerSystems节点下。
其中本次实验可能用到的模块如下：
●“DC Voltage Source” 模块：位于SimPowerSystems 节点下的
“Electrical Sources”模块库中，代表一个理想的直流电压源；
●“Series RLC Branch” 模块：位于SimPowerSystems 节点下的
“Elements”模块库内，代表一条串联RLC 支路。
通过对其参数的设置，可以将其变为代表单独的或电阻、或电容、或电感的支路。
如设定：电
阻值Resistance=5，电感值Inductance＝0，电容值Capacitance=inf，则表示一个电阻值为5 欧姆的纯电阻元件。
●“Parallel RLC Branch”模块：位于SimPowerSystems 节点下的
“Elements”模块库内，代表一条并联RLC 支路。
通过对其参数的设置，可以将其变为或电阻、或电容、或电感并联的支路。
●“Current Measurement” 模块：位于SimPowerSystems 节点下下的
“Measurements”模块库内，用于测量所在支路的电流值。
●“Voltage Measurement” 模块：位于SimPowerSystems 节点下下的
“Measurements”模块库内，用于测量电压值。
●“Display” 模块：位于Simulink 节点下的“Sinks”模块库内，用于
输出所测信号的
三、实验内容
1．如图所示电路，R=5Ω、Ra=25Ω、Rb=100Ω、Rc=125Ω、Rd=40Ω、Re=37.5Ω, 采用编写M 文件的方法求图中流过电阻R 的电流。
图1
解：根据基尔霍夫定律可得
⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧=++=+++=++=++=+=U
id *Rd ib *Rb i *R U ie *Re ia *Ra ib *Rb i *R U
ie *Re ic *Rc i *R ie ic ia id ia ib ic ib i
该数学模型是一个线性代数方程组，在MATLAB 中可用数值和符号两种方法求解。
请写出程序。
图2
解：分析电路建立数学模型。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧==++⨯⎰i
dt du C u idt C dt di L i R o i
1
消去中间变量i 并标准化得：
i o o o
u u dt du RC dt u d LC =++22
该数学模型是一个微分方程，在MATLAB中可用数值和符号两种方法求解。
请写出程序。
2．采用SINMULINK搭建题一中图1、2的仿真模型，进行仿真，求流过电阻R的电流。
3、学生练习对已经学过的典型电路采用两种方法进行仿真。
【作业】
1、
2
注：学生实验报告撰写要求
1、除运行结果图形显示外，一律手写
2、必须有源程序和实验步骤
3、必须有心得体会，主要是在做实验过程中所遇到的问题和解决的方法。