電力電子、電機控制系統(tǒng)的建模和仿真

前言

電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的仿真越來越受到業(yè)內各方面人士的關注，它不僅是教學和學習的重要手段和工具，在研究及工程設計中也發(fā)揮了越來越重要的作用。用仿真來代替實際系統(tǒng)的試驗，在計算機上研究和設計系統(tǒng)，這不僅省時、省力，降低成本和縮短研發(fā)周期，并且還可以獲得更豐富、詳細的數據資料。仿真就是要講究“真”，使在計算機上建立的模型能完全反映實際的物理系統(tǒng)，隨著眾多學者卓絕的工作和現代計算機性能的提高，這一目標已經可以實現。2006年作者出版了《電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的MATLAB仿真》，在這幾年中MATLAB發(fā)生了很大變化，模型庫更新的速度很快，電力電子系統(tǒng)的仿真功能愈來愈強，幾乎各種復雜的電力電子電路和交直流調速系統(tǒng)都可以通過仿真來研究，作者也做了一些新的工作，在這基礎上撰寫了本書，書中的模型也按新版MATLAB做了更新?！峨娏﹄娮雍碗娏ν蟿涌刂葡到y(tǒng)的MATLAB仿真》一書的模型是在MATLAB 6.1版本基礎上做的，現在顯然是不夠了，在MATLAB6.5版本以上，原有的模型可能打不開，或者打開后不能運行，這是因為新舊power system器件模型庫有很大變化，其中主要的變化是老版本中power system模塊都使用SIMuLINK的信號接口，而MATLAB 6.5版本以后的電路元器件模塊改用了電路接口，這使原來在低版本上做的模型在新版本上不能直接使用，需要用“psbupdate”命令轉換，并且轉換后的模型還需要進行調整，即高版本對低版本不完全兼容，帶來了使用上的不方便，這也是需要重寫本書的原因之一，本書在MATLAB 7.1版本上完成?，F在電力電子和電力拖動的控制都是微機和數字化的，因此本書在連續(xù)系統(tǒng)的仿真外增加了采樣離散系統(tǒng)的仿真。在MATIJAB 7.0版本之后，Simpower system增加了一個Application Libraries模型庫，庫中包含了常見的各種直流和交流調速系統(tǒng)模塊，模型采用了采樣和離散控制，本書選擇其中一些主要的模塊進行了介紹和剖析，為讀者研究微機控制的數字化系統(tǒng)提供范例?！峨娏﹄娮雍碗娏ν蟿涌刂葡到y(tǒng)的MATLAB仿真》出版后，許多讀者反映按照書中介紹所構建的模型在運行時仍有困難，這往往是模塊參數設置的問題，參數設置對模型很重要，考慮到這一點，作者在本書中提供了參考的參數，但是因為電力電子電路的相似性，為了避免過多的重復，使內容顯得很繁瑣，在書中前面介紹過的內容在書后面再用到時就簡略了，這使僅對某一模型感興趣的讀者感到不便，例如調節(jié)器是調速系統(tǒng)常用的模塊，在直流調速系統(tǒng)中作了介紹，在交流系統(tǒng)中就不再重復。為了更好地促進電力電子系統(tǒng)的仿真研究和方便讀者，本書附了一張光盤，提供了書中介紹的40余個仿真模型。模型在MATLAB7.1版本基礎上制作，直接調用輸入模塊參數就可以運行，這是作者多年工作的積累，提供讀者學習和研究使用，希望能起到拋磚引玉的作用。

內容概要

本書以MATLAB為基礎，介紹了MATLAB電氣系統(tǒng)模型庫模塊及其功能，并以實例介紹了電力電子和電機控制系統(tǒng)的建模和仿真方法，內容包括AC/DC、DC/DC、DC/AC、AC/AC的各種變換電路，直流調速系統(tǒng)和交流調速系統(tǒng)等。為了適應現代數字化控制系統(tǒng)的發(fā)展，本書在連續(xù)系統(tǒng)的建模仿真外，還介紹了采樣離散系統(tǒng)的建模和仿真方法。　　本書附有仿真模型光盤，最大限度地為讀者學習提供了方便?！　”緯捎糜诟叩葘W校電類專業(yè)的選修課教材，也可供研究生和技術研究人員參考和使用。

書籍目錄

前言第1章　MATLAB基礎  1.1　MATLAB介紹  1.2　MATLAB的安裝和啟動  1.3　MATLAB環(huán)境    1.3.1  MATLAB的主菜單    1.3.2　MATLAB的工具欄    1.3.3　MATLAB的命令窗口(Command Window）    1.3.4　MATLAB的工作間(Workspace)  　1.4　MATLAB的計算基礎  　1.4.1　常量和變量　  1.4.2　數組、矩陣的表示和賦值.　  1.4.3　MATLAB的算術運算　  1.4.4　MATLAB的關系運算　  1.4.5　MATLAB的邏輯運算　  1.4.6　MATLAB的特殊運算符　  1.4.7　MATLAB常用的函數　1.5　MATLAB程序設計基礎  　1.5.1　表達式、表達式語句和賦值語句　  1.5.2　流程控制語句　1.6　其他MATLAB的常用命令　1.7　MATLAB的繪圖功能    1.7.1  直角坐標中的二維曲線    1.7.2　多條曲線的繪制    1.7.3　曲線的線型和顏色    1.7.4　MATLAB的圖形窗口　1.8  電力電子電路波形圖的繪制第2章　SIMULINK環(huán)境和模型庫　2.1　系統(tǒng)仿真(SIMULINK)環(huán)境.  　2.1.1　SIMULINK的工作環(huán)境　  2.1.2　模型庫瀏覽器(SIMULINK Library Browser）　  2.1.3　SIMULINK的仿真步驟    2.1.4　系統(tǒng)模型的保存和調用    2.1.5　SIMULINK的仿真算法    2.1.6　示波器(Scope)的使用和數據保存    2.1.7　建立子系統(tǒng)  2.2　SIMULINK模型庫中的模塊    2.2.1  連續(xù)系統(tǒng)子模塊庫    2.2.2　離散系統(tǒng)模塊庫    2.2.3　函數與表格模塊庫    2.2.4　數學運算模塊庫    2.2.5　非線性模塊庫    2.2.6　信號與系統(tǒng)模塊庫    2.2.7　儀器儀表模塊庫    2.2.8　信號源模塊庫    2.2.9　子系統(tǒng)模塊庫  2.3  電力系統(tǒng)模型庫　  2.3.1　電源模塊庫  　2.3.2　電器元件模塊庫　  2.3.3　電機模塊庫　  2.3.4　電力電子元件模塊庫　  2.3.5　測量儀器模塊庫　  2.3.6　其他電氣模塊庫　  2.3.7　應用舉例模型庫第3章　電力電子器件模型　3.1　二極管模型　3.2　晶閘管模型　3.3　可關斷晶閘管模型　3.4  電力場效應晶體管模型　3.5　絕緣柵雙極型晶體管模型　3.6　理想開關模型　3.7　三相橋式整流電路模塊  　3.7.1  三相橋式不控整流電路模塊　  3.7.2  三相橋式可控整流電路模塊　3.8　通用橋式電路模塊　3.9　三電平變流器模塊　3.10　驅動模塊……第4章　變壓器和電動機模型第5章　電力電子變流電路的仿真第6章　直流調整系統(tǒng)的仿真第7章　交流調速系統(tǒng)的仿真第8章　離散控制調速系統(tǒng)仿真參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1 MATLAB介紹MATLAB是一種科學計算軟件。MATLAB是Matrix Izlboratory（矩陣實驗室）的縮寫，這是一種以矩陣為基礎的交互式程序計算語言。早期的MATLAB主要用于解決科學和工程的復雜數學計算問題。由于它使用方便、輸入便捷、運算高效、適應科技人員的思維方式，并且有繪圖功能，有用戶自行擴展的空間，特別受到用戶的歡迎，使它成為在科技界廣為使用的軟件，也是國內外高校教學和科學研究的常用軟件。MATLAB由美國Mathworks公司于1984年開始推出，歷經升級，到2001年已經有了6.0版，現在MATLAB 6.1、6.5、7.0版本都已相繼面世。早期的MATLAB在DOS環(huán)境下運行，1990年推出了Windows版本。1993年，Mathworks公司又推出了MATLAB的微機版，充分支持在Microsoft Windows界面下的編程，它的功能越來越強大，在科技和工程界廣為傳播，是各種科學計算軟件中使用頻率較高的一種軟件。MATLAB比較易學，它只有一種數據類型（即64位雙精度二進制），一種標準的輸入輸出語句，它用解釋方式工作，不需要編譯，一般入門后經過自學就可以掌握。如果有不清楚的地方，可以通過它的幫助（1aelp）和演示（demo）功能得到啟示。MATLAB學習的難點在于它有大量函數，這些MATLAB函數僅基本部分就有。700多個，其中常用的就有200～300個，掌握和記憶比較困難。1993年出現了SIMULINK，這是基于框圖的仿真平臺，SIMUu：NK掛接在MATLAB環(huán)境上，以MATLAB的強大計算功能為基礎，以直觀的模塊框圖進行仿真和計算。在SIMULINK環(huán)境中提供了各種仿真工具，尤其是它不斷擴展的、內容豐富的模塊庫（ＳIMULINK Library Browser），為系統(tǒng)的仿真提供了極大便利。在SIMULINK平臺上，拖拉和連接典型模塊就可以繪制仿真對象的模型，并對模型進行仿真。在SIMULINK平臺上，仿真模型的可讀性很強，這就避免了在MATIAB窗口使用MATLAB命令和函數仿真時，需要記憶大量M函數的麻煩，對廣大工程技術人員無疑是最好的福音?，F在的MATLAB都同時捆綁了SIMULINK，SIMULINK的版本也在不斷地升級，從1993年MATLAB 4.0／SIMULINK 1.0版到，2001年MATLAB 6.1.／SIMULINK 4.1版，2002年推出從MATLAB 6.5／SIMuI.INK 5.0版本，2005年推出了MATLAB 7.1／SIMULINK 6.3版。本書仿真是在MATLAB 7.1／SIMULINK 6.3版的基礎上進行，到本書出版時，MATLAB又有了更新的版本?，F在MATIAB已經不是單純的“矩陣實驗室”，它已經是一個高級的計算和仿真平臺。

編輯推薦

《電力電子、電機控制系統(tǒng)的建模和仿真》是由機械工業(yè)出版社出版的。

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