正弦穩(wěn)態(tài)電路的MATLAB/simulink仿真分析
2 用分析模塊Powergui分析電路
Powergui是分析電力系統(tǒng)模型的有效的圖形化用戶接口。該模塊可以顯示系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)的電流和電壓以及電路(電感電流和電容電壓)所有的狀態(tài)變量值,當(dāng)電路中出現(xiàn)阻抗測量模塊時,Powergui也可以顯示阻抗隨頻率變化的波形。
建立仿真模型:從電力系統(tǒng)模塊庫Power System Blockset中提取與圖1對應(yīng)的元件模塊,按要求的數(shù)值進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,構(gòu)成圖4所示的電路仿真模型。圖中的支路電流i1~i6各用一個電流測量模塊Current Measurement測量,i1~i6的波形經(jīng)過模塊Bus Creator送到示波器Scope同時顯示。本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/178811.htm
設(shè)置系統(tǒng)的仿真時間和Scope的時間范圍均為0~0.03s,啟動仿真并查看仿真結(jié)果。
從Scope窗口看到i1~i6的波形如圖5所示,將其與圖3比較可以看到:編程法和電路模型仿真法得到的結(jié)果是一致的。
雙擊圖4右下角的Powergui模塊,打開圖6所示的窗口,同時選擇狀態(tài)變量值‘states’、穩(wěn)態(tài)測量值‘measuren’和電源值‘sources’則可以看到如圖6所示的各變量的數(shù)值。將它們與編程法計算的結(jié)果A(1)-A(6)、rm(1)-rm(6)作比較,說明兩者是一致的。
3 用測量模塊Fourier測量電路
模塊fourier可用于測量正弦信號的幅值和初相。在此為簡化圖形,將圖4所示的電路模型進(jìn)行組合形成一個新的模塊,新模塊僅引出六個支路電流i1~i6。每個支流電流用一個Fourier模塊測量,再輸出至兩個display模塊顯示該支路電流的幅值和初相。仿真電路如圖7所示。設(shè)置相關(guān)參數(shù)并運(yùn)行仿真,則i1~i6的幅值和初相分別顯示于顯示模塊rm1~rm6和A1~A6中。
將編程計算結(jié)果A(1)~A(6)、rm(1)~rm(6)、Powergui分析結(jié)果圖6所示與Fourier模塊測量結(jié)果圖7所示進(jìn)行比較,說明三種電路分析法是一致的。
4 結(jié)論
從仿真結(jié)果可以看到實(shí)驗數(shù)據(jù)與理論分析吻合。實(shí)例分析說明:用MATLAB的M文件求解電路方程,程序簡潔、可讀性強(qiáng)且計算結(jié)果準(zhǔn)確。利用Matlab提供的電力系統(tǒng)工具箱(SimPower Systems),可以方便、快捷地對所研究的電力電子電路進(jìn)行各種暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)仿真,這對于電路工作狀態(tài)分析和電路設(shè)計指導(dǎo)都有很大幫助,尤其是Simulink在復(fù)雜的具有各種控制策略的電力電子系統(tǒng)方面有很大潛力。把MATLAB
引入教學(xué)活動,將使師生從繁瑣重復(fù)的低級的勞動中解放出來,把更多的時間用于對概念的思考與創(chuàng)造性思維方式的訓(xùn)練,教學(xué)的效率會大大提高。隨著仿真技術(shù)在電力科學(xué)研究中的普及和發(fā)展,使用基于圖形界面的仿真建模方式的仿真軟件(MATLAB)是大勢所趨。
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