基于MATLAB的电力电子技术实验计算机仿真的研究.pdf

工程技术武汉船舶职业技术学院学报2008年第5期

基于MATLAB的电力电子技术实验
计算机仿真的研究

李家坤,李生明
(长江工程职业技术学院电力工程系,湖北赤壁437302)

摘要概括了MATLAB/Simulink仿真软件的特点,介绍了如何利用MATLAB/Simulink仿真软件对电力电子技术
课程实验进行仿真。应用计算机仿真实验教学加深了学生对课程内容的理解,弥补了模拟实验装置的不足。
关键词MATLAB语言;电力电子;实验;仿真
中图分类号TM743文献标志码A文章编号1671-8100(2008)05-0038-03

目前电力电子技术已逐步发展成为一门多学Simulink建立电力电子装置的简化模型并连接
科、互相渗透的综合性技术学科,现代电力电子技成系统即可直接进行控制器的设计和仿真。
术对现代生产和现代生活必将带来深远的影响。
电力电子技术实验是配合电力电子技术课程教学2MATLAB仿真过程
的一个非常重要的教学环节通过实验能够巩固
,在电力系统工具箱(SimpowerSystem
电力电子技术基础理论知识,培养学生的实践技
Blockset)中有一个电力电子器件模块库(Power
能、动手能力和分析问题、解决问题的能力。利用
Electronies),如图1所示,在此模块库中包含了
仿真软件对电力电子技术实
MATLAB/Simulink理想开关元器件(Idealswitch)、二极管(Diode)、
验进行仿真,可以弥补模拟实验设备的不足,降低
晶闸管(Thynistor)、可关断晶闸管(Gto)、功率
实验成本减少实验室的投入。
,MOS场效应管(Mosfet)、绝缘栅极双极晶闸管
1MATLAB简介(IGBT)、通用整流桥(VniversalBridge)及附加
库(ExtraLibrary)等基本模块。
MATLAB是一种适用于工程应用各领域分
析设计与复杂计算的科学计算软件,由美国
Mathworks公司于1984年正式推出。MAT-
LAB是矩阵(Matrix)和实验室(Laboratory)两个
英文单词的前三个字母的组合,它是一种以矩阵
运算为基础的交互式程序语言,着重针对科学计
算、工程计算和绘图的要求,现已成为大学教学和
科研中最常用且必不可少的工具。目前MAT-
图1电力电子器件模块库中的各开关元器件模型
LAB已推出了MATLAB6.5及以上版本。
MATLAB仿真过程如下:
MATLAB提供的动态仿真工具Simulink可以有
(1)首先建立一个仿真模型的新文件。从
效地对系统进行建模,由于仿真过程是交互式的,
MATLAB窗口进入Simulink环境有以下三种方
可以灵活改变仿真参数,并且可以立即得到修改
法:在MATLAB的菜单栏目点击File,选择
参数后的仿真结果。在电力电子领域通常利用
New,再在弹出菜单中选择Model,这时出现一个

收稿日期:2008-07-20
作者简介:李家坤,男,副教授,硕士,主要从事电力系统及其自动化方向的教学与研究工作。

38
基于MATLAB的电力电子技术实验计算机仿真的研究李家坤,等

空白的仿真平台,在这个平台上可以绘制电路的波形。
仿真模型。在MATLAB的工具栏上点击按钮
,然后在打开的模型库浏览窗口菜单上点击
按钮。在MATLAB的文本窗口中键入
Simulink后回车,然后在打开的模型库浏览窗
口菜单上点击按钮。同时也可以在File菜单
中给文件命名。
(2)提取电路元器件模块。在仿真模型窗口

的菜单栏上点击图标调出模型浏览器,在图2GTO特性测试实验电路
模型库中提取适合的模块放到仿真平台上。
(3)将电路元器件模块按所需仿真的原理图
连接起来组成仿真电路。
(4)设置模型参数。双击模块图标弹出参数
设置对话框,然后按框中的提示输入各参数。
(5)仿真计算观察仿真结果。在参数设置完
毕后即可开始仿真。在菜单Simulation下选择
Start,或者直接点击工具栏上的图标,仿真
立即开始,在屏幕下方的状态栏目可以看到仿真图3MOSFET特性测试实验电路
的进程。若要中途停止仿真可以选择Stop或工3.2单相半波可控整流电路实验仿真
具栏上的图标,双击示波器,即可弹出示波三相半波可控整流电路实验原理图如图4所
器窗口显示输出波形。示。启动MATLAB进入Simulink后新建一个
文档,绘制单相半波可控整流电路模型图(如图5
3应用实例所示),双击各模块,在出现的对话框内设置相应

利用MATLAB/Simulink仿真软件可以在的参数,点击工具栏上的图标,或在菜单
计算机上进行以下各种实验的仿真:电力电子器Simulation下选择Start,