matlab課程設(shè)計(jì)方案版本

1、直流斬波電路一 . 設(shè)計(jì)目的：1. 熟悉降壓斬波電路和升壓斬波電路的工作原理。2. 掌握兩種基本斬波電路的工作狀態(tài) , 學(xué)會(huì)應(yīng)用 Matlab 的可視化工具 Simulink 建立電路的仿真模型的 方法，在此基礎(chǔ)上對(duì)升降壓斬波電路進(jìn)行詳細(xì)的分析， 以提高設(shè)計(jì)模型的能力及加強(qiáng)對(duì) Matlab/Simulink 軟件 的熟練程度。 矚慫潤(rùn)厲釤瘞睞櫪廡賴。3. 了解電路圖的波形情況 , 認(rèn)真分析仿真結(jié)果，深刻 體會(huì) Matlab 軟件對(duì)于電力電子電路設(shè)計(jì)的重要作用。 聞 創(chuàng)溝燴鐺險(xiǎn)愛氌譴凈。二軟件介紹Simulink 是 MATLAB中的一種可視化仿真工具， 是 一種基于 MATLAB的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境

2、，是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 建模、仿真和分析的一個(gè)軟件包，被廣泛應(yīng)用于線性 系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)、數(shù)字控制及數(shù)字信號(hào)處理的建模 和仿真中。 Simulink 可以用連續(xù)采樣時(shí)間、離散采 樣時(shí)間或兩種混合的采樣時(shí)間進(jìn)行建模， 它也支持多 速率系統(tǒng)， 也就是系統(tǒng)中的不同部分具有不同的采樣 速率。為了創(chuàng)建動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型， Simulink 提供了一 個(gè)建立模型方塊圖的圖形用戶接口 (GUI) ，這個(gè)創(chuàng)建 過程只需單擊和拖動(dòng)鼠標(biāo)操作就能完成， 它提供了一 種更快捷、直接明了的方式，而且用戶可以立即看到 系統(tǒng)的仿真結(jié)果。 殘騖樓諍錈瀨濟(jì)溆塹籟。Simulink 是用于動(dòng)態(tài)系統(tǒng)和嵌入式系統(tǒng)的多領(lǐng) 域仿真和基于模型的設(shè)計(jì)工

3、具。對(duì)各種時(shí)變系統(tǒng)，包 括通訊、 控制、信號(hào)處理、 視頻處理和圖像處理系統(tǒng)， Simulink 提供了交互式圖形化環(huán)境和可定制模塊庫(kù) 來對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)、仿真、執(zhí)行和測(cè)試。緊密集成，可 以直接訪問 MATLAB大量的工具來進(jìn)行算法研發(fā)、仿 真的分析和可視化、批處理腳本的創(chuàng)建、建模環(huán)境的 定制以及信號(hào)參數(shù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的定義。 釅錒極額閉鎮(zhèn)檜豬訣錐。 Simulink 是 Matlab 軟件下的一個(gè)附加組件，是一個(gè)用 來對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的 MATLAB軟件包。 支持連續(xù)、離散以及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，同 時(shí)它也支持具有不同部分擁有不同采樣率的多種采樣速 率的仿真系統(tǒng)。在其下提供了豐富

4、的仿真模塊。其主要 功能是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、方針與分析，可以預(yù)先對(duì)系 統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，按仿真的最佳效果來調(diào)試及整定控制 系統(tǒng)的參數(shù)。 Simulink 仿真與分析的主要步驟按先后順 序?yàn)闉? 從模塊庫(kù)中選擇所需要的基本功能模塊， 建立結(jié) 構(gòu)圖模型，設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真并觀看輸出結(jié) 果，針對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行分析和比較 。 彈貿(mào)攝爾霽斃攬磚鹵廡。 三 設(shè)計(jì)內(nèi)容 主要步驟： 根據(jù)給出的技術(shù)要求，確定總體設(shè)計(jì)方案。 從軟件中選擇具體的元件，進(jìn)行硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 進(jìn)行相應(yīng)的電路設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的功能。 進(jìn)行調(diào)試與修改。撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。電路介紹 直流斬波電路的功能是將直流電變?yōu)榱硪还潭妷夯蚩?調(diào)電壓

5、的直流電 , 也稱為直接直流 - 直流變換器。直流斬 波電路一般是指直接將直流電變?yōu)榱硪恢绷麟姷那闆r， 不包括直流 -交流- 直流的情況，且甚至更多地指后一種情況謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。直流斬波電路包括：降壓斬波電路、生涯斬波電路、升 壓斬波電路、升降壓斬波電路、 Cuk 斬波電路、 Sepic 斬波電路和 Zeta 斬波電路，其中前兩種電路是最它在電 源的設(shè)計(jì)上有很重要的應(yīng)用。一般來說，斬波電路的實(shí) 現(xiàn)都要依靠全控型器件。在這里，我所設(shè)計(jì)的是基于 IGBT的降壓斬波短路和升壓斬波電路 。 廈礴懇蹣駢時(shí)盡繼價(jià)騷。 四設(shè)計(jì)思路 直流降壓斬波電路主要分為三個(gè)部分，分別為主電路模 塊，控制電路模塊和驅(qū)

6、動(dòng)電路模塊。電路的結(jié)構(gòu)框圖如 下圖（圖 1）所示 。 煢楨廣鰳鯡選塊網(wǎng)羈淚。圖 1 電路結(jié)構(gòu)框圖除了上述主要結(jié)構(gòu)之外，還必須考慮電路中電力電子器件的保護(hù)，以及控制電路與主電路的電器隔離。 主電路是整個(gè)斬波電路的核心，降壓過程就由此模塊完15成。其原理圖如圖所示降壓斬波電路 (Buck) 原理圖+UoT關(guān)斷主電路原理圖如圖， IGBT在控制信號(hào)的作用下開通與關(guān)斷。開通時(shí)， 二極管截止，電流 io 流過大電感 L，電源給電感充電， 同時(shí)為負(fù)載供電。 而 IGBT截止時(shí)，電感 L 開始放電為負(fù) 載供電，二極管 VD導(dǎo)通，形成回路。 IGBT 以這種方式 不斷重復(fù)開通和關(guān)斷，而電感 L 足夠大，使得負(fù)

7、載電流 連續(xù)，而電壓斷續(xù)。從總體上看，輸出電壓的平均值減 小了。輸 鵝婭盡損鵪慘歷蘢鴛賴。出電壓與輸入電壓之比 由控制信號(hào)的占空比來決定 這也就是降壓斬波電路的工作原理。根據(jù)降壓斬波電路原理圖， 建立降壓斬波電路仿真模型，如下:降壓斬波的典型波形如圖所示降壓電路波形圖占空比 50%在電力電子設(shè)計(jì)過程中利用 MATLAB來進(jìn)行仿真建 模分析有很大的好處，它不但非常方便而且能夠在很大 程度范圍內(nèi)減少因設(shè)計(jì)問題而造成的浪費(fèi) 。 籟叢媽羥為贍僨蟶練 淨(jìng)。這里的仿真主要是運(yùn)用 MATLAB軟件中的 simulink 工具。先從 simulink 的元件庫(kù)中找到需要用的元件， 然 后搭建相應(yīng)的主電路，設(shè)置

8、好參數(shù)后即可進(jìn)行仿真。 預(yù)頌 圣鉉儐歲齦訝驊糴。根據(jù)題目要求輸出電壓平均值為 300V, 電阻為 20,電感 3e-4, 電容 470e-6。這里是首先指定電源為 300V 直流。則最大占空比為 50%。先用純電阻負(fù)載 。 滲釤嗆儼勻諤 鱉調(diào)硯錦。如圖為升壓斬波電路原理圖Ui+Uo根據(jù)升壓斬波電路原理圖， 建立升壓斬波電路仿真模型，如下：由 IGBT 構(gòu)成的直流降壓斬波電路的建模和參數(shù)設(shè)置：1、電壓源 U=300V2、IGBT、二極管都按其原有的數(shù)值進(jìn)行設(shè)置。 、3、負(fù)載參數(shù) R=20，L=3e-4 ，C=470e-64、開關(guān)頻率 20KHZ，開關(guān)信號(hào)占空比 D=50%。運(yùn)行之后可以得到如圖所

9、示的升壓斬波電路波形圖LD+UiT CUiC-R Uo-升壓斬波電路的基本原理1、升壓斬波電路的工作原理（ 1）假設(shè) L 和 C值很大（2）V處于通態(tài)時(shí)，電源 E向電感 L 充電，電流恒定 H， 電容 C向負(fù)載 R供電，輸出電壓 U0恒定。（ 3）V處于斷態(tài)時(shí)，電源 E和電感 L 同時(shí)向電容 C充 電，并向負(fù)載提供能量。升壓斬波電路能使輸出電壓高于電源電壓的原因 一是 L 儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用二是電容 C 可將輸出電壓保持住以上分析中，認(rèn)為 V 通態(tài)期間因電容 C的作用使得輸出 電壓 Uo 不變，但實(shí)際 C值不可能無窮大， 在此階段其向 負(fù)載放電，Uo 必然會(huì)有所下降，故實(shí)際輸出電壓會(huì)略低。 鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。五實(shí)驗(yàn)心得 通過這次對(duì)直流斬波電路的課程設(shè)計(jì)， 我對(duì)斬波電路 有了更加清晰的認(rèn)識(shí)， 同時(shí)也對(duì) IGBT的驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù) 電路也有了更深刻的認(rèn)識(shí)，另外，在做設(shè)計(jì)的過程中我 也學(xué)會(huì)了用一些基本元部件進(jìn)行建模的基本方法，加深 了對(duì)課本知識(shí)的進(jìn)一步理解 。 擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。同時(shí)這次課程設(shè)計(jì)應(yīng)用到 MATLAB軟件，設(shè)計(jì)時(shí)借助 MATLAB軟件進(jìn)行系統(tǒng)模型仿真，進(jìn)一步熟悉了 MATLAB 語言及其應(yīng)用，用該軟件對(duì)該電路進(jìn)行分析，大大簡(jiǎn)化 了計(jì)算和繪圖步驟 。