電力電子系統(tǒng)建模及控制

1、燈力電子系統(tǒng)建模及控制實 驗報告實驗名稱：_直流斬波電路模型及其仿真&直流斬波電路系統(tǒng)淋償器設計&校正系統(tǒng)仿真驗證班 級:_姓 名:_學 號：組 別:實驗桌號：2013年 月 日實驗目的(要求在課前預習完成)1、熟悉Simulink的工作環(huán)境，熟悉直流斬波電路的工作原理。2、熟悉降壓、升壓斬波電路的組成及其特點，掌握在simulink的 工作環(huán)境中建立電力電子系統(tǒng)的仿真模型。3、掌握直流斬波電路環(huán)路設計，了解系統(tǒng)校正的工作原理。4、掌握相關的matlab命令，及其在simulink的工作環(huán)境中建立電 力電子控制環(huán)路的仿真模型。5、熟悉降壓斬波電路系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析及其輸出波形分析，加深 了解系統(tǒng)

2、校正的結果。二、實驗原理(要求在實驗前預習完成)一、降壓斬波(Buck)電路是最基本的DC-DC變換電路之一。如圖1所示為Buck電路原理圖及其工作模式。元件和仿真參數(shù)設置如下：輸入電壓(Vg)E = 300V, R=20。，L = 3e-4H ,C = 470/zF,開關頻率為20kHz,開關信號占空比D=50%。+Ui-T+UoDT導通T+Ui-T+UoDT導通T關斷圖1 Buck電路原理圖及其工作模式在Simulink中建立Buck電路模型,并進行仿真。觀察開關脈沖、電感的電壓和電流、二極管的電壓和電流、電容的電流和負 載電壓等信號。改變脈沖寬度(25%和70%),觀測以上波形變化，并記

3、錄。2、調(diào)換Buck電路中器件的位置，實現(xiàn)升壓斬波(Boost)電路的仿真。 觀察開關脈沖、電感的電壓和電流、二極管的電壓和電流、電容的電流和負載電壓等信號改變脈沖寬度（25%和70%）,觀測以上波形變化，并記錄。二、主電路同實驗一。Buck電路原理圖及其工作模式如圖元件和仿真參數(shù)設置如下：輸入電壓（Vg）E = 300V, R=20。，L = 3e-4H ,C = 470/zF,開關頻率為20kHz,開關信號占空比D=50%。采樣環(huán)節(jié)傳遞函數(shù)為H （S） =0.5。PWM調(diào)制器鋸齒波幅度Vm=2.5V。圖2 buck電路及其超前滯后補償網(wǎng)絡設計1、在Simulink中建立Buck原始回路（即

4、沒有超前滯后補償網(wǎng)絡的系統(tǒng)）電路模 型，并進行仿真。（1）觀察負載電壓波形，并記錄。（2）繪制Buck原始回路的bode圖，并分析裕量，判斷其是否穩(wěn)定。2、采用matlab相關命令設計相應的超前滯后補償網(wǎng)絡。（1）計算出此超前滯后補償網(wǎng)絡各元件參數(shù)。（2）繪制加入的超前滯后補償網(wǎng)絡bode圖。三、主電路同實驗一。Buck電路原理圖及其工作模式如圖1。buck電路及其超前滯后補償網(wǎng)絡設計同實驗二。各參數(shù)設置同實驗二。1、根據(jù)實驗二的補償網(wǎng)絡設計結果，在Simulink中建立超前滯后補償網(wǎng)絡模型（用transfer Fen模塊直接代替實驗二中的補償網(wǎng)絡）。Transfer Fen7.749e-016s 3+9.7 55 a。10s2 .000307s（1）觀察負載電壓波形，并記錄。（2）觀察系統(tǒng)運行穩(wěn)定后，負載跳變（20ohm-10ohm ）的電壓波形，并記錄。2、繪制Buck補償后系統(tǒng)的bode圖，并分析裕量。驗證頻率特性穩(wěn)定性分析方 法是否和電壓仿真運行結果一致。三、實驗結果圖1-3升壓降壓式變換器中IGBT電流、電感電流、二極管和負載電壓波形利用升壓降壓式變換器，即可實現(xiàn)升壓，也可實現(xiàn)降壓，圖1-3 中的電