哈工大《計算機仿真技術(shù)基礎(chǔ)》實驗報告7

《仿真技術(shù)與應(yīng)用》實驗報告計算刪真技術(shù)基礎(chǔ)ElementsofComputerSimulationSecondEditionRemwirniina^ctMoveablecoil總噸孑工mK◎?qū)潐]葉任潦林拿土氏Remwirniina^ctMoveablecoil總噸孑工mKrpn?O0inxi?電氣工程系0906106班劉悅學(xué)號：1093710508

實驗名稱錯誤！未定義書簽。實驗名稱1.1實驗?zāi)康?III1.2實驗內(nèi)容 III1.3實驗原理與方法 III1.3.1系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 錯誤！未定義書簽。1.3.2系統(tǒng)仿真模型 錯誤！未定義書簽。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1.4實驗步驟 IV\o"CurrentDocument"1.5實驗結(jié)果與分析 IV1.6實驗結(jié)論 VIII

實驗七基于Simulink的電力電子系統(tǒng)仿真1.1實驗?zāi)康氖煜imulink的工作環(huán)境；掌握Simulink電力系統(tǒng)工具箱的使用；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。1.2實驗內(nèi)容降壓斬波(Buck)電路是最基本的DC-DC變換電路之一。本實驗以Buck電路為例，介紹如何對電力電子電路進行Simulink仿真。如圖1所示為Buck電路原理圖及其工作模式。兀件和仿真參數(shù)設(shè)置如下： e=300V，R=200，L=3e-4H，C=470卩F，開關(guān)頻率為20kHz，開關(guān)信號占空比D=50%。+亍LUi-卜 D25 C二二R-rvwx+Uo降壓斬波電路(Buck)原理圖Buck電路原理圖及其工作模式1.3實驗原理與方法本實驗通過在Simulink中建立系統(tǒng)仿真模型，通過仿真來分析降壓斬波電路的特性。依據(jù)實際電路，使用Simulink電力系統(tǒng)工具箱建立系統(tǒng)的仿真模型，如圖1:

1.4實驗步驟根據(jù)題意設(shè)置元件仿真參數(shù)如下：E=300V,R=20。,L=3e-4H,C=470卩F，開關(guān)頻率為20kHz，開關(guān)信號占空比D=50%。用示波器觀察開關(guān)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。然后再對占空比D為25%和70%的條件下分別進行仿真，分析比較仿真結(jié)果。1.5實驗結(jié)果與分析開關(guān)信號占空比D=50%時，用示波器觀測到開關(guān)脈沖、電感的電壓和電流、二極管的電壓和電流、電容的電流關(guān)系如圖2；用示波器觀測到負載電壓等信號如圖3:開天脈沖10二極管電壓電感電流F V '卜，、二極管電流電容電流\/\/\/、V7VV7VVVVVVVV

圖3開關(guān)信號占空比D=25%時，用示波器觀測到開關(guān)脈沖、電感的電壓和電流、二極管的電壓和電流、電容的電流關(guān)系如圖4；用示波器觀測到負載電壓等信號如圖5:開關(guān)脈沖二極管電壓00-ZUU400U電感電壓A.電感電流二極管電流n..'、、///\/電容電流/\/'|/~\\f \f\/VVVV

圖5開關(guān)信號占空比D=70%時，用示波器觀測到開關(guān)脈沖、電感的電壓和電流、二極管的電壓和電流、電容的電流關(guān)系如圖6；用示波器觀測到負載電壓等信號如圖7:開天脈沖11111111111111111111111111111二;極管電壓申感電壓電感電流/V二極管電流電容電流'、、八、777 77 7

圖7對比以上各圖可以看出負載獲得的電壓穩(wěn)定值與開關(guān)信號的占空比基本成正比關(guān)系。調(diào)整開關(guān)管、二極管以及電感的位置，即可得到升壓斬波電路，如圖8:Measurement將開關(guān)信號占空比調(diào)為50%，觀測到負載電壓如圖9:Measurement將開關(guān)信號占空比調(diào)為50%，觀測到負載電壓如圖9:bcopel1?6實驗結(jié)論經(jīng)仿真分析可得對于降壓斬波電路（buck）負載電壓與開關(guān)信號占空比E;對于升壓斬波電路（boost）負載電壓與開關(guān)頻率的關(guān)系滿足U=—E;對于升壓斬波電路（boost）負載電壓與開關(guān)頻率的關(guān)系°t+tonoff滿足U=l°n+1offE?！鉻off通過這次實驗，我熟悉了Simulink的工