电力电子、电机控制系统的建模和仿真

前言

第1章MATLAB基础

1.1MATLAB介绍

1.2MATLAB的安装和启动

1.3MATLAB环境

1.3.1MATLAB的主菜单

1.3.2MATLAB的工具栏

1.3.3MATLAB的命令窗口(CommandWindow)

1.3.4MATLAB的工作间(Workspace)

1.4MATLAB的计算基础

1.4.1常量和变量

1.4.2数组、矩阵的表示和赋值

1.4.3MATLAB的算术运算

1.4.4MATLAB的关系运算

1.4.5MATLAB的逻辑运算

1.4.6MATLAB的特殊运算符

1.4.7MATLAB常用的函数

1.5MATLAB程序设计基础

1.5.1表达式、表达式语句和赋值语句

1.5.2流程控制语句

1.6其他MATLAB的常用命令

1.7MATLAB的绘图功能

1.7.1直角坐标中的二维曲线

1.7.2多条曲线的绘制

1.7.3曲线的线型和颜色

1.7.4MATLAB的图形窗口

1.8电力电子电路波形图的绘制

第2章SIMULINK环境和模型库

2.1系统仿真(SIMULINK)环境

2.1.1SIMULINK的工作环境

2.1.2模型库浏览器(SIMULINKLibraryBrowser)

2.1.3SIMULINK的仿真步骤

2.1.4系统模型的保存和调用

2.1.5SIMULINK的仿真算法

2.1.6示波器(scope)的使用和数据保存

2.1.7建立子系统

2.2SIMULINK模型库中的模块

2.2.1连续系统子模块库

2.2.2离散系统模块库

2.2.3函数与表格模块库

2.2.4数学运算模块库

2.2.5非线性模块库

2.2.6信号与系统模块库

2.2.7仪器仪表模块库

2.2.8信号源模块库

2.2.9子系统模块库

2.3电力系统模型库

2.3.1电源模块库

2.3.2电器元件模块库

2.3.3电机模块库

2.3.4电力电子元件模块库

2.3.5测量仪器模块库

2.3.6其他电气模块库

2.3.7应用举例模型库

第3章电力电子器件模型

3.1二极管模型

3.2晶闸管模型

3.3可关断晶闸管模型

3.4电力场效应晶体管模型

3.5绝缘栅双极型晶体管模型

3.6理想开关模型

3.7三相桥式整流电路模块

3.7.1三相桥式不控整流电路模块

3.7.2三相桥式可控整流电路模块

3.8通用桥式电路模块

3.9三电平变流器模块

3.10驱动模块

3.10.1同步六脉冲发生器

3.10.2十二脉冲发生器

3.10.3PWM脉冲发生器

第4章变压器和电动机模型

4.1变压器模型

4.1.1单相变压器模型

4.1.2单相多绕组变压器

4.1.3三相变压器模型

4.1.4互感线圈

4.2直流电机模型

4.3交流电机模型

4.3.1三相交流异步电动机模型

4.3.2交流同步电机模型(基本型)

4.3.3永磁同步电机模型

4.3.4磁阻电机模型

4.3.5交流电机测量单元

第5章电力电子变流电路的仿真

5.1交流一直流变换器

5.1.1单相桥式全控整流电路仿真

5.1.2三相桥式全控整流电路仿真

5.1.3不控整流电路和电容性负载仿真

5.2直流一直流变换器

5.2.1直流降压变换器设计

5.2.2直流升压变换器设计

5.2.3Cuk升降压变换电路仿真

5.2.4桥式直流PWM变换器仿真

5.2.5AC／DC／Ac／DC开关电源的仿真

5.3直流一交流变换器

5.3.1三相电压型SPWM逆变器仿真

5.3.2电流跟踪型逆变器仿真

5.4交流一交流变换器

5.4.1单相交流调压器仿真

5.4.2三相交流调压电路仿真

5.4.3交一交变频电路的仿真

第6章直流调速系统的仿真

6.1直流电动机开环调速系统的仿真

6.2转速闭环控制的直流调速系统仿真

6.2.1带转速负反馈的有静差直流调速系统

6.2.2带电流截止负反馈的转速单闭环调速系统仿真

6.3转速电流双闭环控制的直流调速系统仿真

6.3.1按直流双闭环系统动态结构图的仿真

6.3.2使用powersystem模块的直流双闭环系统仿真

6.4直流可逆调速系统的仿真

6.4.1α=β配合控制的有环流可逆调速系统

6.4.2逻辑控制无环流直流可逆调速系统仿真

6.5直流PWMM可逆调速系统

6.5.1H型主电路的仿真

6.5.2双极式控制直流PWMM可逆调速系统仿真

6.5.3受限单极式直流PWMM可逆调速系统仿真

第7章交流调速系统的仿真

7.1交流异步电动机性能的仿真研究

7.1.1异步电动机连接正弦电压工作

7.1.2PWM变频器一电动机系统仿真

7.2交流电动机减压软起动系统仿真

7.3转速开环恒压频比控制的交流异步电动机调速系统仿真

7.4矢量坐标变换的仿真

7.4.1三相静止坐标系和两相静止坐标系的变换

7.4.2两相静止坐标系和两相旋转坐标系的变换

7.4.3三相静止坐标系和两相旋转坐标系的变换

7.4.4矢量坐标变换的仿真

7.5交流异步电动机的磁链观察

7.5.1转子磁链计算的电流模型

7.5.2转子磁链的电压模型

7.5.3转子磁链模型的仿真

7.6交流异步电动机矢量控制调速系统的仿真

7.6.1转差频率控制的异步电动机矢量控制系统仿真

7.6.2带转矩内环的转速、磁链闭环矢量控制系统仿真

7.6.3无速度传感器的矢量控制系统仿真

7.7永磁同步电动机的仿真

7.7.1正弦波永磁同步电动机变频调速系统仿真

7.7.2梯形波永磁同步电动机变频调速系统仿真

第8章离散控制调速系统仿真

8.1两象限三相整流器直流调速系统模块

8.1.1模块参数

8.1.2两象限三相整流器直流调速系统模型

8.1.3模块应用举例Dc3

8.2四象限晶闸管控制直流调速系统模块

8.2.1离散的α=β有环流控制可逆系统

8.2.2离散的无环流控制可逆系统

8.3四象限斩波控制直流调速系统

8.3.1Four-QuadrantChopperDCDrive模块

8.3.2模型结构

8.4三相异步电动机磁场定向矢量控制系统

8.4.1转速控制器

8.4.2定向控制器

8.4.3模块应用举例AC3

8.5三相异步电动机直接转矩控制系统

8.5.1转矩和定子磁链计算

8.5.2磁通和转矩滞环控制器

8.5.3磁链选择器

8.5.4开关表

8.5.5开关控制模块

8.5.6模块应用举例AC4

8.6三相异步电动机空间矢量控制系统

8.6.1转速控制器模块

8.6.2矢量控制模块

8.6.3模块应用举例AC2

参考文献

　　本书共分8章，介绍了MATLAB电气系统模型库模块及其功能，具体内容包括：MATLAB基础，SIMULINK环境和模型库，电力电子器件模型，变压器和电动机模型，电力电子变流电路的仿真，直流调速系统的仿真，交流调速系统的仿真，离散控制调速系统仿真。本书可用于高等学校电类专业的选修课教材，也可供研究生和技术研究人员参考和使用。　　本书以MATLAB为基础，介绍了MATLAB电气系统模型库模块及其功能，并以实例介绍了电力电子和电机控制系统的建模和仿真方法，内容包括AC／DC、DC／DC、DC／AC、AC／AC的各种变换电路，直流调速系统和交流调速系统等。为了适应现代数字化控制系统的发展，本书在连续系统的建模仿真外，还介绍了采样离散系统的建模和仿真方法。　　本书附有仿真模型光盘，最大限度地为读者学习提供了方便。　　本书可用于高等学校电类专业的选修课教材，也可供研究生和技术研究人员参考和使用。