工程软件应用上机实践课程作业.doc

工程软件应用上机实践课程作业 学院： 电子信息工程学院 专业： 电气工程及其自动化 班级： 电气151501 学号： 201515010117 姓名： 目录1、 Simulink的常用模块库简介2、 演示示波器3、 单相半波可控整流电路（电阻性负载）4、 单相桥式全控整流电路研究（电阻性负载）5、 三相桥式全控整流电路的工作原理6、 学习心得时间：9月25日一、Simulink的常用模块库简介1、Sources 信号源模块组：输入端口模块(In)：用来反映整个系统的输入端子，这样的设置在模型线性化与命令行仿真时是必需的。信号发生器 (Signal generator)：能够生成若干种常用信号，如方波信号、正弦波信号、锯齿波信号等，用户可调整其幅值和相位。常数输入模块(constant)：此模块以常数作为输入。接地线模块(grand)：一般用于表示零输入模块，如果一个模块的输入端没有接其他任何模块，simulink经常会给出错误信号。各种其他类型的信号输入，如阶跃输入(step)、斜坡输入(ramp)、脉冲信号(pulse generator)、正弦信号(sine wave)等，还允许由repeating sequence模块构造可重复的输入信号。2、Continous连续系统模块 l积分环节(Integrator)、微分环节 (Derivative )、线性系统的状态方程(state-space)、传递函数(Transfer fcn)、零-极点模型(Zero pole) :都可以用来描述线性系统。3、 Discrete离散系统模块l零阶保持器(zero-order hold)和一阶保持器(first-order hold)、离散系统的传递函数(discrete Transfer fcn)、状态方程 (discrete state-space)、零-极点模型(discrete Zero pole) 、Unit delay、Discrete filter4、 Math数学运算模块lAbs：求绝对值或求模(复数)；lAlgebraic Constraint：强制输入信号为零；lComplex to Magnitude-Angle：求复数的幅值与相角；lComplex to Real-Imag ：求复数的实部和虚部；lDot Product：求点积(内积)；lGain：对输入信号乘上一个常数增益；lLogical Operator：逻辑操作符；lMagnitude-Angle to Complex：由幅值与相角求复数；lMath Function：数学运算函数；lProduct：对输入信号求积或商；lRelational Operator：比较操作符；5、signal routing模块lBus selector:从输入总线上选择信号.lDemux:将向量分为标量或小向量；lMux:将标量或小向量组合为大向量；lSelector:选择输入的元素；lSwitch：当第二个输入端信号大于临界值时，输出第一个输入端的信号，否则输出第三个输入端的信号；6、nonlinear非线性系统模块lRate limiter：限制信号的变化速率不超过规定的限制值；lSaturation：对输出信号进行限幅的饱和特性；lQuantizer：对输入进行阶梯状量化；lBacklash：在输出不变区中输出不随输入变化而改变，在输出不变区外输出随输入成正比变化；lCoulomb & Viscous Friction：在原点不连续，在原点以外具有线性增益。7、sinks输出模块lScope：仿真时显示信号的类似示波器的窗口。lXY graph scope：将两路输入信号分别作为示波器的两个坐标轴；lOut：反映整个系统的输出端子；lTo file：把数据输出到文件中；lTo workspace：把数据输出到工作空间中；lStop simulation：当输入为非零时，强行中止仿真。时间：10月10日二、演示示波器示波器是simulink中常用的一个输出模块。由右图可以看出，示波器窗口的标题是“scope”，标题栏下是工具栏。工具栏最左边是打印按钮；其次是示波器属性对话框；再次是连续三个变焦(zoom)按钮，分别是XY轴放大器、X轴放大器和Y轴放大器，可以将图像根据用户选定的X轴和Y轴范围同时放大，或仅在X轴范围放大，或仅在Y轴范围放大。工具栏中望远镜按钮对窗口坐标刻度自动管理，取图像最大幅值、最大时间范围，显示全部结果。望远镜按钮右边两按钮为保存当前轴的设置。工具栏中最右边的按钮为“float scope”选择按钮，选中该按钮，示波器为游离状态，模型结构图中示波器图标的输入端与系统模型的连线会断开。示波器属性对话框中有两张标签页：分别为一般参数设置(下图)和数据存储参数设置。下图“axes”栏下的“number of axes”为示波器窗口内的坐标个数，缺省为1；当设置为2时，示波器图标的输入端也变为两个输入端口。其中“time range”栏为信号显示从0开始的时间区间，缺省为10，若设置为n，则信号显示区间为0,n；”tick labels”下拉三个选项，可分别选择示波器坐标系不同的标注标识。“floating scope”栏被勾选时，则示波器为游离状态。“sampling”下拉菜单有两个选项：其一decimation设置数据的显示频度，缺省为1，表示每点都显示；设置为n时，则为隔(n-1)点显示一次。其二sampling Time 设置采样时间间隔，缺省为0，意为显示连续信号；设置1时为显示方式由输入信号决定。示波器属性对话框的数据存储参数设置页如下图所示。其中“limit data points to last ”栏设置缓冲区存储数据的长度，缺省为5000。即图中显示最新的5000个仿真点，如果实际仿真点数超过这个数值，而又想看到仿真的全貌，则取消此框的选中。“save data to workspace”栏用来把示波器缓冲区存储的数据送到MATLAB工作空间。缺省为不选，即不送数据到MATLAB工作空间。“variable name”是存储数据的变量名。“format”为保存数据的三种格式选择：array(数组)、structure(构架)、structure with time(带时间的构架)。时间：10月20日三、单相半波可控整流电路（电阻性负载）原理图单相半波可控整流电流（电阻性负载）原理图，晶闸管作为开关元件，变压器t器变换电压和隔离的作用，用u1和u2分别表示一次和二次电压瞬时值，二次电压u2为50hz正弦波波形如图所示，其有效值为u2。建立仿真模型根据原理图用matalb软件画出正确的仿真电路图。仿真参数，算法（solver）ode15s，相对误差（relativetolerance）1e-3，开始时间0结束时间0.05s。脉冲参数，振幅3V，周期0.02，占空比10%，时相延迟（1/50）x（n/360）s，电源参数，频率50hz，电压220v，晶闸管参数，（3）仿真参数设置设置触发脉冲分别为0、30、90、120、150。与其产生的相应波形分别如图1-7、图1-8、图1-9、图1-10、图1-11。在波形图中第一列波为脉冲波形，第二列波为流过负载电压波形，第三列波为晶闸管电压波形，第四列波为负载电流波形，第五列波为电源波形。时间：10月27日四、单相桥式全控整流电路研究（电阻性负载）电路结构工作原理（1）在正半波的（）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。因此在0区间，4个晶闸管都不导通。假如4个晶闸管的漏电阻相等，则。建模在MATLAB新建一个Model，命名为zuxingfuzai，同时模型建立如下图所示：在此电路中，输入电压的电压设置为220V，频率设置为50Hz，电阻阻值设置为10欧姆，脉冲输入的电压设置为3V，周期设置为0.02（与输入电压一致周期），占空比设置为20%，触发角分别设置为30，60，90，150因为两个晶闸管在对应时刻不断地周期性交替导通，关断，所以脉冲出发周期应相差180。时的阻性负载参数设置1、同步脉冲信号发生器参数同步脉冲信号发生器参数取=30时，对应时间为t=0.02*30/360 s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取20%即可同步脉冲信号发生器参数取=30时，对应时间为t=0.02*30/360+0.01 s，脉冲宽度用脉冲周期的百分比表示，取20%即可交流电源参数、负载上的参数设置、晶闸管参数设置（resistance Ron和inductance lon不能同时为零）(1) .波形图时间：11月5日五、三相桥式全控整流电路的工作原理三相桥式全控整流原理电路结构如图所示。三相桥式全控整流电路是应用最广泛的整流电路，完整的三相桥式整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成。6个晶闸管以次相隔60度触发，将电源交流电整流为直流电。三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证在每一瞬时都有两个晶闸管同时导通（上桥臂和下桥臂各一个）。整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少3的整倍次谐波电流对电源的影响。三相桥式全控整流电路在Simulink环境下，运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立了三相桥式全控整流电路的仿真模型，仿真结构如图所示：设置模型参数三相桥式全控整流电路，电源相电压为220V，整流器输出电压为100V（相电压），观察整流器在不同负载，不同触发角时整流器输出电压、电流波形，测量其平均值。1、电阻负载（R的值为5欧姆、a=30）（1）设置模型参数如下：1）电源参数设置：三相电源的电压峰值380V，频率为50HZ，相位分别为0、-120、-240.2）整流器变压器参数设置：一次绕组联结（wingding 1 connection）选择Delta(D11),线电压为380V；二次绕组联结（wingding 2 connection）选择Y，线电压为173v，在要求不高时变压器容量、互感等其他参数可以保持默认值不变。3）同步变压器参数设置：一次绕组联结（wingding 1 connection）选择Delta(D11),线电压为380V；二次绕组联结（wingding 2 connection）选择Y，线电压为15v，其他参数可以保持默认值不变。4）三相晶闸管整流器参数设置：使用默认值。5）RLC负载参数设置：R的值为5欧姆，C的值为inf。6）6脉冲发生器设置：频率为50HZ，脉冲宽度取1，选择双脉冲触发方式。7）触发角设置：给定alph设置为30.仿真并观察结果设置的仿真参数如下：仿真时间为0.06S，数值算法采用ode15。仿真参数设置完成后即可启动仿真，得到的仿真的如图所示。分析观察到的结果：将图所示的三相电压波形与整流电压和电流波形相比较，整流后的电压是直流，而且波形与三相输入电压波形相对应。整流电压平均值与计算值Ud=2.34*100cos30V=202.6V相符。因为是电阻负载，整流后的电压和电流波形相同，但Y轴坐标不同。六、心得体会通过这么短短的几次课，我的确收获了不少，了解到在生活中见过的但是以前并不懂的集成电路等。因此，我们应该珍惜每一次学习的机会，通过这种课堂学习知识，也开阔自己的眼界，丰富自己的学习生活。学习是一件很快乐的事情，因为，通过学习，我们获得了很多知识，或许我们以后用不到这些，但是却开拓了我的视野，至少以后要是遇到这方面的事情，我还是懂一些的。我通过这几次的matlab仿真设计过程中，不仅掌握了matlab中simulink仿真的使用，还对单相桥式全控整流电路有了更深刻的认识。例如，在实际电路的设计中，需要考虑电源及R、L的具体参数，可以通过改变仿真模型中的R、L的值进行分析。在进行仿真时，不仅要掌握各种模块的