电力电子系统建模及控制

1、灯力电子系统建模及控制实 验报告实验名称：_直流斩波电路模型及其仿真&直流斩波电路系统淋偿器设计&校正系统仿真验证班 级:_姓 名:_学 号：组 别:实验桌号：2013年 月 日实验目的(要求在课前预习完成)1、熟悉Simulink的工作环境，熟悉直流斩波电路的工作原理。2、熟悉降压、升压斩波电路的组成及其特点，掌握在simulink的 工作环境中建立电力电子系统的仿真模型。3、掌握直流斩波电路环路设计，了解系统校正的工作原理。4、掌握相关的matlab命令，及其在simulink的工作环境中建立电 力电子控制环路的仿真模型。5、熟悉降压斩波电路系统的稳定性分析及其输出波形分析，加深 了解系统

2、校正的结果。二、实验原理(要求在实验前预习完成)一、降压斩波(Buck)电路是最基本的DC-DC变换电路之一。如图1所示为Buck电路原理图及其工作模式。元件和仿真参数设置如下：输入电压(Vg)E = 300V, R=20。，L = 3e-4H ,C = 470/zF,开关频率为20kHz,开关信号占空比D=50%。+Ui-T+UoDT导通T+Ui-T+UoDT导通T关断图1 Buck电路原理图及其工作模式在Simulink中建立Buck电路模型,并进行仿真。观察开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流和负 载电压等信号。改变脉冲宽度(25%和70%),观测以上波形变化，并记

3、录。2、调换Buck电路中器件的位置，实现升压斩波(Boost)电路的仿真。 观察开关脉冲、电感的电压和电流、二极管的电压和电流、电容的电流和负载电压等信号改变脉冲宽度（25%和70%）,观测以上波形变化，并记录。二、主电路同实验一。Buck电路原理图及其工作模式如图元件和仿真参数设置如下：输入电压（Vg）E = 300V, R=20。，L = 3e-4H ,C = 470/zF,开关频率为20kHz,开关信号占空比D=50%。采样环节传递函数为H （S） =0.5。PWM调制器锯齿波幅度Vm=2.5V。图2 buck电路及其超前滞后补偿网络设计1、在Simulink中建立Buck原始回路（即

4、没有超前滞后补偿网络的系统）电路模 型，并进行仿真。（1）观察负载电压波形，并记录。（2）绘制Buck原始回路的bode图，并分析裕量，判断其是否稳定。2、采用matlab相关命令设计相应的超前滞后补偿网络。（1）计算出此超前滞后补偿网络各元件参数。（2）绘制加入的超前滞后补偿网络bode图。三、主电路同实验一。Buck电路原理图及其工作模式如图1。buck电路及其超前滞后补偿网络设计同实验二。各参数设置同实验二。1、根据实验二的补偿网络设计结果，在Simulink中建立超前滞后补偿网络模型（用transfer Fen模块直接代替实验二中的补偿网络）。Transfer Fen7.749e-016s 3+9.7 55 a。10s2 .000307s（1）观察负载电压波形，并记录。（2）观察系统运行稳定后，负载跳变（20ohm-10ohm ）的电压波形，并记录。2、绘制Buck补偿后系统的bode图，并分析裕量。验证频率特性稳定性分析方 法是否和电压仿真运行结果一致。三、实验结果图1-3升压降压式变换器中IGBT电流、电感电流、二极管和负载电压波形利用升压降压式变换器，即可实现升压，也可实现降压，图1-3 中的电