主要介紹基于MATLAB的電力電子技術(shù)和交直流調(diào)速系統(tǒng)仿真，在適當(dāng)闡述工作原理的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)介紹系統(tǒng)的仿真模型建立方法和仿真結(jié)果分析，對(duì)于不能直接調(diào)用的仿真模塊進(jìn)行修改并說明其工作原理，該書特點(diǎn)的特點(diǎn)是將電力電子技術(shù)、交直流調(diào)速系統(tǒng)與MATLAB仿真有機(jī)地結(jié)合在一起，敘
述簡潔、概念清楚該書共分為7章：第1章為基礎(chǔ)內(nèi)容，著重介紹MATLAB基本操作與模型庫中模塊瀏覽；第2～7章為電力電子和交直流調(diào)速系統(tǒng)仿真模型的建立和仿真結(jié)果分析。全書提供了大量應(yīng)用實(shí)例。主要面向理工類大學(xué)、研究生和教師。

（1） 內(nèi)容新穎獨(dú)特，講述通俗易懂，將電力電子技術(shù)、交直流調(diào)速系統(tǒng)與MATLAB仿真有機(jī)結(jié)合。
（2） 運(yùn)用MATLAB的Simulink和Powersystem工具箱，基于系統(tǒng)電氣原理結(jié)構(gòu)圖，實(shí)現(xiàn)建模與仿真。
（3） 提供大量實(shí)例，重點(diǎn)介紹建模方法和技巧，給出仿真結(jié)果，并進(jìn)行定量分析。
（4） 在深刻理解MATLAB庫中仿真模塊工作原理基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹模塊的改造原理及改造方法。
（5） 對(duì)于MATLAB仿真中可能遇到的問題，進(jìn)行深入講解與分析，并提出解決方案。
（6） 為方便教學(xué)和自學(xué)，提供配套教學(xué)課件、仿真模型、視頻講解、習(xí)題答案。
（7） 對(duì)于所有的仿真模型，通過掃描二維碼，可以觀看完整的演示視頻。

MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，是用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語言和交互式環(huán)境，主要包括 MATLAB和Simulink兩大部分。MATLAB是matrix和laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室），它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、FORTRAN）的編輯模式，代表科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。

MATLAB軟件更新很快，每年都有新版本推出。從作者個(gè)人實(shí)踐來看，MATLAB R2022a版本和以前版本相比，就電力電子技術(shù)和交直流調(diào)速仿真而言，出現(xiàn)了比較大的變化，如仿真界面上的菜單欄、工具欄等，并且取消了Fcn模塊。對(duì)模塊的操作也有較大改變，如模塊的封裝和設(shè)置等。MATLAB R2022a版本的powergui模塊在檢測(cè)諧波時(shí)，取消了菜單欄，使坐標(biāo)軸值的設(shè)置與以往有較大差異。本書基于MATLAB R2022a版本編寫，在所有的仿真模型旁附設(shè)二維碼，讀者可通過掃描二維碼查看仿真模型的搭建過程和仿真結(jié)果。

本書共7章，第1章介紹MATLAB與基本操作，內(nèi)容包括 Simulink和Specialized Power Systems模塊庫中各模塊的含義及一些基本操作，如模塊的修改、示波器的設(shè)置等。第2章介紹電力電子整流電路仿真，包括不同類型整流電路帶不同負(fù)載的仿真模型和仿真結(jié)果分析。第3章介紹電力電子有源逆變仿真，介紹不同類型整流電路有源逆變的仿真模型和仿真結(jié)果。第4章介紹電力電子無源逆變仿真，包括晶閘管逆變和全控器件逆變。第5章介紹交流調(diào)壓仿真和開關(guān)電源仿真。第6章介紹直流調(diào)速系統(tǒng)仿真，著重介紹調(diào)節(jié)器參數(shù)和電動(dòng)機(jī)參數(shù)的確定。第7章是交流調(diào)速系統(tǒng)仿真模型的建立和仿真結(jié)果分析。

本書由鹽城工學(xué)院電氣學(xué)院陳中、陸軍裝甲兵學(xué)院兵器與控制系陳克偉、鹽城工學(xué)院電氣學(xué)院劉丹丹、段文勇共同編寫。電力電子技術(shù)部分主要是以冷增祥、徐以榮編著的《電力電子技術(shù)基礎(chǔ)》為藍(lán)本，直流變電技術(shù)部分主要以闞加榮編著的《開關(guān)電源技術(shù)》為藍(lán)本，交直流調(diào)速部分主要是以陳伯時(shí)編著的《電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)》為藍(lán)本進(jìn)行仿真的，在此向冷增祥、徐以榮、闞加榮、陳伯時(shí)等老師表示衷心感謝。

本書由鹽城工學(xué)院教材資金資助出版。本書在編寫過程中，得到了鹽城工學(xué)院電氣學(xué)院、陸軍裝甲兵學(xué)院兵器與控制系各位領(lǐng)導(dǎo)及同事的大力支持和幫助，特別感謝大連民族大學(xué)李邵民教授，合肥工業(yè)大學(xué)倪有源教授，溫州職業(yè)技術(shù)學(xué)院智能制造學(xué)院王凱博士，鹽城工學(xué)院王建岡教授、闞加榮教授、陳沖副教授、廖啟蒙博士。中興通訊股份有限公司曾武工程師、王衛(wèi)工程師，安徽微電科技股份有限公司朱代忠工程師也給予了很大幫助，在此向他們表示衷心感謝。

非常感謝清華大學(xué)出版社，本書能夠順利出版，與編輯們的嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真和付出分不開。

由于編者水平有限，書中肯定有許多不足之處，歡迎讀者批評(píng)指正，謝謝！

編者
2023年11月

陳中，鹽城工學(xué)院講師，長期從事運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的教學(xué)和科研工作。在清華大學(xué)出版出版《基于MATLAB的電力電子技術(shù)與交直流調(diào)速系統(tǒng)仿真》《基于STC89C52單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》《基于AVR單片機(jī)的控制系統(tǒng)》《基于MSP430單片機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》等5部著作。
陳克偉，陸軍裝甲兵學(xué)院兵器與控制系講師，從事電氣工程與智能控制研究，擅長智能控制算法與matlab仿真，發(fā)表論文20余篇，獲發(fā)明專利10余項(xiàng)，獲軍隊(duì)科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
劉丹丹，鹽城工學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。長期從事自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)和科研工作。講授微機(jī)原理與接口、Matlab仿真計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等課程。近5年發(fā)表核心期刊、EI、SCI論文10余篇。主持 產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目2項(xiàng)。獲江蘇省輕工協(xié)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。獲 產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目優(yōu)秀項(xiàng)目案例1項(xiàng)。出版微機(jī)原理與接口方面的實(shí)驗(yàn)教材1部。
段文勇，鹽城工學(xué)院副教授、碩士生導(dǎo)師。長期從事控制理論的教學(xué)和科研工作，講授數(shù)字信號(hào)處理計(jì)算方法等課程。近5年發(fā)表SCI源刊論文近30篇。主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、江蘇省自然科學(xué)基金項(xiàng)目各1項(xiàng)。獲鹽城市科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、淮海科學(xué)技術(shù)三等獎(jiǎng)、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)、江蘇省自動(dòng)化學(xué)會(huì)會(huì)員。

第1章MATLAB簡介與基本操作

1.1MATLAB簡介

1.2Simulink/Specialized Power Systems模型窗口

1.3有關(guān)模塊的基本操作及仿真步驟

1.4測(cè)量模塊及顯示和記錄模塊的使用

1.5建立子系統(tǒng)和系統(tǒng)模型的封裝

1.6模塊的修改

1.7新版本查找舊版本模塊

1.8Simulink相關(guān)模型庫中的模塊瀏覽

1.9Specialized Power Systems模型庫瀏覽

1.10仿真算法介紹

1.11s函數(shù)的編寫

復(fù)習(xí)思考題

第2章電力電子整流電路仿真

2.1電力電子仿真常用的測(cè)量模塊簡介

2.2powergui模塊中FFT的X軸和Y軸信號(hào)放大

2.3單相半波可控整流電路仿真

2.4單相橋式整流電路仿真

2.4.1單相全控橋式整流電路的仿真

2.4.2單相半控橋式整流電路的仿真

2.5三相半波可控整流電路仿真

2.5.1三相半波可控整流接組感性負(fù)載仿真

2.5.2三相半波可控整流電路接反電動(dòng)勢(shì)負(fù)載仿真

2.5.3考慮交流電源存在電感三相不可控整流電路仿真

2.5.4考慮電源側(cè)存在電感的三相半波可控整流電路仿真

2.6三相橋式全控整流電路仿真

2.7三相半控橋式整流電路仿真

復(fù)習(xí)思考題

第3章電力電子有源逆變仿真

3.1三相半波可控整流電路接電動(dòng)勢(shì)負(fù)載仿真

3.2考慮交流電源存在電感的有源逆變仿真

3.3三相全控橋式電路有源逆變工作狀態(tài)仿真

3.4整流電路的電流畸變系數(shù)和有功功率測(cè)量的仿真

復(fù)習(xí)思考題

第4章電力電子無源逆變仿真

4.1負(fù)載換流逆變器仿真

4.1.1RLC串聯(lián)諧振逆變器仿真

4.1.2并聯(lián)諧振逆變器仿真

4.2強(qiáng)迫換流電壓型逆變器仿真

4.2.1單相橋式串聯(lián)電感式逆變器仿真

4.2.2三相串聯(lián)電感式逆變電路仿真

4.2.3串聯(lián)二極管式逆變器仿真

4.2.4具有輔助換流晶閘管逆變器仿真

4.3強(qiáng)迫換流電流型逆變器仿真

4.4全控型電力電子電壓型逆變器仿真

4.4.1單相全橋逆變器仿真

4.4.2三相電壓型逆變器仿真

4.5多重逆變電路仿真

4.5.1二重單相電壓型逆變電路仿真

4.5.2三相電壓型逆變器多重化仿真

4.6正弦波脈寬逆變器仿真

4.7跟蹤型PWM控制技術(shù)仿真

4.7.1單相半橋式跟蹤PWM逆變器仿真

4.7.2三相橋式跟蹤PWM逆變器仿真

復(fù)習(xí)思考題

第5章交流調(diào)壓和直流變換仿真

5.1交流調(diào)壓仿真

5.1.1單相交流調(diào)壓仿真

5.1.2三相交流調(diào)壓仿真

5.2直流變換器仿真

5.2.1降壓式斬波器仿真

5.2.2升壓式斬波器仿真

5.2.3升/降壓斬波器仿真

5.3輸入與輸出隔離的直流變換器仿真

5.3.1單端反激式變換電路仿真

5.3.2單端正激式變換電路仿真

5.3.3推挽式直流變換電路仿真

5.3.4半橋式直流變換電路仿真

5.3.5全橋式直流變換電路仿真

5.4直流變換器閉環(huán)仿真

復(fù)習(xí)思考題

第6章直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真

6.1單閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的仿真

6.1.1晶閘管�仓绷麟妱�(dòng)機(jī)開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的仿真

6.1.2單閉環(huán)有靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

6.1.3單閉環(huán)無靜差轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

6.1.4單閉環(huán)電流截止轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

6.1.5單閉環(huán)電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

6.1.6單閉環(huán)電壓負(fù)反饋和帶電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

6.1.7單閉環(huán)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)定量仿真

6.2雙閉環(huán)及PWM直流調(diào)速系統(tǒng)仿真

6.2.1轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)定量仿真

6.2.2轉(zhuǎn)速超調(diào)的抑制轉(zhuǎn)速微分負(fù)反饋仿真

6.2.3=配合控制調(diào)速系統(tǒng)仿真

6.2.4邏輯無環(huán)流可逆直流調(diào)速系統(tǒng)仿真

6.2.5PWM直流調(diào)速系統(tǒng)仿真

復(fù)習(xí)思考題

第7章交流調(diào)速系統(tǒng)的MATLAB仿真

7.1交流調(diào)速系統(tǒng)仿真中常用模塊簡介

7.2單閉環(huán)交流調(diào)壓調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

7.2.1調(diào)壓調(diào)速的基本工作原理

7.2.2調(diào)壓調(diào)速的建模與仿真

7.3變頻調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

7.3.1SPWM內(nèi)置波調(diào)速系統(tǒng)仿真

7.3.2SPWM外置波調(diào)速系統(tǒng)仿真

7.4電流滯環(huán)跟蹤控制調(diào)速系統(tǒng)仿真

7.5電壓空間矢量調(diào)速系統(tǒng)的建模與仿真

7.5.1電壓空間PWM矢量控制技術(shù)

7.5.2電壓空間PWM矢量控制技術(shù)仿真

7.6轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比的交流調(diào)速系統(tǒng)仿真

7.7轉(zhuǎn)差頻率改進(jìn)方案的仿真

7.8轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)控制的矢量控制系統(tǒng)仿真

7.8.1矢量控制系統(tǒng)的基本思路

7.8.2按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制方案

7.8.3轉(zhuǎn)速、磁鏈閉環(huán)矢量控制系統(tǒng)仿真

7.9定子磁鏈定向控制直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真

7.9.1按定子磁鏈定向控制直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的工作原理

7.9.2按定子磁鏈定向控制直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)仿真

7.10繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)仿真

7.10.1繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速原理

7.10.2繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速仿真

復(fù)習(xí)思考題

參考文獻(xiàn)