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仿真算例——精选推荐--第1页

4大功率逆变器的仿真分析研究

4.1MATLAB仿真软件简介

MATLAB是美国TheMathWorks公司开发的一种语言，用于科学和工程方面

的数值计算，也可称它为交互式的高效软件包。MATLAB将数值分析、信号处理、

矩阵运算、图形功能和系统仿真融为一体，使用户在易学易用的环境中求解问题。

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TheMathWorks公司对MATLAB优点的描述是：“计算、可视化及编程一体化。”

经过多年的开发应用和改进，MATLAB已成为国内外高校在科学计算、自动

控制及其他领域的高级研究工具。在工业界，它主要用于研究和解决特殊的工程

问题和数学问题。MATLAB典型的用途包括以下几个方面：

①数学计算；

②新算法研究开发；

③建模、仿真及样机开发；

④数据分析、探索及可视化；

⑤科技与工程的图形功能；

⑥友好图形界面的应用程序开发。

4.1.1SIMULINK工具箱简介

MATLAB中的SIMULINK工具箱是一种优秀的仿真软件，具有和MATLAB一样

强大的运算能力，由于它与用户交互接口是基于Windows的模型化图形输入，系

统的各元件的模型都是用带有输入输出接口的框图来表达，框图之间的连线表示

信号流动的方向。对用户来说，只需要知道这些功能模块的输入输出以及图形界

面的使用方法，就可以很方便的进行系统仿真，而不必通过复杂的编程去完成系

统的动态仿真。

SIMULINK另外一个优点就是其仿真环境中自带了功能强大、数量众多的仿

真模型，SIMULINK工具箱内几乎包含了所有工程和数学领域的模型库，这也为

用户提供了非常方便的仿真需求。例如，SIMULINK仿真工具箱就包含了用于电

力系统和电力电子领域的电气系统模块库（SimPowerSystems）。此外，SIMULINK

还允许用户自定义所需要模型，通过对自定义模型进行封装扩展了现有的模块

库。

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4.1.2SimPowerSystems模型库简介[25]

SimPowerSystems是进行电力电子系统仿真的理想工具，与PSPICE和SABER

等仿真软件进行器件级别的仿真分析不同，SimPowerSystems中的模型更加关注

器件的外特性，易于与控制系统相连。SimPowerSystems模块库中包含常用的电

源模块、电力电子器件模块、电机模块以及相应的驱动、控制和测量模块。

SimPowerSystems中的模块可以和SIMULINK模块相连接，但

SimPowerSystems中的模块与SIMULINK的模块使用不同，前者的模块必须连接

在闭合回路中，每个模块都有输入输出端，在回路中流动的是电流，电流流过器

件会产生电压降。而SIMULINK的模块组成的是信号流程，流入流出模块的信号

没有特定的物理意义，其含义要视仿真模型而定。

在电力电子系统的仿真中，使用SIMULINK的模块组成控制电路，使用

SimPowerSystems中的模块组成主电路，可以观察和研究在不同控制方案或初始

条件下系统的动态和稳态响应，为系统设计提供依据。

4.2器件直接串联型两电平逆变器仿真研究

4.2.1器件直接串联型三相两电平逆变器SPWM仿真研究

器件直接串联型三相两电平逆变器SPWM控制系统如图4.1所示，它由直流