【正文】 許 老師有嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神和精益求精的工作作風，這些都是我所需要學習的， 再次 感謝 許 老師給予了我這樣一個學習機會！ 感謝與我并肩作戰(zhàn)的舍友與同學們，感謝關心我支持我的朋友們，感謝學校領導、老師們，感謝你們給予我的幫助與關懷； 特別 感謝 成都理工大 學工程技術 學院 四年來為我提供的良好學習環(huán)境，謝謝！ 本文參考了大量的文獻資料，在此，向各學術界的前輩們致敬！ 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 36 參考文獻 [1] 王兆安 ,黃俊 . 電力電子技術 [M]. 機械工業(yè) 出版社 , 2021. [2]洪乃剛等 .電力電子和電力拖動控制系統(tǒng)的 MATLAB仿真 [M].機 械 工業(yè)出 社 ， 2021. [3]趙良 炳 .現(xiàn)代電力電子技術基礎 [ M].清華大學 出版社， 1995 [4]陳伯時等 .電力拖動自動控制系統(tǒng) [ M].機械工業(yè)出版社， 1992 [5]張占松，蔡宣三 .開關電源的原理與設計 [M].電子工業(yè)出版社，1998 [6] 侯振義，夏崢，柏雪倩 . 直流開關電源技術及應用 [M]. 電子工業(yè)出版社， 2021 [7] 李穎 ，朱伯立，張威 . Simulink 動態(tài)系統(tǒng)建模與仿真基礎 [M].西安電子科技大學出版社 ， 2021 [8] 王中鮮 等 . MATLAB建模與仿真應用 [M]. 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [9] 蔡旭暉 , 劉衛(wèi)國 , 蔡立燕 . MATLAB 基礎與應用教程 [M]. 人民郵電出版社 ,2021 [10] 張德豐 等 . MATLAB/Simulink 建模與仿真 [M]. 電子工業(yè)出版社 ，2021 。 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 35 致謝 這次的畢業(yè)論文是在我的指導老師 許麗 老師親切關懷和悉心指導下完成的。更重要的是我在遇到新問題時，我學會了怎樣的搜集信息，并運用搜集到的信息去分析問題，解 決問題。 5 月中旬， 在經(jīng)過導師的多次指正后，我的論文得以完善。 5 月初，論文已經(jīng)基本完成，然而在格式上卻存在諸多錯誤。 為了 得到準確的 電路圖， 仿真波形圖 等，我仔細學習了 Matlab 軟件 。 4 月底，論文的文字敘述已經(jīng)完成。在寫作過程中遇到困難我就及時和導師聯(lián)系，并和同學互相交流，請教專業(yè)課老師。我在學校圖書館， 閱覽室 搜集資料，還在網(wǎng)上查找各類相關資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確、數(shù)量多，這有利于論文的撰寫。我將這一困難告訴了導師，在導師細心的指導下，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。 3 月初，在與導師的交流討論中我的題目定了下來，是： 直流斬波電路的分析與仿真研究 。結合第一章，我們可以對六種基本斬波電路的輸入輸出特性總結如下 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 33 表 六種基本斬波電路的比較 輸入電 流 輸出電流 輸出電壓 輸出電壓表達式 降壓斬波電路 斷續(xù) 連續(xù) 正極性 oUE?? 升壓斬波電路 連續(xù) 斷續(xù) 正極性 11oUE?? ? 升降壓斬波電路 斷續(xù) 斷續(xù) 反極性 1oUE??? ? Cuk斬波電路 連續(xù) 連續(xù) 反極性 1oUE??? ? Sepic斬波電路 連續(xù) 連續(xù) 正極性 1oUE??? ? Zeta斬波電路 斷續(xù) 斷續(xù) 正極性 1oUE??? ? 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 34 總結 2021 年 3 月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文 已經(jīng)完成。 圖 三重三相斬波電路電流仿真波形圖 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 32 圖 三重三 相斬波電路電壓仿真波形圖 本章 小 結 本章對降壓斬波電路、升壓斬波電路、升降壓斬波電路、 Cuk 斬波電路和三重三相斬波電路進行了 Matlab 的仿真，由于 Sepic 斬波電路和 Zeta 斬波電路的輸出電壓表達式與升降壓斬波電路的表達式相同，只是在輸入輸出電流的連續(xù)性和輸出電壓的極性不同，故本章未對其進行仿真。 IGBT 和二極管參差均保持默認值。 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 31 三相三重斬波電路的仿真 圖 三重三相斬波電路仿真模型 仿真參數(shù)：直流電源 E 設為 200V，三個脈沖信號發(fā)生器的脈沖周期均為 30μs，脈沖寬度為 20%， pulse1 的延遲時間 為 0， pulse2 延遲時間為 10μs,pulse3 的延遲時間為 20μs。啟動仿真，仿真波形如下圖所示 : 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 30 圖 Cuk 斬波電路的仿真波形圖 當把脈沖發(fā)生器的脈沖寬度設為 60%時，導通比 α 為 1/3，因此該電路作降壓斬波電路，輸出電壓 oU 應為 300V,設置仿真時間為 ,算法采用 ode45s。啟動仿真，仿真波形如下圖所示： 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 29 圖 α ＝ 3/5 的仿真波形 圖 Cuk斬波電路的防真 圖 Cuk 斬波電路的仿真模型 仿真電路參數(shù)：直流電源 E 為 200V，脈沖發(fā)生器脈沖周期為,電感 L 為 2mH，電容 C 為 10μs，電阻 R 為 5Ω， IGBT 和二極管參數(shù)保持默認值。 當把脈沖發(fā)生器的脈沖寬度設為 %時， 導通比 α 為 1/3，因此該電路作降壓斬波電路，輸出電壓 oU 應為 100V,設置仿真時間為,算法采用 ode45s。如果壓根進一步減少輸出電壓波動，可以提高脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖的周期，并選擇多組 LC 參數(shù)比較以得到更滿意的結果。取仿真時間 ode45s。 圖 降壓斬波電路仿真模型 仿真參數(shù)設置：直流降壓變器電源電壓 E ＝ 100V，電阻的阻值 R＝ 20Ω 脈沖發(fā)生器脈沖周期 T ＝ ,脈沖寬度為 50%，電感 L ＝2mH,IGBT 和二極管的參數(shù)可以保持默認值，仿真時間為 ,算法采用 ode15s。在模型中開關器件采用了 IGBT，成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 25 IGBT 的驅(qū)動信號由脈沖發(fā)生器 Pulse 產(chǎn)生，設定脈沖發(fā)生器的 脈沖周期和脈沖寬度可以調(diào)節(jié)脈沖占空比。 降壓斬波電路的仿真 降壓變流器主電路的設計除要選擇器件和二極管外，還需要確定電感 L 的參數(shù)，電感參數(shù)的計算是復雜的，但是采用仿真卻很方便。工具箱是 MATLAB 函數(shù)的子程序庫，每一個工具箱都是為某一類學科專業(yè)和應用而定制的，主要包括信號處理、控制系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊邏輯、小波分析和系統(tǒng)仿真等方面的應用。另外， MATLAB 網(wǎng)頁服務程 序還容許在 Web 應用中使用自己的 MATLAB 數(shù)學和圖形程序。 6）實用的程序接口和發(fā)布平臺 新版本的 MATLAB 可以利用 MATLAB 編譯器和 C/C++數(shù)學庫和圖形庫，將自己的 MATLAB 程序自動轉(zhuǎn)換為獨立于 MATLAB 運行的C 和 C++代碼。一般來說，它們都是由特定領域的 專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學習、應用和評估不同的方法而不需要自己編寫代碼。另外新版本的 MATLAB 還著重在圖形用戶界面（ GUI）的制作上作了很大的改善，對這方面有特殊要求的用戶也可以得到滿足。新版本的 MATLAB 對整個圖形處理功能作了很大的改進和完善，使它不僅在一般數(shù)據(jù)可視化軟件都具有的功能（例如二維曲 線和三維曲面的繪制和處理等）方面更加完善，而且對于一些其他軟件所沒有的功能（例如圖形的光照處理、色度處理以及四維數(shù)據(jù)的表現(xiàn)等）， MATLAB 同樣表現(xiàn)了出色的處理能力。高層次的作圖包括二維和三維的可視化、圖象處理、動畫和表達式作圖。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、工程中的優(yōu)化問題、 稀疏矩陣 運算、復數(shù)的各種運算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。在計算要求相同的情況下，使用 MATLAB的編程工作量會大大減少。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計算中的最新研究成果，而前經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯處理。 3）強大的科學計算機數(shù)據(jù)處理能力 MATLAB 是一個包含大量計算算法的集合。使之更利于非計算機專業(yè)的科技人員使用。用戶可以在命令窗口中將成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 23 輸入語句與執(zhí) 行命令同步，也可以先編寫好一個較大的復雜的應用程序（ M 文件）后再一起運行。簡單的編程環(huán)境提供了比較完備的調(diào)試系統(tǒng)，程序不必經(jīng)過編譯就可以直接運行，而且能夠及時地報告出現(xiàn)的錯誤及進行出錯原因分析。隨著 MATLAB 的商業(yè)化以及軟件本身的不斷升級， MATLAB 的用戶界面也越來越精致，更加接近 Windows 的標準界面，人機交互性更強，操作更簡單。這些工具方便用戶使用 MATLAB的函數(shù)和文件，其中許多工具采用的是圖形用戶界面。 3) 友好的用戶界面及接近數(shù)學表達式的自然化語言 ,使學者易于學習和掌握 。 （ 2） MATLAB 的 特點 1) 高效的數(shù)值計算及符號計算功能 ,能使用戶從繁雜的數(shù)學運算分析中解脫出來 。 (1)MATLAB 的 應用 MATLAB 產(chǎn)品族可以用來進行以下各種工作： ● 數(shù)值分析 ● 數(shù)值和符號計算 ● 工程與科學繪圖 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 22 ● 控制系統(tǒng)的設計與仿真 ● 數(shù)字圖像處理 技術 ● 數(shù)字信號處理 技術 ● 通訊系統(tǒng)設計與仿真 ● 財務與金融工程 MATLAB 的應用范圍非常廣，包括信號和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設計、測試和測量、財務建模和分析以及計算生物學等眾多應用領域。在新的版本中也加入了對 C， FORTRAN， C++ ， JAVA 的支持。 MATLAB 可以進行 矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設計、信號處理與通訊、 圖像處理 、 信號檢測 、金融建模設計與分析等領域。 MATLAB 和 Mathematica、 Maple 并稱為三大數(shù)學軟件。 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 21 2 直流斬波電路的 Matlab 仿真 Matlab 簡介 MATLAB 是由美國 mathworks 公司發(fā)布的主要面對科學計算、可視化以及交互式程序設計的高科技計算環(huán)境。 直流傳動是斬波電路應用的傳統(tǒng)儲，而開關電源則是斬波電路應用的新領域，前者應用在逐漸萎縮，而后者的應用方興未 艾、欣欣向榮，是電力電子領域的一大熱點。 三相三重斬波電路的原理圖 圖 三重三 相斬波電路圖 三相三重斬波電路的理想工作波形： 成都理工大學工程技術學院本科畢業(yè)論文 20 圖 三重三相斬波電路波形圖 本章 小 結 本章介紹了 6 種基本斬波電路、 2 種復合斬波電路及多相多重斬波電路，其中最基本的是降壓斬波電路和升壓斬波電路兩種，對這兩種電路的理解和掌握是學習本章的關鍵和核心，也是學習其他斬波電路的基礎。這使得由電源電流引起的感應干擾大大減小，若需濾波，只需接上簡單的 LC 濾波器就可 充分 防止 感應干擾。 成都理工大學工程技術學院本科