【正文】 d, and gives the threephase bridge rectifier circuit in the circuit at different control angle live resistive load inductive load and the simulation waveforms, confirming the intuitive software is simple, fast and efficient and accurate. Compared with the theoretical analysis, the circuit easier to find some overlooked things. Using MATLAB system model and the actual system to establish the design process is very similar to the user without programming, and need not pushed to the circuit, the system39。這些運(yùn)算一般來(lái)說(shuō)難以用手工精確和快捷地進(jìn)行，而要借助計(jì)算機(jī)編制相應(yīng)的程序做近似計(jì)算。對(duì)多數(shù)科學(xué)工作者而言，同時(shí)具備這兩方面技能有一定困難。為克服上述困難，美國(guó) Mathwork公司于 1967 年推出了“ Matrix Laboratory”（縮寫(xiě)為 Matlab）軟件包，并不斷更新和擴(kuò)充。其中包括：一般數(shù) 值分析、矩陣運(yùn)算、數(shù)字信號(hào)處理、建模和系統(tǒng)控制和優(yōu)化等應(yīng)用程序，并集應(yīng)用程序和圖形于一便于使用的集成環(huán)境中。不過(guò)， Matlab 作為一種新的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，要想運(yùn)用自如，充分發(fā)揮它的威力，也需先系統(tǒng)地學(xué)習(xí)它。實(shí)踐證明，你可在幾十分鐘的時(shí)間內(nèi)學(xué)會(huì)Matlab 的基礎(chǔ)知識(shí)，在短短幾個(gè)小 時(shí)的使用中就能初步掌握它 .從而使你能夠進(jìn)行高效率和富有創(chuàng)造性的計(jì)算。自推出后即風(fēng)行美國(guó)，流傳世界。過(guò)去，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是：制作一些實(shí)驗(yàn)電路板，通過(guò)繁瑣的線路連接，利用實(shí)際的元器件利用實(shí)驗(yàn)和調(diào)試，在儀器上取得一些數(shù)據(jù)和參數(shù) 后再修正原來(lái)設(shè)計(jì)的電路，已達(dá)到最佳設(shè)計(jì)要求。為了克服上述困難，可以采用 MATLAB 的 Simulink 軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行電路的模擬和仿真。同其他電路 仿真軟件相比 ,MATLAB 具有功能強(qiáng)大，界面直觀，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，他改變了有些電路仿真軟件輸入電路采用文本方式的不便之處， MATLAB 軟件在創(chuàng)建電路、選用元器件、選擇測(cè)試儀器等方面，都可以直接從屏幕圖形中選取，而且選取的測(cè)試儀器的圖形與實(shí)際電路的波形基本相似，使技術(shù)人員很容易理解和掌握，從而提高了設(shè)計(jì)工作的效率。有文獻(xiàn)把“ SimPowerSystems” 譯成電力系統(tǒng)，筆者認(rèn)為這有與強(qiáng)電領(lǐng)域的電力系統(tǒng)相混淆之弊，故在此譯成電氣系統(tǒng)。這種實(shí)體圖形化模型的仿真（有文獻(xiàn)稱為按系統(tǒng)原理圖進(jìn)行的仿真）更具有使用價(jià)值與低成本等特點(diǎn)。函數(shù)即使預(yù)先編制好的子程序。這無(wú)疑會(huì)大大提高編程效率。因此， Matlab 語(yǔ)言也 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 可通俗地稱為演算紙式科學(xué)算法語(yǔ)言由于它編寫(xiě)簡(jiǎn)單，所以編程 效率高，易學(xué)易懂。用戶在命令窗口里通過(guò) help 命令可以查詢某個(gè)函數(shù)的功能及用法，命令的格式極為簡(jiǎn)單（格式為help+命令或函數(shù)），這樣，對(duì)初學(xué)者也不會(huì)望而生畏。人們用任何一種語(yǔ)言編寫(xiě)程序和調(diào)試程序一般都要經(jīng)過(guò)四個(gè)步驟：編輯、編譯、連接以及執(zhí)行和調(diào)試。 Matlab 語(yǔ)言與其它語(yǔ)言相比，較好地解決了上述問(wèn)題，把編輯、編譯、連接和執(zhí)行融為一體。 再者， Matlab 運(yùn)行時(shí)，如直接在命令行輸入 Mailab 語(yǔ)句（命令），包括調(diào)用M文件的語(yǔ)句，每輸入一條語(yǔ)句，就立即對(duì)其進(jìn)行處理，完成績(jī)譯、連接和運(yùn)行的全過(guò)程。在運(yùn)行 M 文件時(shí)，如果有錯(cuò)，計(jì)算機(jī)屏幕上會(huì)給出詳細(xì)的出鍺信息，用戶經(jīng)修改后再執(zhí)行，直到正確為止。 擴(kuò)充能力強(qiáng) Matlab 系統(tǒng)不僅為用戶提供了可直接調(diào)用的豐富的庫(kù)函數(shù)，在進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算時(shí)可以直接調(diào)用，而且用戶還可以根據(jù)需要，自行建立或擴(kuò)充完成指定功能的 M 文件。因而，用戶可以根據(jù)自己 的需要方便地建立和擴(kuò)充新的庫(kù)函數(shù)，以便提高 Matlab 使用效率和擴(kuò)充它的功能。 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 語(yǔ)句簡(jiǎn)單，內(nèi)涵豐富 Mat1ab 語(yǔ)言中最基本最重要的成分是函數(shù)，其一般形式為「 a， 6， c?? ] = fun（ d， e， f，??），即一個(gè)函數(shù)由函數(shù)名，輸入變量 d， e， f,??和輸出變量 a，b， c??組成，同一函數(shù)名 F，不同數(shù)目的輸入變量（包括無(wú) 輸入變量）及不同數(shù)目的輸出變量，代表著不同的含義（有點(diǎn)像面向?qū)ο笾械亩鄳B(tài)性。 高效方便的矩陣和數(shù)組運(yùn)算 Matlab 語(yǔ)言象 Basic、 Fortran 和 C語(yǔ)言一樣規(guī)定了矩陣的算術(shù)運(yùn)算符、關(guān)系運(yùn)算符、邏輯運(yùn)算符、條件運(yùn)算符及賦值運(yùn)算符，而且這些運(yùn)算符大部分可以毫無(wú)改變地照搬到數(shù)組間的運(yùn)算，有些如算術(shù)運(yùn)算符只要增加“在此基礎(chǔ)上，高版本的 Matlab 已逐步擴(kuò)展到科學(xué)及工程計(jì)算的其它領(lǐng)域。 方便的繪圖功能 Matlab 提供了許多“高級(jí)”圖形函數(shù)，可繪制出多只多彩的圖形。 Matlab 還開(kāi)發(fā)了一些面向圖形對(duì)象的“低級(jí)”圖形 函數(shù)，可以訪問(wèn)硬件系統(tǒng)建立各種“低級(jí) ” 圖形對(duì)象，它們以圖形句柄為界面。 Matlab 有一系列繪圖函數(shù)命令，適用于不同的坐標(biāo)體系，例如，線性坐標(biāo)、對(duì)數(shù)坐標(biāo)、半對(duì)數(shù)坐標(biāo)、極坐標(biāo)及三維坐標(biāo)，只需要調(diào)用不同的繪圖函數(shù)命令，即可在圖上標(biāo)出圖形的標(biāo)題， X 軸、 Y軸的坐標(biāo)，格（柵）繪制也只需調(diào)用相應(yīng)的命令，簡(jiǎn)單易行。這就 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 使得在 Matlab 環(huán)境下繪制的圖 形尤其清晰、精美、絢麗多彩。 總之， Matlab 語(yǔ)言的設(shè)計(jì)思想可以說(shuō)代表了當(dāng)前計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的發(fā)展方向。 Notebook 是一個(gè)能夠解決各種計(jì)算問(wèn)題的文字處理軟件。這些演算的結(jié)果可以即時(shí)顯示于操作命令之后。故 Notebook 稱為 MATLAB 的“活”筆記本。 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 2 三相橋式半控整流電路分析 當(dāng)α為不同值時(shí)電路輸出電壓 ud 的波形特點(diǎn) 根 據(jù)電力電子技術(shù)原理：（ 1）當(dāng) ωt =30176。時(shí)，正是三相整流電路的自然換相點(diǎn)，三相半控橋式整流電路的輸出電壓 Ud的波形與三相橋式全控電路在 α =0176。時(shí)，負(fù)載 R上得到的 ud是三個(gè)間隔波頭完整而三個(gè)波頭卻缺角的脈動(dòng)波形；（ 3）當(dāng) α =60176。﹤ α ﹤ 180176。 計(jì)算三相橋式半控整流電路（電阻性負(fù)載）輸出平均電壓 Ud 根據(jù)電力電子技術(shù) 原理： 當(dāng) 0176。時(shí)， 21 32222 / 3 33 3 2 s in ( ) 3 2 s in ( ) ( )3U U t U t d t? ????? ? ?? ? ?????? ? ???????d （ 11） 啟動(dòng) MATLAB 的操作界面， MATLAB 操 作界面是用戶和 MATLAB 進(jìn)行那個(gè)交互的集成平臺(tái)，其默認(rèn)的外觀如圖 3— 1所示，在其中的命令窗口（ Command Window）中輸入 MATLAB 符號(hào)運(yùn)算程序，計(jì)算整流輸出平均電壓 syms U2 Ud alpha omega t。omega=100*pi。 Ud1=3/(2*pi/omega)*int(u1,t,(pi/3+alpha)/omega,(2*pi/3)/omega)。 Ud2=3/(2*pi/omega)*int(u2,t,(2*pi/3)/omega,(alpha+pi)/omega)。Ud=expand(Ud)。Ud=vpa(Ud,4) 程序運(yùn)行結(jié)果為 Ud =*U2*(1.+cos(alpha)) （ 1） 當(dāng) 60176。 時(shí)，有 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 ? ?ttdnsiUU ??? ???? 2233/2 1d （ 12） syms U2 Ud alpha omega t。omega=100*pi。 Ud=3/(2*pi/omega)*int(u1,t,alpha/omega,pi/omega)。Ud=factor(Ud)。 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 a） 一個(gè)變壓器同時(shí)對(duì)共陰極的晶閘管與共陽(yáng)極的二極管同時(shí)供電， A 相正向電流iT1流過(guò)共陰極組管 VT1管，經(jīng)負(fù)載流過(guò)共陽(yáng)極的二極管 VD6 回到 B相。為克服直流磁化引起的較大漏磁，需增大變壓器截面增加用鐵用銅量，而且三相橋式半控整流電路比三相橋式全控整流電路更加簡(jiǎn)單更加經(jīng)濟(jì)。227。整流電路輸出最大電壓為 U2∮ ，整流電路的波形如圖 21C） 三相電路中，把晶閘管承受正壓起到觸發(fā)導(dǎo)通之間的角度 α 稱為控制角，亦稱為觸發(fā)角、移相角（ Firing Angle） ,晶閘管在一個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通的電角度用θ表示，稱為導(dǎo)通角（ Condu— ction Angle）。 由于三相整流在自然換流點(diǎn)之前晶閘管承受反壓，因此，自然換流點(diǎn)是晶閘管控制角的起算點(diǎn)（ α =0176。由于自然換流點(diǎn)距相電壓波形原點(diǎn)為 30176。 +α 。）在 ωt 1時(shí)刻，由于 A點(diǎn)位高于 B、 C，忽略管子的壓降，陰極點(diǎn)位將高于 B、 C點(diǎn)的電位，觸發(fā) VT1 晶閘管， VT1 導(dǎo)通，晶閘管 VT VT5 承受反電壓而截至， B 點(diǎn)點(diǎn)位最低，忽略管子的壓降，從而使共陽(yáng)極點(diǎn)的電位低于 A、 B 點(diǎn)的電位， VDVD2反向截止， UAB 電壓通過(guò)晶閘管 VT1 和二極管 VD6 加于負(fù)載， ωt 2 時(shí)，自然換流， VD2 導(dǎo)通， VD6 關(guān)斷， UAC 電壓通過(guò) VT VD2 加于負(fù)載， ωt 3 時(shí)，電路觸發(fā)換流為 VT3 而 VT1 關(guān)斷。當(dāng) α =60176。 α =120176。因此， α 60176。時(shí) Ud才為零。當(dāng)電流變小時(shí)，由于電感 Ld 產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用，維持電流的流通，既電路有續(xù)流作用， Ud 波形與電阻負(fù)載時(shí)一樣，不會(huì)出現(xiàn)負(fù)電壓。時(shí)，也會(huì)發(fā)生導(dǎo)通晶閘管不關(guān)斷而三個(gè)整流管輪流導(dǎo)通的現(xiàn)象，負(fù)載上仍有 Ud= U2∮ 的電壓 。并接續(xù)流管后只有當(dāng) α ﹥ 60176。 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 圖 2— 2 三相橋式半控整流電路大電感負(fù)載時(shí) 整流電路直流負(fù)載的感抗ω Ld和電阻 Rd 的大小相比不可忽略時(shí)，這種負(fù)載稱為電感性負(fù)載。 電路串接電感后， id 的變 化波形落后 ud 的變化，使電流的峰值下降導(dǎo)通時(shí)間（導(dǎo)通角θ）延長(zhǎng)，負(fù)載端出現(xiàn)負(fù)電壓。在實(shí)際使用中為了在負(fù)載 Rd上得到平穩(wěn)的直流，特地外接電感量很大第平波電抗器。 在帶大電感負(fù)載時(shí)，三相橋式半控整流電路 Ud 的波形與電阻負(fù)載時(shí)一樣，不會(huì)像單相半波相控整流電路時(shí)那 樣出現(xiàn)負(fù)電壓現(xiàn)象，但當(dāng)電路工作時(shí)突然切除觸發(fā)脈沖或把 α 快速調(diào)至 1800 時(shí)，也會(huì)發(fā)生導(dǎo)通晶閘管不關(guān)斷而三個(gè)整流管輪流導(dǎo)通的現(xiàn)象，負(fù)載上仍有 ??d 的電壓。 在電感 Ld 很大的電感性負(fù)載電路中，當(dāng)晶閘管觸發(fā)導(dǎo)通后，陽(yáng)極電流上升比較緩慢，用窄脈沖觸發(fā)時(shí)，有可能在陽(yáng)極電流尚未達(dá)到晶閘管住電流 IL 時(shí)觸發(fā)脈 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 沖已消失，使晶閘管不能導(dǎo)通。 中州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 3 電路仿真 Simulink 軟件 MATLAB提供的 Simulink是一個(gè)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建立模型、仿真和分析的軟件，它支持連續(xù)、離散和兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，同時(shí)也支持多種采樣速率系統(tǒng)。更重要的是 Simulink 能夠用 MATLAB 自身語(yǔ)言或 C語(yǔ)言、FORTRAN 語(yǔ)言，根據(jù) S 函 數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)格式寫(xiě)成用戶自己定義的功能模塊，其擴(kuò)充非常強(qiáng)。在定義完一個(gè)模型后，可通過(guò)