降压式直流变换器的仿真控制系统仿真报告

成绩控制系统仿真与设计综合实验报告实验题目：降压式直流变换器的仿真实验性质：综合性实验时间：2020年12月13日班级：自动化姓名：学号：指导教师：陈晓云大连民族大学机电工程学院1实验目的及要求(1) 练习MATLAB的SIMULINK和SimPowerSystem模块库的使用，熟悉两个模块 库中模块的内容和模块的用途。(2) 掌握系统的建模方法；(3) 用MATLAB的SIMULINK对降压式直流变换器进行仿真分析。2电路原理E为输入电源，VT为绝缘栅双极晶体管IGBT； L为储能电感；VD为续流二极管；M 为负载；脉冲发生器输出为IGBT的控制脉冲图2.1电路原理图3建立仿真模型(1) 建立一个新的模型窗口，命名为IGBTBuck；(2) 打开电力电子模块组，分别复制IGBT模块、二极管VD模块到IGBTBuck模型窗 口中。按要求设置IGBT参数；(3) 打开电源模块组，分别复制电压源模块UaE IGBTBuck模型窗口中，打开参数设置对话框，设置电压为100V；如图3.1所示;(4) 打开元件模块组，各复制一个并联RC元件模块到IGBTBuck模型窗口中作为负载， 打开参数设置对话框，设置参数：R=50Q, C=3e-6F；再复制一个L元件模块到IGBTBuck 模型窗口中，串接在IGBT模块和负载RC之间，参数设置为148e-5H；如图3.2、图3.3所 示；图3.2并联RC模块参数设置图(5) 打开测量模块组，添加两个电流测量装置以测量电源电流和电感电流；添加一个电压测量装置以测量负载电压；(6) 通过适当连接，可以得到系统仿真电路如下图3.5所示。(7) 从输入源模块组中复制一个脉冲发生器模块到仿真模型窗口中命名为Pulse，并将 其输出连接到IGBT的门极上。际 S-ource Block Parameters: Pul&e图3.4脉冲模块参数设置图图3.5系统仿真模型电路图4设置仿真参数打开仿真参数窗口，选择ode23td算法，将相对误差设置为1e-3，仿真开始时间为 0.0194s，停止时间设置为20.8e-3s，仿真结果如下图4.1所示。其中Ic为IGBT电流（A）、 IL为电感电流（A）、Id为二极管电流（A）、U为负载电压（V）。图4.1仿真参数时间设置图5仿真结果分析从图5.1负载电压波形图可见：原来直流电压为100V，经过Buck变换器直流变换后， 电压降低到约50V，实现了降压变换。波形为有少许波纹的直流电压。图5.1 BuckDC-DC变换器中IGBT电流、电感电流、二极管和负载电压波形6实验心得体会(1) 在Simulink中找不到单个的电感L和并联RC电路。解决方法：在通过查阅MATLAB应用技术在这本书后，发现可以将串联的RLC电 路原件改成单个的R原件、单个的L原件和单个的C原件。而并联的RLC电路也可改成任 何的两个要原件的并联电路。将串联的RLC电路原件改成单个L原件的方法为修改其参数， 设定R=0Q, C=inf。将并联RLC电路原件改成并联RC电路也是设定参数，设定L=inf。(2) 仿真不出相应波形实验期间脉冲参数设置出错，导致波形无法如图所示的输出。确定参数，找出错误之后 便可以正常输出。(3) 这一次的专业方向的课程设计，它作为毕业设计的”热身”，我们在完成题目要求 的同时还要总结经验，尽可能对毕业设计有所帮助。通过这次的课程设计，我在成功地验证了所建电路模型的正确性的同时，并且对 MATLAB更加地熟练以及电力电子器件有了更深的了解。而整个仿真过程让我收获颇丰。