《电力电子应用技术的MATLAB仿真》

电力电子应用技术综合了微电子、电路、电机学、自动控制等多学科知识，是电能变换与控制的核心技术，在工业、能源、交通、国防等各个领域发挥着越来越重要的作用。然而，由于电力电子器件所固有的非线性特性，使得对电力电子电路及系统的分析十分困难。现代计算机仿真技术通过在计算机平台上模拟实际的物理系统，为电力电子电路及系统的分析提供了有效的方法，大大简化了电力电子和传动系统的分析与设计过程，成为相关专业学生和工程技术人员学习和研究电力电子应用技术的重要手段。计算机仿真需要用数学模型代替实际的电力电子装置，通过数值方法求解数学方程，获得电力电子电路及系统中各状态变量的运动规律。但是，复杂的数学建模、数值计算及编程过程仍然需要耗费巨大的工作量，阻碍了计算机仿真技术在工程中的应用。

为此，出现了 PSPICE、SABER、MATLAB等适用于电力电子电路及系统仿真的专用仿真软件。这些软件将各种功能子程序模块化，提供了完善的部件模型，用户只需简单的操作便可完成给定系统的仿真模型，成为广大学生和工程技术人员在学习、科研和开发过程中的

必备工具。

早期的MATLAB 软件主要用于数值计算及控制系统的仿真和分析，经过多年不断地扩展，目前涉及通信、信号处理、电气工程、人工智能等诸多领域，已经成为风靡全球的科学计算软件。MATLAB中提供的“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接。SimPowerSystems模型库中包含常用的电源模块、电力电子器件模块、电机模型以及相应的驱动模块、控制和测量模块，使用这些模块进行电力电子电路系统、电力系统、电力传动等的仿真，能够简化编程工作，以直观易用的图形方式对电气系统进行模型描述。本书正是基于该软件，向读者详细介绍电力电子应用技术的仿真方法和技巧。

本书可以分为两大部分:前三章属于基础知识部分，介绍了MATLAB、Simulink 及SimPowerSystems 的基本使用方法;后六章属于应用部分，分别从DC-DC、DC-AC、AC-DC、直流调速、交流调速及其他应用等六个方面介绍了相关的基础理论及仿真方法。本书力求浅显易懂，通过实例介绍仿真软件的使用方法，引导读者灵活应用书中的知识，从而进一步实

现自己的应用日标。

本书体现了如下特点:

(1)内容新颖，结合目前最新版本的MATLABR2008a进行介绍。(2)编排合理，简单介绍电力电子应用技术的基础理论，并在此基础上详细描述了仿真模型的建立、设置、运行及分析过程。

(3)通过大量实例使读者易于掌握仿真软件的使用方法。本书编写过程中，林飞、杜欣确定了本书的编写大纲。第1、2、6、7章由杜欣、黄少芳撰写:第3、4章由冉旺、林飞撰写:第5、8、9章由林飞撰写。林飞负责全书的统校和审定

工作。感谢研究生马亮、赵坤、盛彩飞、黄泳均、李明娟等同学，为本书提供了相关的仿真

实例。

编写过程中，本书参阅了许多国内外论文、论著，主要的都已列举于参考文献部分，在

此向所有作者们表示深深的谢意!

北京交通大学电气工程学院暨电力电子研究所为本书的出版给予了极大的支持，作者的

家人、朋友和同事都以不同的方式为本书的出版给予了关怀与帮助，在此一并表示感谢!

由于本书涉及范围广，作者学识有限，加之时间仓促，难免会有疏漏或不当之处，恳请

读者批评指正。

编者

2008年8月于北京交通大学