基于MATLAB的变流器设计与仿真

淮北师范大学

2012届学士学位论文

基于MATLAB的变流器设计与仿真

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指导教师职称

2012年04月10日

于MATLAB的变流器设计与仿真

李红玲

淮北师范大学物理与电子信息学院 235000

摘要作为变流器之一的三相桥式全控整流电路，越来越在电力电子技术中发挥重要作用。本文在研究全控整流电路理论的基础上，采用MATLAB的可视化仿真工具Simulink来建立三相桥式整流电路的仿真模型。对其输出电压、相位控制角以及负载特性等等进行了动态仿真与研究,仿真结果表明建模的正确性，并证明了该建模型具有快捷、灵活、方便、直观等一系列特点。另外通过与三相桥式半控整流电路的对比研究，更突出了它的优越性能。

关键词Matlab/Simulink；三相桥式全控整流；三相桥式半控整流

The Design and Simulation of Converter Based on Matlab

Lihongling

School of Physics and Electronic Information, Huai Bei Normal University, Anhui Huaibei, 235000

Abstract Three-phase bridge full-controlled rectifier plays a stronger role day by day in electric power and electron as one of the current transformers. This paper mainly talks about building the models adopt the visual Simulink tool of Matlab based on the theory of the full-controlled rectifier.We dynamically research and simulate its output voltage , phase angle and load characteristic ,and the result suggest that this mathematical Modeling is feasible and right ,on the other side it also approves that this mathematical Modeling is fast, flexible, convenient and visualized. Meanwhile it also stands out its superior performance though the comparison with t hree-phase bridge semi-controlled rectifier.

key words Matlab/Simulink；Three-phase bridge full-controlled rectifier; Three-phase bridge semi-controlled rectifier

目次

1引言............................................... V I 2 三相桥式全控整流电路的原理 (1)

2.1三相桥式全控整流电路的电路结构 (1)

2.2三相桥式全控整流电路的工作原理 (1)

2.3三相桥式全控整流电路的工作特点 (3)

3 MATLAB/SIMULINK软件仿真设计 (4)

3.1整流桥基本模型 (4)

3.2仿真电路图设计 (5)

3.2.1选取仿真模块 (5)

3.2.2连接仿真总图 (5)

3.2.3设置仿真参数 (6)

3.3仿真结果及分析 (6)

3.3.1纯电阻负载情况 (6)

3.3.2阻感负载情况 (10)

3.3.3纯电阻负载与阻感负载的区别 (15)

4 三相桥式全控整流电路与半控整流电路 (15)

4.1三相桥式半控整流电路结构 (15)

4.2三相半控整流电路与全空整流电路 (16)

结论 (18)

参考文献 (19)

附录A (19)

致谢 (20)

1引言

20世纪70年代以后，主电路多采用整流二极管和晶闸管组成。整流电路的种类广泛：有半波整流电路、单相桥式半控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相桥式半控整流电路、三相桥式全控整流电路等等。

三相桥式全控整流电路是由三相半波可控整流电路演变而来的整流电路，三桥式全控整流电路系统通过变压器与电网相连，经过变压器的耦合，使晶闸管得到一个合适的输入电压，从而能够导通并运行。与三相半波可控整流电路相比，三相桥式全控整流电路的整流输出电压提高一倍，输出电压的脉动较小，变压器的利用率高而且没有直流磁化问题，另外其控制快速性较好，吟哦在大容量负载供电及其他方面应用叫广泛。

尤其是三相桥式全控整流电路是电力电子技术中最为重要也是应用得最为广泛的电路,不仅应用于一般工业,也广泛应用于交通运输、电力系统、通信系统、能源系统及其他领域。

鉴于三相桥式全控整流电路的重要功能及广泛应用，因此对三相桥式可控整流电路的相关参数，不同性质负载的工作情况进行对比分析与研究具有很强的现实意义,这不仅是电力电子电路理论学习的重要一环,而且对工程实践的实际应用具有预测和指导作用。

2 三相桥式全控整流电路的原理

2.1 三相桥式全控整流电路的电路结构

如下图图1所示，可以看出三相桥式全控整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、电感和反电动势共同组成。习惯上称阴极连接在一起的三个晶闸管VT1、VT3、VT5为共阴极；阳极连接在一起的三个晶闸管VT2、VT4、VT6为共阳极。即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为 VT2、VT4、VT6，它们可构成电源系统对负载供电的6条整流回路，各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。

另外，因为此电路要求带反电动势负载，且要负载连续，要求反电动势E=60V,负载电阻R=10Ω，电感L 为无穷大。6个晶闸管的导通顺序依次为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6。

图1三相桥式全控整流电路的原理图

2.2 三相桥式全控整流电路的工作原理

对于三相桥式全控整流电路来说，触发脉冲按照VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6的顺序，相位差依次相差60度，所以共阴极组的脉冲就依次相差120度，共阳极组的脉冲也依次相差120度。同一相的上下两个桥臂脉冲相差180度，ud一周期内脉动6次，而且波形都一样，故称为6脉冲整流电路，可以采用宽脉

冲或者是双脉冲触发以保证同时有两个晶闸管导通，晶闸管承受的电压波形与三相半波时的相同，最值也相同。

当晶闸管的触发角α=0时，就相当于我们把晶闸管当做二极管来看。那么对于共阴极的三个晶闸管来说，阳极所接的交流电压值最高的一个就会导通；而对于共阳极的三个晶闸管来说，则是阴极所接的交流电压值最低的一个就会导通。所以，对于三相桥式整流电路，任意时刻共阳极组合共阴极组均各有一个晶闸管处于导通状态吧，它所给予的负载上的电压为某一个线电压。

如下图图2所示，α=0时，各晶闸管均在自然换相点处换相。又由途中变压器相电压与线电压波形的对应关系可以看出，各个自然换相点既是相电压的交点，又是线电压的交点。因此我们在分析Ud的波形时既可以依据相电压分析，也可以依据线电压分析。

图2整流输出电压波形

首先从相电压的角度来看，以变压器二次侧的终点为参考点n,当共阴极组的晶闸管导通时，整流输出电压Ud1为相电压的正半周的包络；当共阳极组的晶闸管导通时，整流输出电压Ud2为相电压的负半周的包络。从整体来看，总的整流输出电压值为Ud=Ud1-Ud2，它是正半周包络与负半周包络的差值，对应在相当于的波形上，也就是线电压在正半周的包络。

其次从线电压的角度看，由于共阴极组中处于导通状态的晶闸管对应的最大的相电压，而共阳极组中处于导通状态的晶闸管对应的是最小的相电压，整个整流输出电压Ud为两值之差，是线电压中最大的一个，故流输出电压Ud的波形即为线电压在正半周的包络。

下面来看晶闸管的工作情况，由于负载所接的电感值无限大，会对变化的电流具有抵抗作用，因此使得负载电流几乎为一条直线。另外我们将波形的一个周期分为6段，每段π／3，则6个晶闸管的导通顺序依次为VT1、VT2、VT3、VT4、VT5、VT6，且每段导通的晶闸管及输出整流电压的值如下表表1所示。

表1 三相桥式整流电路电阻负载α=0时晶闸时的工作情况

2.3 三相桥式全控整流电路的工作特点

其工作特点是任何时刻都有不同组别的两只晶闸管同时导通，构成电流通路，因此为保证电路启动或电流断续后能正常导通，必须对不同组别应到导通的一对晶闸管同时加触发脉冲，所以触发脉冲的宽度应大于π／3的宽脉冲。宽脉冲触发要求触发功率大，易使脉冲变压器饱和，所以可以采用脉冲列代替双窄脉冲；每隔π／3换相一次，换相过程在共阴极组和共阳极组轮流进行，但只在同一组别中换相。

接线图中晶闸管的编号方法使每个周期内6个管子的组合导通顺序是

VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6；共阴极组T1，T3，T5的脉冲依次相差2π／3；同一相的上下两个桥臂，即VT1和VT4，VT3和VT6，VT5和VT2的脉冲相差π，给分析带来了方便。

3 Matlab/Simulink软件仿真设计

3.1 整流桥基本模型

如下图图3所示左侧为三相桥式电路的通用桥臂模块（Universal Bridge），其中A,B,C三个端子三相交流电源的相电压输入端子；Pulses为触发脉冲的输入端子，如果是选电力二极管，则没有此端子；+端子为整流桥的输出端子；-端子则为整流桥的输入端子，另外+、-端子在建模时应该构成回路。

右侧为6脉冲同步触发器（Synchronized 6-Pulse Generator），成整流桥可以实现交流电压到直流电压的转换，六个pulse generator产生整流桥的触发脉冲，且依次分给1～6号晶闸管触发脉冲。

图3通用桥臂与6-脉冲触发器

下图为6-脉冲触发器的应用模型

图4 6-脉冲触发器应用模型

3.2 仿真电路图设计

3.2.1选取仿真模块

根据三相桥式全控整流电路的原理，可以利用Simulink内的模块建立仿真模型：我们在PowerSystems下的Elements子栏下选择Ground接地3个，Sriess RLC Branch 1个，作为RLC负载；在SimPowerSystems下的Electrical Sources 子栏中选择AC交流电源3个，一个DC直流电源作为反电动势；在SimPowerSystems 下的Measurements子栏中选择Current Measurement 3作为电流信号的输出，Voltage Measurements 4，作为电压信号的输出；在SimPowerSystems下的Power Electronics 子栏选择Universal Bridge，即整流电路的三相桥臂；在SimPowerSystems下的Control Block子栏选择Synchronized 6-Pulse Generator 作为控制脉冲发生器。

在Simulink栏下的Commonly Used Blocks栏中选择2个Constant,一个作为控制角的输入，一个作为脉冲发生器的Block输入，在选择1个Scope，作为示波器输出；仍然在Simulink栏下的Commonly Used Blocks栏中选择1个Mux，作为响亮信号的叠加。

3.2.2连接仿真总图

图4仿真总图

将选择好的仿真模块按照三相桥式全控整流电路，依次连接起来，注意引脚处有无连接不良，错误等等。

3.2.3设置仿真参数

控制脉冲发生器的参数设置为频率50HZ,脉冲宽度10degrees，Block,为0; 对于三相交流电源，将参数设为100V/50HZ，脉冲宽度为0，相位角从左到右依次设为0度，120度，-120度等；整流桥臂的数量为3，缓冲电le5，缓冲电容inf，晶闸管内阻Ron设为le-3，晶闸管的内电感Lon设为0，正向管压降设为None；负载电容设为无穷大。另外，仿真时间设为0.05s，仿真算法选用ode23tb或者是ode23s。

3.3 仿真结果及分析

3.3.1纯电阻负载情况

纯电阻负载情况下：将负载R设为1欧姆，电感设为le-9亨，反电动势设为0伏，相位角α依次设为0度，30度，60度，90度，来进行仿真，有如下波形结果

当α为0度时，

图5 相位角α=0度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图

图6相位角α=30度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图当α为60度时，

图7相位角α=60度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图

图8相位角α=90度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图从以上仿真结果可以看出，该模块的整流输出电压一个周期内脉动6次，而且每次的脉动波形一样。

另外id的波形与ud波形一样，没有滞后或者超前，因为id=ud/rd，ud的波形随触发脉冲的相位角波形变化而变化，脉冲相位角越大，ud电压越向后推迟，其平均值也越小，id一样，又因为一个周期内各时段的晶闸管导通情况如下表2，ia在VT1导通时为正，波形与id一样，ia在VT4导通时为负，波形与id相同，只是方向倒了；ib在VT3导通时为正，波形与id一样，ib在VT6导通时为负，波形与id波形相同，只是方向倒了一下而已。

表2周期内晶闸管的导通情况

在负载电阻情况下，各个波形都与负载电压波形一致，当相位控制角α小于60度时，波形都是连续的；而当相位控制角α大于60度时，波形会出现不连续情况。之所以会出现波形不连续的情况，是因为电流id不能出现负值，只要电流为零，晶闸管就会不导通而断开，所以电压不能出现负值，会导致不连续现象的出现。

当相位控制角α继续增大，直到大于120度时，负载电压电流曲线会全部消失，这种现象说明在纯负载的情况下，相位控制角的大小范围是0到120度，我们把到的波形与电路分析的理论波形相比较，基本是没什么差别的。Id的波形与ud的一样。

以相位控制角α为30度为例，计算峰值电压有

又由实验记录所得ud的波峰值如下图图9

图9 相控角α=30度时ud的波峰值处

所以从图9可知，峰值电压为172.85左右，另外考虑到晶闸管的内阻会消耗一些电压，所以可以知道仿真结果的正确性，以及采用电路分析以得到输出ud ,id的正确性。

综合仿真结果图形与电路分析的图形相比较，可以有以下结论：

纯电阻负载情况下，当相控角α小于60度时，电压Ud为

纯电阻负载情况下，当相控角α大于60度小于120度时，Ud为

3.3.2阻感负载情况

阻感负载情况下：将负载R设为8欧姆，电感设为0.1亨，反电动势设为0伏特，控制相位角α依次设为0度，30度，60度，90度，来进行仿真，有如下波形结果

当α为0度时，

图10相位角α=0度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图当α为30度时，

图11相位角α=30度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图当α为60度时，

图12相位角α=60度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图当α为90度时，

图13相位角α=90度时，ia&ib、id、ud、触发脉冲波形图在阻感负载情况下，该模块的整流输出电也是一个周期内脉动6次，而且每次的脉动波形一样。但是由于电感具有储能作用，可以阻碍电流的突变发生，

所以电流id的波形与ud的波形不一样，电流的变化会更加平和，当控制角较小时，电流id很稳定，基本上是一条直线，且基本不变，这相当于加在负载两端的电压与稳态电压输出电流一样，但是电压变化如果相对于负载电感吸收的能量和释放的能量变化相对较大时，就不能使电流成一条直线了，此时会变成一条相对于电压变化较慢的曲线。

又因为阻感负载电流的变化滞后于电压的变化，当电压变为零时，由于电感的储能作用，使电流还是一个正值，而晶闸管的导通或断开需要电流很小或者是电流为零，所以电压变为零时，晶闸管的电流不为零，也就不会断开，从而导致负载电压ud和晶闸管的电压VT会出现负值，在仿真结果中显示倒向。

分析分析电流ia，它在VT1导通时为正，其波形与id一样，ia在VT4导通时为负，波形与id相同，只是方向倒了一下。

再来分析电流ib，它在VT3导通时为正，其波形与id一样，ib在VT6导通时为负，波形与id相同，只是方向倒了一下。

与纯负载一样，id没有尖峰脉冲电流出现，但是ia，ib在变化的时候均有很强的尖峰电流，这是因为三相桥臂增加了缓冲电路的缘故，尖峰电流被缓冲电路所吸收，所以在桥臂前的相电流能够看到很强的尖峰电流，但是桥臂后的负载电流则看不到尖峰电流。整流输出电压如下

我们以相位角α为30度时威力来计算，Ud的平均值为

Ud=2.34/1.414*100cos30=143.3V

Id=143.3/7.8=18.4V

图14相控角α=30度时id的波峰值处

又因为仿真稳定后id的波形是不变电流，维持在18.1A，与理论结果相比较，可以得出仿真结果的正确性。差的一点是因为我们在理论计算时整流桥内阻没实际仿真时其内阻时存在的，所以实际仿真结果要比理论结果偏小一点。即仿真结果是正确的。

所以说在阻感负载情况下，当相位控制角α小于60度时，负载电压Ud的波形与纯电阻负载时的情况一致，不会出现负值，只不过负载电流id比较平滑，基本成一条没有变化的直线；当相位控制角α大于60度时，负载电压出现负值情况；当相位控制角α继续增大，等于90度时，电感L足够大，负载电压Ud 的正负面积基本相等，所以其平均值近似为零。综合分析表明，三相桥式全控整流电路的相控角α的相位移动范围是0度到90度。

另外，加入了反电动势，在反电动势不大的情况下，基本与不加反电动势出现的波形情况一样，只是值有所减小，负载电压为没加反电动势电压减去反电动势。它还可以使得触发角α的取值范围减小。

当α=O时，输出电压Ud一周期内的波形是6个线电压的包络线。所以输出脉动直流电压频率是电源频率的6倍，比三相半波电路高l倍，脉动减小，而且每次脉动的波形都一样，故该电路又可称为6脉动整流电路。同理，三相半波整流电路称为3脉动整流电路。α>0时，Ud的波形出现缺口，随着α角的增大，缺口增大，输出电压平均值降低。当α=2π／3时，输出电压为零，所以电阻性负载时，α的移相范围是O～2π／3；当O≤α≤π／3时，电流连续，每个晶闸管导通2π／3；当π／3≤α≤2π／3时，电流断续，个晶闸管导通小于2π／3。23α=π／3是电阻性负载电流连续和断续的分界点。

毕业设计用matlab仿真

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输出电压：V O =24V 输出电流I O =5A 纹波电流：Δi L =0.25A 纹波电压：ΔV L =100mV 电感量计算：由Δi L = 2L v -V o max -in DT S 得： L=L o max -in i 2v -V ΔD min T S=25 .022453?-×0.4528×4×10-6=1.05×10-4H 电容量计算：由ΔV L =C i L 8ΔT S 得： C=L L V 8i ΔΔT S =1 .0825.0?×4×10-6=1.25×10-6F 而实际中，考虑到能量存储以及输入和负载变化的影响，C 的取值一般要大于该计算值，故取值为120μF 。 实际中，电解电容一般都具有等效串联电阻，因此在选择的过程中要注意此电阻的大小对系统性能的影响。通常钽电容的ESR 在100毫欧姆以下，而铝电解电容则高于这个数值，有些种类电容的ESR 甚至高达数欧。ESR 的高低与电容的容量、电压、频率和温度等多因素有关，一般对于等效串联电阻过大的电容，我们可以采用电容并联的方法减小此串联电阻。此处取R ESR =50m Ω。 4、主电路的开环传递函数 in ESR ESR V sC R R sL sC R R s d )1//() 1 //()(s V s G O vd +++==）（）（ ) (s )1(C 1)1(s G 2 vd C R R L R R L s V C sR ESR ESR in ESR +++++= ）（

(完整版)matlab毕业设计

以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 摘要 本文概述了信号仿真系统的需求、总体结构、基本功能。重点介绍了利用Matlab软件设计实现信号仿真系统的基本原理及功能，以及利用Matlab 软件提供的图形用户界面（Graphical User Interfaces ,GUI）设计具有人机交互、界面友好的用户界面。本文采用Matlab 的图形用户界面设计功能, 开发出了各个实验界面。在该实验软件中, 集成了信号处理中的多个实验, 应用效果良好。本系统是一种演示型软件,用可视化的仿真工具,以图形和动态仿真的方式演示部分基本信号的传输波形和变换，使学习人员直观、感性地了解和掌握信号与系统的基本知识。随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能。信号与系统课程具有传统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等的需求。在教学过程中缺乏实际应用背景的理论学习是枯燥而艰难的。为了解决理论与实际联系起来的难题国内外教育人士目光不约而同的投向一款优秀的计算机软件——MATLAB。通过它可用计算机仿真，阐述信号与系统理论与应用相联系的内容，以此激发学习兴趣，变被动接受为主动探知，从而提升学习效果，培养主动思维、学以致用的思维习惯。以MATLAB 为平台开发的信号与系统教学辅助软件可以充分利用其快速运算，文字、动态图形、声音及交互式人机界面等特点来进行信号的分析及仿真。运用MATLAB 的数值分析及计算结果可视化、信号处理工具箱的强大功能将信号与系统课程中较难掌握和理解的重点理论和方法通过概念浏览动态演示及典型例题分析等方式，形象生动的展现出来，从而使学生对所学

MATLAB课设报告

课程设计任务书 学生姓名：董航专业班级：电信1006班 指导教师：阙大顺，李景松工作单位：信息工程学院 课程设计名称：Matlab应用课程设计 课程设计题目：Matlab运算与应用设计5 初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.课程设计辅导资料：“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab及在电子信息课程中的应 用”、线性代数及相关书籍等； 3.先修课程：高等数学、线性代数、电路、Matlab应用实践及信号处理类相关课程等。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1.课程设计内容：根据指导老师给定的7套题目，按规定选择其中1套完成； 2.本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目进行理论分析， 针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析，画出程序设计框图，编写程序代码（含注释），上机调试运行程序，记录实验结果（含计算结果和图表），并对实验结果进行分析和总结。具体设计要求包括： ①初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、进行简单操作； ②MATLAB的数值计算：创建矩阵矩阵运算、多项式运算、线性方程组、数值统计； ③基本绘图函数：plot, plot3, mesh, surf等，要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形 标注、简单颜色设定等； ④使用文本编辑器编辑m文件，函数调用； ⑤能进行简单的信号处理Matlab编程； ⑥按要求参加课程设计实验演示和答辩等。 3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括： ①目录； ②与设计题目相关的理论分析、归纳和总结； ③与设计内容相关的原理分析、建模、推导、可行性分析； ④程序设计框图、程序代码（含注释）、程序运行结果和图表、实验结果分析和总结； ⑤课程设计的心得体会（至少500字）； ⑥参考文献（不少于5篇）； ⑦其它必要内容等。 时间安排：1.5周（分散进行） 参考文献： [1](美)穆尔,高会生,刘童娜,李聪聪．MA TLAB实用教程(第二版) . 电子工业出版社,2010. [2]王正林,刘明．精通MATLAB(升级版) .电子工业出版社,2011. [3]陈杰. MA TLAB宝典(第3版) . 电子工业出版社,2011. [4]刘保柱,苏彦华,张宏林. MATLAB 7.0从入门到精通(修订版) . 人民邮电出版社,2010. 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日

基于matlab的毕业论文题目参考

基于matlab的毕业论文题目参考 MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。以下是基于matlab的毕业论文题目，供大家参考。 基于matlab的毕业论文题目一： 1、基于遗传算法的小麦收割机路径智能优化控制研究 2、零转弯半径割草机连续翻滚特性参数化预测模型 3、基于MATLAB的PCD铰刀加工硅铝合金切削力研究 4、基于状态反馈的四容水箱控制系统的MATLAB仿真研究 5、基于Matlab软件的先天性外耳道狭窄CT影像特点分析 6、Matlab仿真在船舶航向自动控制系统中的研究与仿真 7、基于MATLAB的暂态稳定措施可行性仿真与分析 8、基于MATLAB的某专用越野汽车动力性能分析 9、基于MATLAB的电力系统有源滤波器设计 10、基于MATLAB和ANSYS的弹簧助力封闭装置结构分析 11、基于Matlab的液力变矩器与发动机匹配计算与分析 12、运用MATLAB绘制接触网下锚安装曲线 13、基于MatlabGUI的实验平台快速搭建技术 14、基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价

15、测绘数据处理中MATLAB的优越性及应用 16、基于MATLAB柴油机供油凸轮型线设计 17、基于MATLAB语言的TRC加固受火后钢筋混凝土板的承载力分析方法 18、MATLAB辅助OptiSystem实现光学反馈环路的模拟 19、基于MATLABGUI的电梯关门阻止力分析系统设计 20、基于LabVIEW与MATLAB混合编程的手势识别系统 21、基于MATLAB的MZ04型机器人运动特性分析 22、MATLAB在煤矿巷道支护参数的网络设计及仿真分析 23、基于MATLAB的自由落体运动仿真 24、基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真 25、基于Matlab的消弧模型仿真研究 26、基于MATLAB/GUI的图像语义自动标注系统 27、基于Matlab软件GUI的机械波模拟 28、基于Matlab的S曲线加减速控制算法研究 29、基于Matlab和Adams的超速机柔性轴系仿真 30、基于Matlab与STM32的电机控制代码自动生成 31、基于Matlab的相机内参和畸变参数优化方法 32、基于ADAMS和MATLAB的翻转机构联合仿真研究 33、基于MATLAB的数字图像增强软件平台设计 34、基于Matlab的旋转曲面的Gif动画制作 35、浅谈Matlab编程与微分几何简单算法的实现

基于MATLAB—Simulink的2ASK仿真课程设计

目录 第一章课程设计的任务说明 (1) 1.1 课程设计的目的 (1) 1.2 课程设计的要求 (1) 第二章MA TLAB/SIMULINK简介 (2) 第三章通信技术的历史和发展 (3) 3.1通信的概念 (3) 3.2 通信的发展史简介 (4) 3.3通信技术的发展现状和趋势 (4) 第四章2ASK的基本原理和实现 (5) 4.1 2ASK的产生 (5) 4.2 2ASK的功率谱和带宽 (6) 4.3 2ASK信号的解调及抗噪声性能分析 (6) 第五章Smulink的模型建立和仿真 (10) 5.1 建立模型方框图 (10) 5.2参数设置 (11) 5.3仿真波形图 (15) 5.4 不同信噪比下的误码率 (17) 总结 (18) 参考文献 (19)

第一章课程设计的任务说明 1.1 课程设计的目的 （1）通过利用matlab simulink，熟悉matlab simulink仿真工具。 （2）通过课程设计来更好的掌握课本相关知识，熟悉2ASK的调制与解调。 （3）更好的了解通信原理的相关知识，磨练自己分析问题、查阅资料、巩固知识、创新等各方面能力。 1.2 课程设计的要求 （1）掌握课程设计涉汲到的相关知识，相关概念、原理清晰，明了。 （2）仿真图设计合理、能够正确运行。 （3）按照要求撰写课程设计报告。

第二章MATLAB/SIMULINK简介 美国Mathworks公司于1967年推出了矩阵实验室“Matrix Laboratory”（缩写为Matlab）这就是Matlab最早的雏形。开发的最早的目的是帮助学校的老师和学生更好的授课和学习。从Matlab诞生开始，由于其高度的集成性及应用的方便性，在高校中受到了极大的欢迎。由于它使用方便，能非常快的实现科研人员的设想，极大的节约了科研人员的时间，受到了大多数科研人员的支持，经过一代代人的努力，目前已发展到了7.X版本。Matlab是一种解释性执行语言，具有强大的计算、仿真、绘图等功能。由于它使用简单，扩充方便，尤其是世界上有成千上万的不同领域的科研工作者不停的在自己的科研过程中扩充Matlab的功能，使其成为了巨大的知识宝库。可以毫不夸张的说，哪怕是你真正理解了一个工具箱，那么就是理解了一门非常重要的科学知识。科研工作者通常可以通过Matlab来学习某个领域的科学知识，这就是Matlab真正在全世界推广开来的原因。目前的Matlab版本已经可以方便的设计漂亮的界面，它可以像VB等语言一样设计漂亮的用户接口，同时因为有最丰富的函数库（工具箱），所以计算的功能实现也很简单，进一步受到了科研工作者的欢迎。另外，,Matlab和其他高级语言也具有良好的接口，可以方便的实现与其他语言的混合编程，进一步拓宽了Matlab的应用潜力。可以说，Matlab已经也很有必要成为大学生的必修课之一，掌握这门工具对学习各门学科有非常重要的推进作用。 Simulink是MA TLAB中的一种可视化仿真工具，也是目前在动态系统的建模和仿真等方面应用最广泛的工具之一。确切的说，Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支持线性和非线性系统，连续、离散时间模型，或者是两者的混合。系统还可以使多种采样频率的系统，而且系统可以是多进程的。Simulink工作环境进过几年的发展，已经成为学术和工业界用来建模和仿真的主流工具包。在Simulink环境中，它为用户提供了方框图进行建模的图形接口，采用这种结构画模型图就如同用手在纸上画模型一样自如、方便，故用户只需进行简单的点击和拖动就能完成建模，并可直接进行系统的仿真，快速的得到仿真结果。它的主要特点在于：1、建模方便、快捷；2、易于进行模型分析；3、优越的仿真性能。它与传统的仿真软件包微分方程和差分方程建模相比，具有更直观、方便、灵活的优点。Simulink模块库（或函数库）包含有Sinks（输出方式）、Sources（输入源）、Linear（线性环节）、Nonlinear（非线性环节）、Connection（连接与接口）和Extra（其他环节）等具有不同功能或函数运算的Simulink库模块（或库函数），而且每个子模型库中包含有相应的功能模块，用户还可以根据需要定制和创建自己的模块。用Simulink创建的模型可以具有递阶结构，因此用户可以采用从上到下或从下到上的结构创建模型。用户可以从最高级开始观看模型，然后用鼠标双击其中的子系统模块，来查看其下一级的内容，以此类推，从而可以看到整个模型的细节，帮助用户理解模型的结构和各模块之间的相互关系。在定义完一个模型后，用户可以通过Simulink的菜单或MATLAB的命令窗口键入命令来对它进行仿真。菜单方式对于交互工作非常方便，而命令行方式对于运行仿真的批处理非常有用。采用Scope模块和其他的显示模块，可以在仿真进行的同时就可立即观看到仿真结果，若改变模块的参数并再次运行即可观察到相应的结果，这适用于因果关系的问题研究。仿真的结果还可以存放到MATLAB的工作空间里做事后处理。模型分析工具包括线性化和整理工具，MATLAB的所有工具及Simulink本身的应用工具箱都包含这些工具。由于MATLAB和SIMULINK的集成在一起的，因此用户可以在这两种环境下对自己的模型进行仿真、分析和修改模型。但是Simulink不能脱离MA TLAB而独立工作。

buck变换电路设计

南京工程学院 自动化学院 电力电子技术课程设计报告 题目： Buck变换电路的设计 专业：自动化 班级：自动化 124 学号： 8 姓名：陈猛 指导教师：赵涛 起迄日期：—— 设计地点：工程中心4-207

目录 1 引言 2 设计任务及要求 设计任务 设计内容 3 设计方案选择及论证 控制芯片的选择 驱动芯片的选择 4 总体电路设计 5 功能电路设计 主电路的设计 驱动电路的设计 控制电路的设计 辅助电源的设计 6 电路仿真与调试 7 设计总结 8 参考文献 BUCK变换电路设计 1 引言 本次电力电子装置设计与制作，利用Buck降压斩波电路，使用

TL494作为控制芯片输出脉冲信号从而控制MOS管的开通与关断。为了将MOS管G极和S极隔离，本设计采用了集成的驱动芯片。另外本设计还加入了反馈环节，利用芯片自身的基准电压与反馈信号进行比较来调节输出脉冲的占空比，进而调整主电路的输出电压维持在一个稳定的电压状态。根据降压斩波电路设计任务要求设计主电路、控制电路、驱动及保护电路。 2 设计任务及要求 设计任务： 设计一降压斩波电路，采用BUCK电路。输入直流电源：DC18~30V，输出电压为输入电压50%~100%可调：输出额定电流2A，电流峰峰值不大于，输出电压纹波不大与5%。 设计内容： 1）主电路的设计，器件的选型，电感和输出电容的选择； 2）驱动电路、检测电路和保护电路设计； 3）辅助电源设计，要求提供 DC15V 驱动电源和 5V 控制电源； 4）控制电路的设计，不同频率、不同脉宽 PWM 波的实现。 5）制作驱动和主电路； 6）利用提供的控制信号，完成 BUCK 电路的驱动和主电路和调试。 3 设计方案选择及论证 控制芯片的选择 方案一：采用SG3525芯片。它是一款专用的PWM控制集成电路芯片，它采

本科毕业设计__基于matlab的通信系统仿真报告

创新实践报告
报 告 题 目： 学 院 名 称： 姓 名：
基于 matlab 的通信系统仿真 信息工程学院 余盛泽 11042232 温 靖
班 级 学 号： 指 导 老 师：
二 O 一四年十月十五日

目录
一、引言 ....................................................................................................................... 3 二、仿真分析与测试 ................................................................................................... 4
2.1 随机信号的生成................................................................................................................ 4 2.2 信道编译码......................................................................................................................... 4 2.2.1 卷积码的原理 ......................................................................................................... 4 2.2.2 译码原理................................................................................................................. 5 2.3 调制与解调........................................................................................................................ 5 2.3.1 BPSK 的调制原理 ................................................................................................... 5 2.3.2 BPSK 解调原理 ....................................................................................................... 6 2.3.3 QPSK 调制与解调................................................................................................... 7 2.4 信道..................................................................................................................................... 8 2.4.1 加性高斯白噪声信道 ............................................................................................. 8 2.4.2 瑞利信道................................................................................................................. 8 2.5 多径合并............................................................................................................................. 8 2.5.1 MRC 方式 ................................................................................................................ 8 2.5.2 EGC 方式................................................................................................................. 9 2.6 采样判决............................................................................................................................. 9 2.7 理论值与仿真结果的对比 ................................................................................................. 9
三、系统仿真分析 ..................................................................................................... 11
3.1 有信道编码和无信道编码的的性能比较 ....................................................................... 11 3.1.1 信道编码的仿真 .................................................................................................... 11 3.1.2 有信道编码和无信道编码的比较 ........................................................................ 12 3.2 BPSK 与 QPSK 调制方式对通信系统性能的比较 ........................................................ 13 3.2.1 调制过程的仿真 .................................................................................................... 13 3.2.2 不同调制方式的误码率分析 ................................................................................ 14 3.3 高斯信道和瑞利衰落信道下的比较 ............................................................................... 15 3.3.1 信道加噪仿真 ........................................................................................................ 15 3.3.2 不同信道下的误码分析 ........................................................................................ 15 3.4 不同合并方式下的对比 ................................................................................................... 16 3.4.1 MRC 不同信噪比下的误码分析 .......................................................................... 16 3.4.2 EGC 不同信噪比下的误码分析 ........................................................................... 16 3.4.3 MRC、EGC 分别在 2 根、4 根天线下的对比 ................................................... 17 3.5 理论数据与仿真数据的区别 ........................................................................................... 17
四、设计小结 ............................................................................................................. 19 参考文献 ..................................................................................................................... 20

Matlab课程设计报告

自控系统仿真软件课程设计报告 MATLAB 设计题目：牛顿摆球 姓名： 学号： 院系： 班级：1203 指导教师： 2014年12月20日

一．课程设计目的 1、熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握MATLAB语法结构及调试方法； 3、熟悉MATLAB函数调用，熟练二维画图; 4、掌握MATLAB语言在控制方面的运用； 5、学会用MATLAB进行基本仿真； 6、掌握MATLAB编程技巧，提高编程水平。 二．系统分析 1.题目的描述： （1）牛顿摆球原理描述 五个质量相同的球体由吊绳固定，彼此紧密排列。当摆动最右侧的球并在回摆时碰撞紧密排列的另外四个球，最左边的球将被弹出，并仅有最左边的球被弹出。当然此过程也是可逆的，当摆动最左侧的球撞击其它球时，最右侧的球会被弹出。当最右侧的两个球同时摆动并撞击其他球时，最左侧的两个球会被弹出。同理相反方向同样可行，并适用于更多的球。 为了更接近现实，在这里我将考虑重力及空气阻力的影响，摆球将不会永无止境的运动下去，由于外界因素的影响，摆球运动一段时间后将回归静止状态。（2）通过MATLAB动画程序制作软件，实现下述过程 当运行程序时，把最右边的小球拉到一定的高度放下，让其碰撞其余四个小球，仅让最左边的小球被弹出，当最左边小球回摆碰撞其它球时，最右边小球又被弹出，如此循环。由于是非理想条件下，摆球的摆动幅度会随摆动次数的增加越来越小，直到静止。 时间停顿两秒，把右边两小球一起拉到一定高度放下，让其碰撞其余三个球，同样仅让左边两球被弹出，当球回摆再次碰撞时，最右边两球又被同时弹出，如此循环，因为外界因素的影响，最终五个球都会静止下来。 （3）整个实验看似简单，但要在MATLAB上完成这样一个动画过程，还是需要下点功夫，克服困难的。经过自己的努力，终于实现了整个过程，这也是一种不小的收获。 2.设计要求： （1）能够实现有阻尼摆动，即摆幅随摆动次数增加越来越小，直到静止。（2）能够让摆球弧线摆动。 三．系统设计 1.系统设计过程 （1）通过函数axis建立坐标系 （2）在坐标系范围内通过函数line画各个支架 （3）通过函数title添加标题“动量守恒实验”、函数text添加标注“牛顿摆球” （4）通过函数line画出五个球，并设定其初始位置，颜色,大小,线条的擦拭方式

基于MATLABsimulink的2FSK系统的仿真课程设计报告

课程设计 基于MATLABsimulink的2FSK系统的仿真 电子与信息工程学院 信息与通信工程系

课程设计评分标准

基于MATLAB/simulink的2FSK系统的仿真 一、摘要 本文是基于matlab和simulink环境下对信号的调制与解调过程的仿真，通过仿真，对系统的误码率的分析，以及理论与仿真结果的比较， 二、关键字：

目录 1 背景知识 (1) 1.1通信简介 (1) 1.2仿真系统的简介： (2) 1.32FSK的调制与解调的原理： (3) 1.3.1 2FSK的产生 (4) 1.3.2 2FSK滤波器的解调及抗噪声性能 (6) 1.3.3 由相关调制解调的原理图 (9) 2 仿真系统模型的设计： (9) 2.1仿真框图 (9) 2.2仿真目的和意义： (9) 2.3仿真思路 (10) 2.4M文件和仿真结果 (10) 2.5 SIMULINK仿真模型图： (16) 2.6结果分析： (21) 2.6.1 Matlab仿真结果分析 (21) 2.6.2 (22) 3 心得体会： (22) 4 参考文献 (22)

1 背景知识 1.1 通信简介 通信就是克服距离上的障碍，从一地向另一地传递和交换消息。消息是信息源所产生的，是信息的物理表现，例如，语音、文字、数据、图形和图像等都是消息。消息有模拟消息（如语音、图像等）以及数字消息（如数据、文字等）之分。所有消息必须在转换成电信号（通常简称为信号）后才能在通信系统中传输。所以，信号是传输消息的手段，信号是消息的物质载体。 相应的信号可分为模拟信号和数字信号，模拟信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是连续的，如电话机、电视摄像机输出的信号就是模拟信号。数字信号的自变量可以是连续的或离散的，但幅度是离散的，如电船传机、计算机等各种数字终端设备输出的信号就是数字信号。 通信的目的是传递消息，但对受信者有用的是消息中包含的有效内容，也即信息。消息是具体的、表面的，而信息是抽象的、本质的，且消息中包含的信息的多少可以用信息量来度量。 通信技术，特别是数字通信技术近年来发展非常迅速，它的应用越来越广泛。通信从本质上来讲就是实现信息传递功能的一门科学技术，它要将大量有用的信息无失真，高效率地进行传输，同时还要在传输过程中将无用信息和有害信息抑制掉。当今的通信不仅要有效地传递信息，而且还有储存、处理、采集及显示等功能，通信已成为信息科学技术的一个重要组成部分。 通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和，包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ，它的一般模型如图1所示。 →→→→ 信息源发送设备信道接收设备受信者 ↑ 噪声源 图1 通信系统一般模型 通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统，其模型如图2所示，

BUCK变换器设计毕业设计

课程名称：电力电子技术 题目：BUCK变换器设计

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目录 第一章概述 (5) 1.1 本课题在国内外的发展现状与趋势 (5) 第二章Buck变换器设计总思路 (6) 2.1 电路的总设计思路 (6) 2.2 电路设计总框图 (6) 2.3 总电路图 (7) 第三章BUCK主电路设计 (8) 3.1 Buck变换器主电路基本工作原理 (8) 3.2 主电路保护（过电压保护） (9) 3.3 Buck变换器工作模态分析 (10) 3.4 Buck变换器元件参数 (12) 3.4.1 占空比D (12) 3.4.2 滤波电容C f (13) 3.5 Buck变换器仿真电路及结果 (14) 第四章控制和驱动电路模块 (15) 4.1 SG3525A脉宽调制器控制电路 (15) 4.1.1．SG3525简介 (15) 4.1.2．SG3525内部结构和工作特性 (15) 4.2 SG3525构成的控制电路单元电路图 (18) 4.3 驱动电路设计 (18) 第五章课程设计总结 (19)

第六章附录 (20) 第七章参考文献 (21) 第一章概述 1.1 本课题在国内外的发展现状与趋势 从八十年代末起，工程师们为了缩小DC/DC变换器的体积，提高功率密度，首先从大幅度提高开关电源的工作频率做起，但这种努力结果是大幅度缩小了体积，却降低了效率。发热增多，体积缩小，难过高温关。因为当时MOSFET的开关速度还不够快，大幅提高频率使MOSFET的开关损耗驱动损耗大幅度增加。工程师们开始研究各种避开开关损耗的软开关技术。虽然技术模式百花齐放，然而从工程实用角度仅有两项是开发成功且一直延续到现在。一项是VICOR公司的有源箝位ZVS软开关技术；另一项就是九十年代初诞生的全桥移相ZVS软开关技术。 有源箝位技术历经三代，且都申报了专利。第一代系美国VICOR公司的有源箝位ZVS技术，其专利已经于2002年2月到期。VICOR公司利用该技术，配合磁元件，将DC/DC的工作频率提高到1MHZ，功率密度接近200W/in3，然而其转换效率却始终没有超过90%，主要原因在于MOSFET的损耗不仅有开关损耗，还有导通损耗和驱动损耗。特别是驱动损耗随工作频率的上升也大幅度增加，而且因1MHZ频率之下不易采用同步整流技术，其效率是无法再提高的。因此，其转换效率始终没有突破90%大关。 为了降低第一代有源箝位技术的成本，IPD公司申报了第二代有源箝位技术专利。它采用P沟MOSFET在变压器二次侧用于 forward电路拓朴的有源箝位。这使产品成本减低很多。但这种方法形成的MOSFET的零电压开关（ZVS）边界条件较窄，在全工作条件范围内

基于MATLAB的语音信号处理系统设计(程序+仿真图)--毕业设计

语音信号处理系统设计 摘要：语音信号处理是研究用数字信号处理技术对语音信号进行处理的一门学科。语音信号处理的目的是得到某些参数以便高效传输或存储,或者是用于某种应用，如人工合成出语音、辨识出讲话者、识别出讲话内容、进行语音增强等。本文简要介绍了语音信号采集与分析以及语音信号的特征、采集与分析方法，并在采集语音信号后，在MATLAB 软件平台上进行频谱分析,并对所采集的语音信号加入干扰噪声，对加入噪声的信号进行频谱分析，设计合适的滤波器滤除噪声，恢复原信号。利用MATLAB来读入（采集）语音信号，将它赋值给某一向量，再将该向量看作一个普通的信号，对其进行FFT变换实现频谱分析，再依据实际情况对它进行滤波，然后我们还可以通过sound命令来对语音信号进行回放，以便在听觉上来感受声音的变化。 关键词：Matlab，语音信号，傅里叶变换，滤波器 1课程设计的目的和意义 本设计课题主要研究语音信号初步分析的软件实现方法、滤波器的设计及应用。通过完成本课题的设计，拟主要达到以下几个目的： 1.1．了解Matlab软件的特点和使用方法。 1.2．掌握利用Matlab分析信号和系统的时域、频域特性的方法； 1.3．掌握数字滤波器的设计方法及应用。 1.4．了解语音信号的特性及分析方法。 1.5．通过本课题的设计，培养学生运用所学知识分析和解决实际问题的能力。 2 设计任务及技术指标 设计一个简单的语音信号分析系统，实现对语音信号时域波形显示、进行频谱分析，

利用滤波器滤除噪声、对语音信号的参数进行提取分析等功能。采用Matlab设计语言信号分析相关程序，并且利用GUI设计图形用户界面。具体任务是： 2.1．采集语音信号。 2.2．对原始语音信号加入干扰噪声，对原始语音信号及带噪语音信号进行时频域分析。 2.3．针对语音信号频谱及噪声频率，设计合适的数字滤波器滤除噪声。 2.4．对噪声滤除前后的语音进行时频域分析。 2.5.对语音信号进行重采样，回放并与原始信号进行比较。 2.6．对语音信号部分时域参数进行提取。 2.7．设计图形用户界面（包含以上功能）。 3 设计方案论证 3.1语音信号的采集 使用电脑的声卡设备采集一段语音信号，并将其保存在电脑中。 3.2语音信号的处理 语音信号的处理主要包括信号的提取播放、信号的重采样、信号加入噪声、信号的傅里叶变换和滤波等，以及GUI图形用户界面设计。 Ⅰ.语音信号的时域分析 语音信号是一种非平稳的时变信号，它携带着各种信息。在语音编码、语音合成、语音识别和语音增强等语音处理中无一例外需要提取语音中包含的各种信息。语音信号分析的目的就在与方便有效的提取并表示语音信号所携带的信息。语音信号分析可以分为时域和变换域等处理方法，其中时域分析是最简单的方法。 Ⅱ.语音信号的频域分析 信号的傅立叶表示在信号的分析与处理中起着重要的作用。因为对于线性系统来说，可以很方便地确定其对正弦或复指数和的响应，所以傅立叶分析方法能完善地解决许多信号分析和处理问题。另外，傅立叶表示使信号的某些特性变得更明显，因此，它能更