電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

PAGE16PAGE16電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱：電力電子仿真院系：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：日期：

一、MATLAB簡介MATLAB是美國MathWorks公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于數(shù)據(jù)分析、無線通信、深度學(xué)習(xí)、圖像處理與計(jì)算機(jī)視覺、信號(hào)處理、量化金融與風(fēng)險(xiǎn)管理、機(jī)器人，控制系統(tǒng)等領(lǐng)域。

MATLAB是matrix&laboratory兩個(gè)詞的組合，意為矩陣工廠（矩陣實(shí)驗(yàn)室），軟件主要面對(duì)科學(xué)計(jì)算、可視化以及交互式程序設(shè)計(jì)的高科技計(jì)算環(huán)境。它將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語言（如C、Fortran）的編輯模式。

MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語言的程序等。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語言完成相同的事情簡捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持。

二、M57962L的工作原理M57962L采用雙電源+Vcc和VEE，原理結(jié)構(gòu)圖如圖1—1所示。電路組成：(1)放大隔離電路；（2）定時(shí)復(fù)位電路;（3）過流檢測電路；（4)過流輸出電路。圖2-1M57962L原理機(jī)構(gòu)圖

三、直流升壓斬波電路的設(shè)計(jì)思想1直流升壓斬波電路原理直流升壓變流器用于需要提升直流電壓的場合，其原理圖如圖1—2所示。在電路中V導(dǎo)通時(shí)，電流由E經(jīng)升壓電感L和V形成回路，電感L儲(chǔ)能;當(dāng)V關(guān)斷時(shí)，電感產(chǎn)生的反電動(dòng)勢和直流電源電壓方向相同互相疊加,從而在負(fù)載側(cè)得到圖3—1直流升壓斬波電路原理圖高于電源的電壓，二極管的作用是阻斷V導(dǎo)通是，電容的放電回路。調(diào)節(jié)開關(guān)器件V的通斷周期，可以調(diào)整負(fù)載側(cè)輸出電流和電壓的大小。假設(shè)L值、C值很大，V通時(shí)，E向L充電，充電電流恒為，同時(shí)C的電壓向負(fù)載供電,因C值很大，輸出電壓為恒值,記為。設(shè)V通的時(shí)間為，此階段L上積蓄的能量為E。V斷時(shí),E和L共同向C充電并向負(fù)載R供電.設(shè)V斷的時(shí)間為，則此期間電感L釋放能量為：（1-1）穩(wěn)態(tài)時(shí)，一個(gè)周期T中L積蓄能量與釋放能量相等（1—2）化簡得:（1—3)上式中,輸出電壓高于電源電壓，故稱升壓斬波電路?！龎罕?調(diào)節(jié)其即可改變。將升壓比的倒數(shù)記作β,即。和導(dǎo)通占空比，有如下關(guān)系：（1-4）因此,式（1—2)可表示為：(1—5）升壓斬波電路之所以能使輸出電壓高于電源電壓，關(guān)鍵有兩個(gè)原因：一是L儲(chǔ)能之后具有使電壓泵升的作用，二是電容C可將輸出電壓保持住。在以上分析中，認(rèn)為V處于通態(tài)期間因電容C的作用使得輸出電壓Uo不變，但實(shí)際上C值不可能為無窮大,在此階段其向負(fù)載放電，U。必然會(huì)有所下降，故實(shí)際輸出電壓會(huì)略低于理論所得結(jié)果，不過，在電容C值足夠大時(shí)，誤差很小，基本可以忽略。.2參數(shù)計(jì)算由直流斬波電路的原理可知（1-6)又輸入電壓為輸入直流電壓范圍：50V～100V，要求輸出直流電壓：80V.所以只要根據(jù)輸入的電壓控制全控晶閘管IGBT關(guān)斷的時(shí)間和開通的時(shí)間比就可,即升壓比就可得到所需電壓。由計(jì)算得：（1-7）又因?yàn)橐筝敵龉β蔖=100W,=340V（1—8)得：R=（1-9）

四、直流升壓斬波電路仿真1仿真模型的選擇在本次的設(shè)計(jì)中，采用了Matlab軟件作為仿真工具來進(jìn)行電路的模擬。首先畫出電路的結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖4-1直流升壓斬波電路仿真電路模擬圖由上圖中我們可以看到，在電路中，在IGBT的兩端加了脈沖觸發(fā)電壓，控制開關(guān)的關(guān)斷，以便得到升壓的電壓。2仿真結(jié)果及分析1）仿真電路及其仿真結(jié)果1。仿真電路圖圖升壓斬波的MATLAB電路的模型2）MATLAB的.仿真結(jié)果如下：仿真結(jié)果分析在仿真過程中，我將取輸入的直流電壓為U=24~60V之間的任意值，將電感值取的盡可能的大，即L=500H，電阻值R=1000K，控制脈沖電壓U

的占空大小，即從示波器上觀察輸出電壓U大小，示波器上紅線表示輸出直流電壓，藍(lán)線表示輸入電壓，而橙色表示輸出電流大小。

由公式可得：當(dāng)時(shí)，=44=0。4時(shí)，=88。=0。6時(shí)，=132。=0。8時(shí),=176.=0.99時(shí)，=217.8。上面的數(shù)據(jù)與理論值相同,由于使用的是仿真軟件所以沒有誤差。五、設(shè)計(jì)總結(jié)經(jīng)過不懈的努力我終于順利的完成了此次直流升壓斬波電路的仿真，其中遇到了許多的問題和困難但是也學(xué)到了很多的知識(shí)。遇到的問題和困難：由于事先理論知識(shí)預(yù)習(xí)的不夠充分，所以很多計(jì)算問題困難重重，再次花費(fèi)大量時(shí)間去研究，造成實(shí)驗(yàn)進(jìn)度大大減速，效率降低。選取實(shí)驗(yàn)元器件時(shí),由于缺乏實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),常常出現(xiàn)用錯(cuò)元器件，造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差很大，重復(fù)實(shí)驗(yàn)多次.