电气控制与PLC应用技术课程设计报告.docx

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1、电气控制与PLC应用技术课程设计报告课程名称：电力电子仿真院系：班级：姓名：学号：日期:一、MATLAB简介MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于数据分析、无线通信、深度学习、图像处理与计算机视觉、信号处理、量化金融与风险管理、机器人，控制系统等领域。MATLAB是matrix&Iaboratory两个词的组合，意为矩阵工厂（矩阵实验室），软件主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学

2、领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式。MATLAB和Mathematica、MaPle并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点，使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C+

3、,JAVA的支持。二、M57962L的工作原理M57962L采用双电源+VCC和VEE,原理结构图如图11所示。电路组成：(1)放大隔离电路；(2)定时复位电路；(3)过流检测电路;(4)过流输出电路。1.iLDiDid图2-1M57962L原理机构图古味4/X卡心沽由岐砧反升电相同互相叠加，从而在负载侧得到图31直流升压斩波电路原理图高于电源的电压，二极管的作用是阻断V导通是，电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期，可以调整负载侧输出电流和电压的大小。假设L值、C值很大，V通时，E向L充电，充电电流恒为L,同时C的电压向负载供电，因C值很大，输出电压。为恒值,记为U。设V通的时间为此阶段L

4、上积蓄的能量为ELtlmoV断时,E和L共同向C充电并向负载R供电.设V断的时间为,则此期间电感L释放能量为：(U0-E)I1Q(1-D稳态时，一个周期T中L积蓄能量与释放能量相等RLn=(ULE居”(1-2)化简得：U0=+zE=-E(13)tOfftOff上式中%1,输出电压高于电源电压，故称升压斩波电路。V升压比，调节其即可改变u。将升压比的倒数记作B,即夕=宜。/loffT拓导通占空比，有如下关系：+4=1(1-4)因此，式(12)可表示为：U0=-E=-E(15)-a升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是L储能之后具有使电压泵升的作用，二是电容C可将输出电压

5、保持住。在以上分析中，认为V处于通态期间因电容C的作用使得输出电压Uo不变，但实际上C值不可能为无穷大，在此阶段其向负载放电，U。必然会有所下降，故实际输出电压会略低于理论所得结果，不过，在电容C值足够大时，误差很小，基本可以忽略。.2参数计算由直流斩波电路的原理可知U0=E=-E(1-6)tOfftOff又输入电压为输入直流电压范围：50V100V,要求输出直流电压：80V.所以只要根据输入的电压控制全控晶闸管IGBT关断的时间和开通的时间比就可，即升压比就可得到所需电压。由计算得：-(1-7)8517又因为要求输出功率P=100W,U0=340VU%=P(18)得:R=I156(1-9)四

6、、直流升压斩波电路仿真1仿真模型的选择在本次的设计中，采用了MatIab软件作为仿真工具来进行电路的模拟。首先画出电路的结构图如下所示：图47直流升压斩波电路仿真电路模拟图由上图中我们可以看到，在电路中，在IGBT的两端加了脉冲触发电压，控制开关的关断，以便得到升压的电压。2仿真结果及分析IT1）仿真电路及其仿真结果1o仿真电路图图升压斩波的MATLAB电路的模型2）MATLAB的.仿真结果如下:*M4 3）仿真结果分析在仿真过程中，我将取输入的直流电压为U=2460V之间的任意值，将电感值取的尽可能的大，即L=500H,电阻值R=IoOOK,控制脉冲电压U的占空大小,即从示波器上观察输出电压

7、U大小，示波器上红线表示输出直流电压，蓝线表示输入电压，而橙色表示输出电流大小。Uo=K=KqE由公式/-lT可得：当a=0_2时，Cl=Oo4时，=88V=0o6时，u0=32Voa=0o8时,%=176y.a=0.99时，=217.8。上面的数据与理论值相同，由于使用的是仿真软件所以没有误差。五、设计总结经过不懈的努力我终于顺利的完成了此次直流升压斩波电路的仿真，其中遇到了许多的问题和困难但是也学到了很多的知识。遇到的问题和困难：1 .由于事先理论知识预习的不够充分，所以很多计算问题困难重重，再次花费大量时间去研究，造成实验进度大大减速，效率降低。2 .选取实验元器件时，由于缺乏实际操作经验，常常出现用错元器件，造成实验数据误差很大，重复实验多次.3 .在用MATLAB软件仿真是遇到了许多操作上的问题，致使仿真花费的很多时间才达到有效效果。学到的知识：(1)通过这次课程设计我夯实了电力电子的基础知识.对直流斩波有了更深层次的理解。对MATLAB软件和电路原理图的设计有了初步了解。