電力電子應用技術的MATLAB仿真 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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林飛，杜欣 著

圖書標籤:

• 電力電子
• MATLAB仿真
• 電力係統
• 仿真技術
• 應用技術
• 電力變換
• 控製技術
• 工程仿真
• 電力應用
• 技術應用

齣版社： 中國電力齣版社

ISBN：9787508379531

版次：1

商品編碼：10100453

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2009-01-01

用紙：膠版紙

頁數：296

字數：476000

正文語種：中文

編輯推薦

　　本書首先介紹瞭MATLAB軟件及其圖形仿真界麵Simulink的基礎應用知識。並詳細介紹瞭用於電力電子仿真的Simpowersystems的各模塊庫，然後列舉瞭DC-DC變換、DC-AC變換、AC-DC變換、直流調速、交流調速及其他應用等方麵，通過大量實例介紹瞭電力電子應用技術的仿真方法和技巧。
　　本書具有如下特點：
　　內容新穎：使用瞭目前最新的版本MATLAB R2008。
　　編排閤理：介紹瞭電力電子應用技術的基礎理論，並在此基礎上詳細描述瞭仿真模型的建立、設置、運行及分析過程。
　　實例豐富：通過大量的實例分析使讀者掌握仿真軟件的使用方法，並完成相應的設計。
　　本書適用於高等學校電力電子及其相關專業的教材，也可供相關專業的研究生和工程技術人員學習和參考。

內容簡介

　　《電力電子應用技術的MATALAB仿真》為瞭滿足電力電子專業及其相關領域人員對計算機仿真知識的需求，使其掌握當前先進的計算機仿真工具，特編寫《電力電子應用技術的MATALAB仿真》。《電力電子應用技術的MATALAB仿真》首先介紹瞭MATLAB軟件及其圖形仿真界麵Simulink的基礎應用知識，詳細介紹瞭用於電力電子仿真的SimPowerSystems中的各模塊庫，然後列舉瞭DC-DC變換、DC-AC變換、AC-DC變換、直流調速、交流調速等方麵的應用。《電力電子應用技術的MATALAB仿真》通過大量實例介紹瞭電力電子應用技術的仿真方法和技巧。

目錄

前言
第1章 MATLAB基礎知識
1.1 MATLAB簡介
1.2 MATLAB環境
1.3 MATLAB基本應用
1.3.1 數據結構
1.3.2 數值運算
1.3.3 程序設計基礎
1.3.4 MATLAB的基本繪圖

第2章 Simulink環境和模型庫
2.1 係統仿真（Simulink)環境
2.1.1 Simulink工作環境
2.1.2 Simulink的基本操作
2.1.3 創建Simulink仿真模型
2.1.4 創建Simulink仿真模型的子係統
2.2 認識Simulink的重要模塊庫
2.3 S——函數的設計方法

第3章 SimPowerSystems模型庫
3.1 SimPowerSystems模型庫概述
3.1.1 SimPowerSystems模型庫簡介
3.1.2 SimPowerSystems模型庫內容
3.2 電源庫
3.2.1 直流電壓源
3.2.2 交流電壓源
3.2.3 三相司編程電壓源
3.3 元器件庫
3.3.1 斷路器
3.3.2 串聯RLC支路
3.3.3 變壓器
3.4 電機庫
3.5 電力電子庫
3.5.1 絕緣柵雙極型晶體管
3.5.2 二極管
3.5.3 通用橋式電路
3.6 應用庫
3.7 其他模塊庫
3.7.1 控製模塊
3.7.2 測量模塊
3.8 圖形用戶界麵
3.8.1 調用方法
3.8.2 屬性參數對話框
3.8.3 Steady State Voltages and Currents窗口
3.8.4 Initial States Setting窗口
3.8.5 Load Flow and Machine Initialization窗口
3.8.6 Link to the LTI Viewer窗口
3.8.7 Impedance vs. Frequency Measurement窗口
3.8.8 快速傅裏葉分析工具窗口
3.8.9 磁滯設置工具窗口
3.9 應用舉例

第4章 DC-DC電路的仿真
4.1 降壓（Buck)變換器
4.2 升壓（Boost)變換器
4.3 升降壓（Buck-Boost)變換器
4.4 丘剋（Cuk)變換器
4.5 帶隔離變壓器的DC-DC變換器
4.5.1 單端正激變換器（Forward Converter)
4.5.2 單端反激變換器（Flyback Converter)

第5章 DC-AC電路的仿真
5.1 方波逆變電路
5.1.1 單相方波逆變電路”
5.1.2 三相方波逆變電路
5.2 單相PWM逆變電路
5.2.1 雙極性SPWM
5.2.2 單極性SPWM
5.2.3 倍頻SPWM
5.3 三相PWM逆變電路
5.3.1 SPWM逆變電路
5.3.2 死區時間的影響
5.3.3 電流跟蹤PWM
5.3.4 空間矢量PWM
5.4 多電平逆變電路
第6章 AC-DC電路的仿真
第7章 直流調速係統的仿真
第8章 交流調速係統的仿真
第9章 其他應用
參考文獻

精彩書摘

　　MATLAB軟件語言係統是當今流行的第四代計算機語言，由於它在科學計算、數據分析、係統建模與仿真、圖形圖像處理、網絡控製、自動控製、通信係統、DSP處理係統、航天航空、生物醫學、財務、電子商務等不同領域的廣泛應用以及自身的獨特優勢，目前MATLAB受到各研究領域的推崇和關注。
　　學習一種軟件，首先需要瞭解它的特點、使用環境、最基本的使用方法和重要的操作技巧。本章的目的在於使MATLAB軟件的初學者，能夠藉助本章的學習，為深入理解後續章節的內容，奠定必要的知識與方法基礎。
　　1980年，美國的Cleve Moler博士在新墨西哥大學講授綫性代數課程時，發現采用高級語言編程極為不便，於是建立瞭MATLAB（Matrix Laboratory的縮寫），即矩陣實驗室，早期開發MATLAB軟件是為瞭幫助學校的老師和學生更好地授課和學習。1984年，由美國MathWorks公司推齣瞭商業版，經過二十餘年的不斷升級，日前MATLAB最新版本為MATLABR2008a。

前言/序言

　　電力電子應用技術綜閤瞭微電子、電路、電機學、自動控製等多學科知識，是電能變換與控製的核心技術，在工業、能源、交通、國防等各個領域發揮著越來越重要的作用。
　　然而，由於電力電子器件所固有的非綫性特性，使得對電力電子電路及係統的分析十分睏難。現代計算機仿真技術通過在計算機平颱上模擬實際的物理係統，為電力電子電路及係統的分析提供瞭有效的方法，大大簡化瞭電力電子和傳動係統的分析與設計過程，成為相關專業學生和工程技術人員學習和研究電力電子應用技術的重要手段。

圖書簡介：控製係統理論與工程實踐 聚焦現代控製理論的基石與前沿應用，本書旨在為讀者提供一套全麵、深入且兼具工程實踐指導性的控製係統理論學習路徑。本書內容設計深度兼顧瞭理論的嚴謹性與工程實現的可行性，特彆適閤於自動化、電氣工程、機械工程、航空航天等領域的本科高年級學生、研究生以及從事係統設計、優化與調試的工程師。 --- 第一部分：經典控製理論的基石與深化 本部分首先夯實讀者對綫性時不變（LTI）係統的分析基礎，並引入分析和設計過程中至關重要的頻率域概念。 第一章：係統建模與時域分析 詳細闡述瞭動態係統的數學描述方法，包括微分方程、狀態空間錶示法（尤其是標準的 Controllable Canonical Form 和 Observable Canonical Form）。重點講解瞭如何將實際物理係統（如機電耦閤係統、熱力係統）精確地映射到數學模型。深入探討瞭係統的基本時間響應特性，如一階、二階係統的暫態性能指標（超調量、調節時間、峰值時間等），並對高階係統的簡化方法進行瞭詳盡的討論，確保工程上的可操作性。 第二章：傳遞函數與框圖代數 係統地迴顧瞭利用傳遞函數描述LTI係統的優勢。詳細剖析瞭信號流圖、梅森增益公式及其在復雜係統簡化中的應用。本章著重於係統互聯（串聯、並聯、反饋）的代數處理，為後續的補償器設計奠定基礎。 第三章：頻率響應分析 頻率響應是連接時域與頻域的橋梁。本章深入講解瞭波特圖（Bode Plot）、奈奎斯特圖（Nyquist Plot）的繪製原理與工程解讀。重點在於如何通過圖形分析工具快速判斷係統的穩定性、相位裕度和增益裕度，以及對係統帶寬和穩態誤差的內在影響。引入瞭小波分析在非穩態係統頻率識彆中的初步應用探討。 第四章：經典控製器的設計與整定 本章將理論分析成果轉化為實際的控製策略。詳細介紹瞭比例（P）、積分（I）、微分（D）控製器的作用機理，並以經典的兩室、三衝量過程控製為例，係統闡述瞭齊格勒-尼科爾斯（Ziegler-Nichols）整定法、根軌跡法在確定控製器參數上的應用。特彆強調瞭PID控製器在實際工業應用中引入抗飽和、抗積分鎖死等抗乾擾措施的必要性。 --- 第二部分：現代控製理論與狀態空間方法 隨著復雜係統和多變量控製需求的增加，現代控製理論提供瞭更強大的分析和設計工具。本部分完全基於狀態空間方法展開。 第五章：狀態空間錶示與係統描述 係統地介紹瞭狀態空間錶示的優勢，尤其是在處理多輸入多輸齣（MIMO）係統時的直觀性。本章詳細推導瞭從傳遞函數到狀態空間模型，以及從狀態空間模型到傳遞函數的轉換矩陣運算。深入探討瞭係統的能控性和能觀性，這是設計狀態反饋和觀測器的前提條件。 第六章：可控性與可觀測性分析 通過卡爾曼可控性矩陣和卡爾曼可觀性矩陣，讀者將掌握如何嚴格判斷一個係統的結構特性。本章提供瞭工程上判定矩陣秩的方法，並結閤案例說明瞭係統分解（如解耦或模態分離）與控製/觀測分解的理論依據。 第七章：狀態反饋控製與極點配置 本章的核心是利用狀態反饋 $u = -Kx + r$ 來任意配置閉環係統的極點。詳細介紹瞭 Ackermann 公式和公式法在確定反饋矩陣 $K$ 上的計算步驟和局限性。同時，討論瞭當所有狀態變量無法直接測量時，如何通過狀態反饋實現期望的性能指標。 第八章：觀測器設計與狀態估計 針對狀態變量不可測的難題，本章引入瞭 Luenberger 觀測器和卡爾曼濾波器的基本原理。重點講解瞭如何根據係統動態特性設計觀測器反饋增益 $L$，以確保狀態估計誤差的穩定性與收斂速度。對於有噪聲的環境，本章會概述卡爾曼濾波器的綫性離散化模型及其迭代更新機製。 --- 第三部分：先進控製技術與魯棒性分析 本部分麵嚮對高性能、高可靠性控製係統有需求的工程師，引入瞭魯棒性分析方法和現代先進控製技術。 第九章：魯棒控製基礎——環路整形與 $mathrm{H}_{infty}$ 範數 係統介紹如何量化和評估係統對模型不確定性和外部乾擾的抵抗能力。詳細講解瞭 $mathrm{H}_{infty}$ 控製的基本思想，即如何設計控製器使閉環係統的 $mathrm{H}_{infty}$ 範數最小化，從而在最壞情況下保證性能指標。本章側重於解析設計方法和其在增益調度控製中的潛在應用。 第十章：先進反饋技術——LQR/LQG 控製器設計 綫性二次型調節器（LQR）是解決最優控製問題的核心工具。本章詳盡推導瞭代數黎卡提方程（ARE）的求解，並闡明瞭如何通過權衡矩陣 $Q$ 和 $R$ 來平衡係統性能與控製輸入的代價。隨後，將 LQR 與狀態估計（觀測器）結閤，形成瞭綫性二次高斯（LQG）控製器，這是現代控製工程中最常用的最優策略之一。 第十一章：非綫性係統的基礎處理 認識到大多數實際係統固有的非綫性特性，本章介紹瞭處理非綫性係統的入門方法。內容包括：平衡點分析、綫性化技術（泰勒展開法）、以及如滑模控製（Sliding Mode Control, SMC）和反饋綫性化等基礎非綫性控製器的設計思想，為讀者理解更深層次的自適應、混沌控製打下基礎。 第十二章：係統辨識與模型修正 控製性能高度依賴於模型精度。本章介紹係統辨識的基本流程，包括數據采集、信號激勵信號的選擇（如PRBS信號），以及參數估計方法，如最小二乘法（Least Squares Estimation）。重點在於如何利用實驗數據對理論模型進行修正和迭代，以適應實際運行環境的變化。 --- 本書特點： 理論與實踐並重： 每章理論推導後均附有詳細的工程案例分析和設計步驟，強調數學工具在解決實際工程問題中的應用價值。 結構邏輯清晰： 從經典到現代，從單輸入單輸齣（SISO）到多輸入多輸齣（MIMO），知識點層層遞進，構建完整的控製理論知識體係。 麵嚮工程實現： 強調係統可控性、可觀測性、魯棒性和實時性的重要性，幫助讀者設計齣真正可用的控製係統。 本書的目標讀者將能夠熟練掌握從係統建模、分析、到設計高性能閉環係統的全過程，為解決復雜的工業控製挑戰做好充分準備。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節結構安排得相當閤理，從基本的器件模型到復雜的係統集成，脈絡清晰，循序漸進。我特彆欣賞作者在推導過程中對物理背景的闡述，使得復雜的半導體開關特性和濾波器的設計原理不再是抽象的公式堆砌。然而，在實際操作層麵，我感覺這本書的“應用技術”部分略顯保守。例如，在現代電力電子係統中，對高頻開關損耗的精確建模和優化是一個關鍵挑戰。我期望書中能提供一些關於如何利用MATLAB的優化工具箱（Optimization Toolbox）來求解最佳開關頻率或最優脈衝寬度調製策略的詳細步驟。書中雖然提到瞭仿真，但很多時候，仿真結果似乎隻是對理論分析的驗證，而非驅動設計改進的工具。我個人更傾嚮於那種“先搭建仿真模型，再通過仿真結果反推理論優化”的學習路徑。書中對一些常見的仿真陷阱，比如剛性積分器設置不當導緻的求解器失效，或者模型復雜度過高導緻的仿真效率低下等問題，缺乏針對性的“避坑指南”。如果能增加一個專門的章節，聚焦於如何使用Simscape Electrical來構建更接近物理實際的仿真環境，例如考慮熱效應、電磁乾擾等因素，那將大大提升本書的實用價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡潔大氣，色彩搭配專業，讓人一眼就能感受到它紮實的學術氣息。我翻開目錄，驚喜地發現它覆蓋瞭電力電子技術領域的核心主題，比如開關電源、電機驅動和新能源並網等。不過，我原以為這本書會深入講解一些更前沿的控製算法，比如模型預測控製（MPC）或者先進的模糊邏輯控製在電力電子係統中的具體應用案例。遺憾的是，內容似乎更側重於基礎理論的推導和經典拓撲結構的分析，對於如何將這些復雜的控製策略轉化為實際可行的MATLAB仿真模型，著墨不多。比如，在講解PWM控製時，雖然給齣瞭詳細的數學模型，但如何利用Simulink的模塊庫快速搭建一個包含死區時間、非綫性器件特性的高精度仿真環境，這方麵的內容略顯單薄。我期待看到更多關於仿真技巧，比如如何進行參數掃描、靈敏度分析以及如何利用MATLAB腳本自動化仿真流程的實例。這本書更像是一本優秀的理論教材的補充，而非一本專注於“仿真實戰”的工具書。整體來看，它奠定瞭一個很好的理論基礎，但對於那些希望通過仿真深入理解和優化係統的工程師或研究生來說，可能需要尋找更多側重於仿真建模技巧的進階資料來完善知識體係。我希望未來的版本能增加一些關於數字孿生和硬件在環（HIL）仿真方法的介紹，以跟上行業的發展步伐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的知識體係覆蓋麵廣，從基礎理論到具體電路，展現瞭作者對電力電子領域廣泛涉獵的特點。然而，在某些特定應用領域，比如柔性直流輸電（HVDC）或基於寬禁帶器件（SiC/GaN）的高頻變換器仿真，這本書的深度略顯不足。現代電力電子的發展正加速嚮高頻化和小型化邁進，這對仿真模型提齣瞭更高的要求，例如需要精確模擬器件的開關損耗、寄生參數以及高頻下的EMI效應。我期望這本書能更貼近當前工業界對這些新型器件的關注點，提供專門針對SiC MOSFET或GaN HEMT的更精細化的仿真模型構建方法，而不僅僅是使用標準的理想開關模型進行替代。同時，在仿真工具的選擇上，雖然MATLAB是主流，但對於一些需要極高實時性的應用，如電網故障穿越仿真，更專業的工具（如PSCAD或RT-LAB）的使用經驗或許也能提供有價值的參考，哪怕隻是在比較中點到為止。這本書給我的感覺是，它成功地架設瞭一個堅實的傳統電力電子仿真平颱，但要將其升級到應對最前沿、最嚴苛的工程挑戰，讀者還需要進行大量的自我拓展和補充學習。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程中，我感受到作者深厚的專業功底，他對電力電子變換器的基本原理掌握得爐火純青。但是，作為一本以“MATLAB仿真”為核心賣點的書籍，我發現它在仿真軟件工具鏈的深度挖掘上還存在提升空間。MATLAB的功能遠不止於搭建簡單的模塊連接圖。例如，高級的功率電子仿真往往需要結閤Simscape、Stateflow甚至Simulink Coder進行代碼生成。這本書在這方麵的講解顯得相對基礎，多集中在經典的傳遞函數模型和方框圖錶示。對於如何利用Stateflow來設計復雜邏輯控製器，如故障保護邏輯或多模式切換控製，書中的例子非常有限。此外，在涉及到高級的數字信號處理（DSP）算法在仿真中的實現時，如針對快速動態響應的數字電流環設計，書中更多地是通過連續時間模型進行分析，而將數字化的延遲和量化誤差引入仿真模型的細節討論則相對欠缺。這使得這本書在麵嚮那些正在開發基於微控製器或DSP的實時控製係統的讀者時，其指導意義有所減弱。我希望能看到更多關於如何使用MATLAB/Simulink進行快速原型驗證，並最終過渡到嵌入式代碼生成的案例分析。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量非常高，許多電路原理圖和波形圖清晰易懂，這對於理解復雜的拓撲結構非常有幫助。但是，當我嘗試將書中的理論知識轉化為我自己的項目模型時，我發現書中的仿真示例代碼（如果提供瞭的話）或者步驟描述往往停留在概念層麵，缺乏那種可以“復製粘貼”並立即運行的、經過完整調試的M文件或Simulink模型文件。例如，在分析某個特定逆變器的諧波特性時，書中可能給齣瞭最終的FFT分析圖，但缺少瞭如何配置FFT模塊、如何設置仿真時間步長以保證FFT結果準確性的關鍵設置參數。對於一個習慣瞭動手實踐的學習者來說，這種“隻知其然，而不知其所以然”的仿真描述是很令人睏擾的。電力電子仿真，尤其是大功率係統的仿真，對算力和模型精度要求極高。本書在這方麵，比如如何權衡仿真速度與模型精度，如何處理仿真收斂性問題，這些實踐層麵的“經驗之談”非常寶貴，但遺憾的是，我沒有在書中找到足夠多的此類論述。這使得本書更像是一本“理論指導下的仿真演示”，而非一本“教會你如何進行高精度、高效率仿真”的實踐手冊。

評分☆☆☆☆☆

好好好好好好，為瞭豆豆挺好的

評分☆☆☆☆☆

遇到的問題解決瞭，書扔一邊用不著看瞭。

評分☆☆☆☆☆

還不錯，實驗室推薦買的，適閤我這種仿真小白

評分☆☆☆☆☆

沒來得及細看,看目錄內容還可以的

評分☆☆☆☆☆

雙十一活動時買的！囤貨慢慢看！

評分☆☆☆☆☆

第二次買瞭，超級好

評分☆☆☆☆☆

好好，還是好，真的不錯

評分☆☆☆☆☆

非常實用，學習

評分☆☆☆☆☆

書質量還不錯，正好在學習電力電子這塊，希望有用吧。