主要内容

简单电路分析

介绍

在这一部分,你

  • 属性获取模型的状态空间表示power_analyze命令

  • 的图形用户界面计算稳态电压和电流Powergui

  • 在频域分析电路

电状态变量

电气状态变量是Simulink金宝app®与电容和电感器件相关联的图表状态Simscape™电气™专门的电力系统块。电感器和电容元件可以在rlc分支类型块中找到,例如系列RLC分支块,三相并联RLC负载块,在变压器模型,在π剖面线挡块、电力电子器件的缓冲装置等。

电气状态变量由电感电流和电容电压组成。变量的名称Simscape电专门的电力系统电气状态包含了电感或电容所在的块的名称,前面是Il_前缀表示电感电流或Uc_前缀为电容电压。

使用power_analyze的状态空间表示

属性计算模型的状态空间表示power_analyze命令。在MATLAB中输入以下命令®提示。

[A, B, C, D, x0, electrical_states、输入、输出)= power_analyze(“power_gui”)

power_analyze命令返回的状态空间模型power_gui在四个矩阵A, B, C和d的例子模型中,x0是电路的初始状态的向量。电状态变量、输入和输出的名称以三个矩阵的形式返回。

看到power_analyze有关如何使用此函数的更多细节,请参阅参考页。

稳态分析

输入以下命令打开power_gui示例模型power_gui在命令行。然后打开Powergui稳态电压和电流工具显示由模型的电压测量块和电流测量块测量的稳态相量电压。

每个测量输出由一个与测量块名称对应的字符向量标识。相量的大小对应于正弦电压的峰值。

您还可以显示源电压的稳态值或电感电流和电容电压的稳态值,通过选择来源或者是复选框。

请参阅测量电压和电流中列出的电源电压和电流和电气状态变量的符号约定的更多细节稳态的工具窗口。

频率分析

Simscape>>电力系统专业>传感器和测量库包含一个阻抗测量测量电路中任意两个节点之间阻抗的块。在接下来的两部分中,测量阻抗power_gui模型采用两种方法:

得到阻抗与频率的关系阻抗测量Powergui

从状态空间模型(将在下一节详细描述)测量电路阻抗的过程,从状态空间模型中得到阻抗与频率的关系)已被自动化Simscape电特殊电力系统模块。在power_gui示例模型中,两个阻抗测量powerlib块测量模型中两点的阻抗。删除阻抗B3块,按图示重新连接阻抗B1。

测量阻抗与频率阻抗测量

线150公里块,设置截面数为1,单击好吧.打开Powergui对话框。在工具选项卡上,选择阻抗测量.将打开一个新窗口,显示列表阻抗测量电路中可用的块。

输入,填写频率范围0:2:5000(0到5000赫兹,以2赫兹的步骤)。选择对数刻度显示Z大小。

计算完成后,窗口显示幅度和相位作为频率的函数。在线150公里块对话框中,设置截面数到10。在Powergui阻抗vs频率测量工具中,单击更新按钮。块对话框显示新电路的频率响应。

从状态空间模型中得到阻抗与频率的关系

请注意

下一节假设您已经安装了Control System Toolbox™软件。

测量同一节点的阻抗与频率的关系阻抗测量块连接时,需要一个电流源,为状态空间模型提供第二个输入。添加交流电流源块的Simscape>>电力系统专业>来源库到模型。连接这个源,如下所示。将电流源大小设置为零,频率保持在60赫兹

B2节点的交流电流源

现在计算模型的状态空间表示power_analyze命令。在MATLAB提示符处输入以下命令。

sys1 = power_analyze(“power_gui”、“党卫军”)

这个命令返回一个状态空间模型,表示电路的连续时间状态空间模型。

在拉普拉斯域中,阻抗被定义为电流注入之间的传递函数交流电流源和U2测量的电压电压测量块。

Z 2 年代 U 2 年代 2 年代

您可以获得这个状态空间模型的输入和输出的名称,如下所示。

sys1。我nputName ans = 'U_Vs (60Hz)' 'I_AC Current Source' sys1.OutputName ans = 'U_Ub2' 'U_Ub1'

被测节点处的阻抗对应于该状态空间模型的输出1和输入2之间的传递函数。对于0 - 5000hz范围,可以计算和显示如下。

频率= 0:5000;w = 2π* *频率;波德(sys1(1、2),w);

重复同样的过程得到频率响应与10段线模型。打开π剖面线对话框中更改节数110.要计算新的频率响应并将其叠加到单线段获得的频率响应上,输入以下命令。

sys10 = power_analyze(“power_gui”、“党卫军”);波德(sys1(1、2),sys10(1、2),w);

打开波德图的属性编辑器,使用线性刻度选择频率(Hz)单位,使用对数刻度选择绝对值(绝对值)单位。结果图如下所示。

在被测节点处的阻抗与频率的关系

这张图表明,单线截面模型所代表的频率范围是有限的,而10线截面模型对更高的频率给出了更好的近似