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简介
本书首先介绍了MATLAB编程基础，然后用程序实例演示了与三相交流电有关的基本概念和与电机控制密切相关的Clarke和Park变换等基础知识，此外，本书也演示了与电力拖动相关的直流电机和异步电机的工作特性、启动过程和相关控制的方法。接下来通过学习电力系统工具箱SimPowerSystems的直流电机和异步电机模型，深入学习由数学模型进入到仿真模型的基本过程，要求学生不仅学会使用工具，而且要学会开发需要而没有现成模型的方法。*后以MATLAB的纯m文件形式，通过解算状态方程的形式，演示了直流电机和异步电机的工作特性、启动过程和相关控制的方法。。
【目录】
目录
第1章绪论
1.1MATLAB概述
1.2Simulink平台与MATLAB工具箱
1.2.1Simulink平台
1.2.2MATLAB工具箱
1.2.3SimPowerSystems工具箱
1.3安装与启动
1.3.1安装
1.3.2启动Simulink
1.3.3启动SimPowerSystems工具库
1.4MATLAB在电力系统仿真和教学中的作用
1.4.1电力系统仿真
1.4.2在电力系统专业教学中的作用
1.5本书的读者及其应具备的基本知识
第2章MATLAB编程基础
2.1数据类型
2.1.1整型
2.1.2浮点数
2.1.3逻辑
2.1.4字符
2.1.5日期和时间
2.1.6结构体
2.1.7单元格数组
2.1.8函数句柄
2.2基本语法规则
2.2.1变量的使用
2.2.2分支判断语句
2.2.3循环语句
2.3文件类型
2.4小结
第3章MATLAB编程入门
3.1基本绘图与变换
3.1.1圆与椭圆
3.1.2比例变换
3.1.3旋转变换
3.1.4二次型
3.2函数应用
3.2.1函数的定义
3.2.2函数的输入与输出参数数量控制
3.3小结
第4章Simulink基础
4.1电路分析实例
4.1.1二阶电路原型
4.1.2二阶电路数学模型
4.2基本建模过程
4.3子系统与封装
4.3.1创建子系统
4.3.2封装子系统
4.4小结
第5章系统分析方法
5.1时域分析
5.1.1直接求解微分方程
5.1.2拉普拉斯变换求解
5.2频域分析
5.2.1频率特性
5.2.2伯德图
5.2.3伯德图绘制方法
5.2.4实例解读
5.3小结
第6章SimPowerSystems基础
6.1二阶电路分析
6.1.1电路原型
6.1.2搭建电路模型
6.1.3仿真参数设定与运行
6.2系统分析
6.2.1电路的稳态分析
6.2.2电路的暂态分析
6.2.3电路的频域分析
6.3输电系统等效电路与模型
6.3.1简单的输电系统
6.3.2输电系统仿真模型
6.3.3系统状态分析
6.3.4仿真方式比较
6.4小结
第7章电力相关基本概念
7.1交流电的时间相量和空间矢量的概念
7.1.1时间相量
7.1.2空间矢量
7.2容性与感性负载
7.2.1电路原型
7.2.2电容的特性
7.2.3电感的特性
7.2.4电压降低与无功交换
7.3正序、负序和零序分量
7.3.1相序的概念
7.3.2正负零序的计算方法
7.4小结
第8章Clarke变换和Park变换
8.1Clarke变换(3S/2S)
8.1.1Clarke变换
8.1.2Clarke变换仿真
8.2Park变换(3S/2R)
8.2.1Park变换的由来
8.2.2经典Park变换
8.2.3经典Park变换仿真模块
8.2.4正交Park变换
8.2.5正交Park变换等效性认证
8.3工程上的Park变换
8.3.1初始相位对变换结果的影响
8.3.2频率波动对变换结果的影响
8.3.3三相不对称对变换结果的影响
8.3.4线电压/线电流作为输入
8.3.5参考轴与有功无功解耦
8.4小结
第9章直流电机仿真模型
9.1直流电机模块
9.2励磁回路
9.3电枢回路
9.4机械部分
9.4.1仿真模型
9.4.2电磁转矩Te
9.4.3转矩平衡方程
9.4.4电枢电势Ea
9.5电机铭牌参数
9.6仿真模型参数计算与设置
9.7启动电流限制仿真
9.8小结
第10章直流电机工作特性与控制
10.1工作特性
10.1.1转速特性
10.1.2转矩特性
10.1.3效率特性
10.1.4工作特性曲线绘制
10.2直流电机启动控制
10.2.1电枢回路串电阻启动
10.2.2降压启动
10.3启动过程仿真
10.3.1状态方程编写
10.3.2直接启动
10.3.3串电阻启动
10.3.4降压启动
10.4直流电机调速仿真
10.4.1改变电枢回路电阻调速
10.4.2改变励磁电流调速
10.4.3改变端电压调速
10.5制动方式仿真
10.5.1能耗制动
10.5.2反接制动
10.6小结
第11章异步电机仿真模型
11.1异步电机的dq0分析
11.1.1旋转磁场
11.1.2定子静止坐标系变换
11.1.3转子旋转坐标系变换
11.2异步电机的电磁方程
11.2.1ABC静止相坐标系下数学模型
11.2.2dq0坐标系下数学模型
11.3异步电机的机械平衡方程
11.4异步电机的仿真模型
11.4.1模型内部参数初始化
11.4.2电磁模型仿真
11.4.3转矩平衡方程仿真
11.4.4异步电机模型输出信号
11.5小结
第12章异步电机的运行与控制
12.1等效电路
12.1.1时空矢量图
12.1.2T型等效电路
12.1.3Γ型等效电路
12.2参数测定
12.2.1空载试验
12.2.2短路试验
12.2.3相关参数计算
12.3工作特性
12.3.1转差率特性
12.3.2效率特性
12.3.3功率因数特性
12.3.4转矩特性
12.3.5定子电流特性
12.3.6工作特性曲线绘制
12.4机械特性
12.4.1电磁转矩与转速差关系
12.4.2额定转矩与*电磁转矩
12.4.3启动转矩
12.4.4*电磁转矩与临界转速差
12.4.5机械特性曲线绘制
12.5启动过程仿真
12.5.1启动过程中的问题
12.5.2直接启动
12.5.3降压启动
12.5.4转子串电阻启动
12.6调速过程仿真
12.6.1基本原理
12.6.2相关理论公式
12.6.3绕线式转子的变阻调速
12.6.4定子绕组的变压调速
12.6.5变频调速
12.7制动过程仿真
12.7.1两相反接的反接制动
12.7.2能耗制动
12.8小结
参考文献
【免费在线读】
%建立图形,编号1
figure(1)
%半径，直接对变量赋值
r=1;
%使用start:increment:end方式对变量赋值，并使用'将行向量转换为列向量
theta=［0:1:360］';
%theta作为向量参与运算，得到的x1也为相同长度的向量
x1=r*cos(theta*pi/180);
x2=r*sin(theta*pi/180);
%plot命令绘制图形，使用帮助查看功能(help plot)
plot(x1,x2);
%使x轴和y轴的单位长度相同
axis equal;
%限定显示的上下限，用法: axis(［xmin,xmax,ymin,ymax］)
axis(［-1.5 1.5 -1.5 1.5］);
%在画图的时候添加网格线
grid on
目录
目录
第1章绪论
1.1MATLAB概述
1.2Simulink平台与MATLAB工具箱
1.2.1Simulink平台
1.2.2MATLAB工具箱
1.2.3SimPowerSystems工具箱
1.3安装与启动
1.3.1安装
1.3.2启动Simulink
1.3.3启动SimPowerSystems工具库
1.4MATLAB在电力系统仿真和教学中的作用
1.4.1电力系统仿真
1.4.2在电力系统专业教学中的作用
1.5本书的读者及其应具备的基本知识
第2章MATLAB编程基础
2.1数据类型
2.1.1整型
2.1.2浮点数
2.1.3逻辑
2.1.4字符
2.1.5日期和时间
2.1.6结构体
2.1.7单元格数组
2.1.8函数句柄
2.2基本语法规则
2.2.1变量的使用
2.2.2分支判断语句
2.2.3循环语句
2.3文件类型
2.4小结
第3章MATLAB编程入门
3.1基本绘图与变换
3.1.1圆与椭圆
3.1.2比例变换
3.1.3旋转变换
3.1.4二次型
3.2函数应用
3.2.1函数的定义
3.2.2函数的输入与输出参数数量控制
3.3小结
第4章Simulink基础
4.1电路分析实例
4.1.1二阶电路原型
4.1.2二阶电路数学模型
4.2基本建模过程
4.3子系统与封装
4.3.1创建子系统
4.3.2封装子系统
4.4小结
第5章系统分析方法
5.1时域分析
5.1.1直接求解微分方程
5.1.2拉普拉斯变换求解
5.2频域分析
5.2.1频率特性
5.2.2伯德图
5.2.3伯德图绘制方法
5.2.4实例解读
5.3小结
第6章SimPowerSystems基础
6.1二阶电路分析
6.1.1电路原型
6.1.2搭建电路模型
6.1.3仿真参数设定与运行
6.2系统分析
6.2.1电路的稳态分析
6.2.2电路的暂态分析
6.2.3电路的频域分析
6.3输电系统等效电路与模型
6.3.1简单的输电系统
6.3.2输电系统仿真模型
6.3.3系统状态分析
6.3.4仿真方式比较
6.4小结
第7章电力相关基本概念
7.1交流电的时间相量和空间矢量的概念
7.1.1时间相量
7.1.2空间矢量
7.2容性与感性负载
7.2.1电路原型
7.2.2电容的特性
7.2.3电感的特性
7.2.4电压降低与无功交换
7.3正序、负序和零序分量
7.3.1相序的概念
7.3.2正负零序的计算方法
7.4小结
第8章Clarke变换和Park变换
8.1Clarke变换(3S/2S)
8.1.1Clarke变换
8.1.2Clarke变换仿真
8.2Park变换(3S/2R)
8.2.1Park变换的由来
8.2.2经典Park变换
8.2.3经典Park变换仿真模块
8.2.4正交Park变换
8.2.5正交Park变换等效性认证
8.3工程上的Park变换
8.3.1初始相位对变换结果的影响
8.3.2频率波动对变换结果的影响
8.3.3三相不对称对变换结果的影响
8.3.4线电压/线电流作为输入
8.3.5参考轴与有功无功解耦
8.4小结
第9章直流电机仿真模型
9.1直流电机模块
9.2励磁回路
9.3电枢回路
9.4机械部分
9.4.1仿真模型
9.4.2电磁转矩Te
9.4.3转矩平衡方程
9.4.4电枢电势Ea
9.5电机铭牌参数
9.6仿真模型参数计算与设置
9.7启动电流限制仿真
9.8小结
第10章直流电机工作特性与控制
10.1工作特性
10.1.1转速特性
10.1.2转矩特性
10.1.3效率特性
10.1.4工作特性曲线绘制
10.2直流电机启动控制
10.2.1电枢回路串电阻启动
10.2.2降压启动
10.3启动过程仿真
10.3.1状态方程编写
10.3.2直接启动
10.3.3串电阻启动
10.3.4降压启动
10.4直流电机调速仿真
10.4.1改变电枢回路电阻调速
10.4.2改变励磁电流调速
10.4.3改变端电压调速
10.5制动方式仿真
10.5.1能耗制动
10.5.2反接制动
10.6小结
第11章异步电机仿真模型
11.1异步电机的dq0分析
11.1.1旋转磁场
11.1.2定子静止坐标系变换
11.1.3转子旋转坐标系变换
11.2异步电机的电磁方程
11.2.1ABC静止相坐标系下数学模型
11.2.2dq0坐标系下数学模型
11.3异步电机的机械平衡方程
11.4异步电机的仿真模型
11.4.1模型内部参数初始化
11.4.2电磁模型仿真
11.4.3转矩平衡方程仿真
11.4.4异步电机模型输出信号
11.5小结
第12章异步电机的运行与控制
12.1等效电路
12.1.1时空矢量图
12.1.2T型等效电路
12.1.3Γ型等效电路
12.2参数测定
12.2.1空载试验
12.2.2短路试验
12.2.3相关参数计算
12.3工作特性
12.3.1转差率特性
12.3.2效率特性
12.3.3功率因数特性
12.3.4转矩特性
12.3.5定子电流特性
12.3.6工作特性曲线绘制
12.4机械特性
12.4.1电磁转矩与转速差关系
12.4.2额定转矩与*电磁转矩
12.4.3启动转矩
12.4.4*电磁转矩与临界转速差
12.4.5机械特性曲线绘制
12.5启动过程仿真
12.5.1启动过程中的问题
12.5.2直接启动
12.5.3降压启动
12.5.4转子串电阻启动
12.6调速过程仿真
12.6.1基本原理
12.6.2相关理论公式
12.6.3绕线式转子的变阻调速
12.6.4定子绕组的变压调速
12.6.5变频调速
12.7制动过程仿真
12.7.1两相反接的反接制动
12.7.2能耗制动
12.8小结
参考文献
【免费在线读】
%建立图形,编号1
figure(1)
%半径，直接对变量赋值
r=1;
%使用start:increment:end方式对变量赋值，并使用'将行向量转换为列向量
theta=［0:1:360］';
%theta作为向量参与运算，得到的x1也为相同长度的向量
x1=r*cos(theta*pi/180);
x2=r*sin(theta*pi/180);
%plot命令绘制图形，使用帮助查看功能(help plot)
plot(x1,x2);
%使x轴和y轴的单位长度相同
axis equal;
%限定显示的上下限，用法: axis(［xmin,xmax,ymin,ymax］)
axis(［-1.5 1.5 -1.5 1.5］);
%在画图的时候添加网格线
grid on
【作者简介】
作者简介：陈众 长沙理工大学电气与信息学院副教授，电力虚拟仿真实验室常务副主任。2003年于重庆大学电气工程学院获得博士学位，2007年中南大学控制科学与工程博士后，2010年-2011年在美国韦恩州立大学做访问学者。主要从事电力系统运行与控制，智能设备开发方面的研究工作，在《自动化学报》、《控制与决策》、《中国电机工程学报》、《电工技术学报》、《中国图形图象学报》等权威刊物发表论文多篇。
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