MWORKS電力電子與電機系統建模與仿真

顏建虎,單梁,戚誌東

MWORKS電力電子與電機系統建模與仿真
  • 出版商: 電子工業
  • 出版日期: 2026-02-01
  • 售價: $414
  • 語言: 簡體中文
  • 頁數: 212
  • ISBN: 7121522047
  • ISBN-13: 9787121522048
  • 相關分類: 電力電子 Power-electronics

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商品描述

本書以MWORKS.Syslab科學計算環境和MWORKS.Sysplorer系統建模仿真環境為基礎，闡述了電力電子與電機系統的建模理論、仿真方法和工程應用。首先介紹MWORKS仿真平臺及其Syslab科學計算和Sysplorer系統建模仿真兩大核心環境的主要功能，梳理典型電力電子器件與電機的基本特性及數學模型，結合Modelica建模規範與同元自研模型庫，給出直流電機、交流電機、整流器、逆變器等關鍵部件的建模方法。重點圍繞電力電子變換器與電機控制系統的MWORKS建模實現，通過典型案例進行模型性能分析與對比。在此基礎上，引入最優化算法與群優化算法，探討其在工程實踐中的應用路徑與實現過程。本書面向電氣工程及相關專業的高等院校學生、科研人員與工程技術人員，致力於為讀者提供系統化的MWORKS電力電子與電機系統的建模、仿真和控制應用指導，為推動我國工業軟件生態建設與關鍵技術自主化進程提供理論支撐和實用參考。

目錄大綱

第1章 MWORKS仿真平臺介紹 1
1.1 MWORKS概述 2
1.2 Syslab介紹 3
1.3 Syslab的基本操作 4
1.3.1 文件夾和文件的基本操作 5
1.3.2 代碼的基本操作 7
1.3.3 命令行窗口與工作區的基本操作 10
1.4 從MATLAB到Syslab 12
1.4.1 M命令行窗口的啟動與路徑設置 12
1.4.2 M腳本的運行與調試 14
1.4.3 Syslab與M函數對標表 15
1.5 Sysplorer介紹 15
1.6 Sysplorer的基本操作 17
1.6.1 Sysplorer物理建模 17
1.6.2 Sysplorer框圖建模 23
1.6.3 從Simulink到Sysblock 27
1.7 本章小結 29
第2章 電力電子器件與電機的基本特性及數學模型 30
2.1 電力電子器件的基本特性與建模 31
2.1.1 功率二極管 31
2.1.2 晶閘管 36
2.1.3 MOSFET 40
2.1.4 IGBT 43
2.2 坐標變換 45
2.2.1 綜合矢量 45
2.2.2 Clarke變換 47
2.2.3 Park變換 50
2.3 脈寬調制技術 53
2.3.1 SPWM 53
2.3.2 SVPWM 56
2.4 電機的數學模型與運行特性分析 60
2.4.1 直流電機的數學模型與運行特性 60
2.4.2 三相異步電機的數學模型與運行特性 63
2.4.3 三相永磁同步電機的數學模型與運行特性 66
2.5 本章小結 69
第3章 基於MWORKS的電力電子變換電路仿真 70
3.1 整流電路（AC/DC） 71
3.1.1 單相橋式全控整流電路 71
3.1.2 三相橋式全控整流電路 77
3.1.3 不控整流電路 82
3.2 斬波電路（DC/DC） 85
3.2.1 BUCK電路 86
3.2.2 BOOST電路 88
3.2.3 BUCK-BOOST電路 90
3.2.4 Cuk電路 91
3.3 逆變電路（DC/AC） 93
3.3.1 單相逆變電路 93
3.3.2 三相逆變電路 97
3.4 AC/AC變換電路 102
3.4.1 單相交流調壓電路 103
3.4.2 三相交流調壓電路 106
3.5 本章小結 109
第4章 基於MWORKS的電機系統仿真 110
4.1 直流電機控制系統 111
4.2 異步電機控制系統 114
4.2.1 異步電機V/f控制 114
4.2.2 異步電機FOC 118
4.2.3 異步電機DTC 122
4.3 永磁電機控制系統 128
4.3.1 BLDCM控制 129
4.3.2 PMSM FOC實現 134
4.3.3 PMSM DTC實現 138
4.3.4 PMSM MPC實現 144
4.4 本章小結 150
第5章 基於MWORKS的伺服系統控制器設計 151
5.1 基於PID的伺服系統三環控制 152
5.1.1 伺服系統的基本概念 152
5.1.2 三環伺服系統的數學模型 153
5.1.3 三環伺服系統的PID控制算法 155
5.1.4 基於前饋補償的PID控制算法 159
5.2 基於狀態觀測器的PID控制 161
5.2.1 基於LSO的PID控制 162
5.2.2 基於ESO的PID控制 164
5.3 自抗擾控制器設計 167
5.4 本章小結 171
第6章 基於MWORKS的最優化算法與群優化算法 172
6.1 一維搜索算法 173
6.1.1 最優化問題的數學模型 173
6.1.2 黃金分割法 174
6.1.3 斐波那契數列法 175
6.1.4 二分法 177
6.1.5 牛頓法 179
6.2 線性優化算法 180
6.2.1 單純形法 180
6.2.2 兩階段單純形法 183
6.3 蟻群優化算法 186
6.3.1 ACO的原理 186
6.3.2 基於ACO的PID參數整定 187
6.4 PSO 196
6.4.1 基本PSO的仿真 196
6.4.2 基於PSO的應用實例 198
6.5 本章小結 200
參考文獻 201

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