MATLAB/Simulink实现载波移相控制的级联型变换器仿真系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink平台构建级联H桥变换器的仿真模型，采用载波移相控制（CPS-SPWM）技术，通过调制波与相位错开的三角载波比较生成多路PWM信号，精确控制开关器件，验证变换器的高性能输出特性。

详 情 说 明

基于载波移相控制（CPS-SPWM）的级联型变换器SIMULINK仿真系统

项目介绍

本项目基于MATLAB/SIMULINK平台，构建了一个级联H桥多电平变换器的完整仿真系统。核心目标是实现并验证载波移相正弦脉宽调制（CPS-SPWM）技术在提升变换器输出波形质量与均衡单元功率分布方面的优越性能。通过精确控制多路相位错开的三角载波与调制波比较，生成驱动各级联单元的PWM信号，最终输出高质量的多电平电压波形，并具备完善的谐波分析与性能评估功能。

功能特性

• 核心控制策略：采用载波移相调制（CPS-SPWM），有效提高等效开关频率，显著降低输出谐波。
• 模块化建模：构建了可灵活配置级联单元数量的级联H桥变换器模型，结构清晰，易于扩展。
• 全面分析评估：系统可输出多路PWM波形、多电平电压/电流波形，并自动进行FFT频谱分析，计算总谐波畸变率（THD）等关键性能指标。
• 灵活的参数配置：支持对调制波、载波、系统电路及控制参数（如PI调节器）进行便捷设置，便于研究不同工况下的系统特性。
• 动态与稳态性能验证：能够仿真系统的启动、负载突变等动态过程，并评估稳态下的功率均衡度。

使用方法

1. 打开项目：启动MATLAB，将当前文件夹设置为项目根目录。
2. 参数设置：运行主脚本文件，根据提示或修改脚本内参数，设置仿真所需的各项参数，包括：

- 调制波频率与幅值。 - 三角载波频率与移相角度。 - 变换器直流侧电压、级联单元数、负载参数。 - 调制比及闭环控制参数。

1. 运行仿真：执行主脚本，它将自动调用并运行SIMULINK仿真模型。
2. 结果分析：仿真结束后，系统将自动绘制并显示PWM驱动信号、多电平输出电压/电流波形、FFT谐波分析图，并在命令行窗口或生成的数据文件中输出THD等性能指标。

系统要求

• 操作系统：Windows、macOS 或 Linux。
• 软件环境：需要安装 MATLAB 软件，版本建议为 R2018b 或更高。
• 必要工具包：需确保安装 Simulink 以及 Simscape Electrical（原SimPowerSystems）工具箱，以支持电力电子系统的建模与仿真。

文件说明

主脚本文件作为整个仿真项目的控制中心，主要负责完成一系列关键操作。其核心功能包括：定义和初始化仿真模型所需的全部系统参数与控制参数；自动启动并运行指定的SIMULINK主仿真模型；在仿真计算结束后，执行数据后处理流程，如提取关键波形数据、进行快速傅里叶变换（FFT）分析以计算总谐波畸变率（THD）等性能指标；最后，将分析结果以清晰的图表和报告形式进行可视化展示与输出。