基于MATLAB/Simulink的PWM可控整流系统建模与仿真

资 源 简 介

本项目提供完整的单相/三相PWM整流器数学模型，集成电压-电流双闭环控制策略，支持调制参数灵活配置，可分析系统稳态与动态特性，适用于电力电子教学与研发。

详 情 说 明

基于PWM控制技术的可控整流系统仿真与建模

项目介绍

本项目通过MATLAB/Simulink平台构建了一个基于PWM控制技术的可控整流系统仿真模型。系统能够模拟单相及三相PWM整流器的运行特性，采用电压外环和电流内环的双闭环控制策略，实现高功率因数、低谐波畸变的整流效果。项目提供完整的系统建模、控制参数调节、动态特性分析以及性能评估功能，适用于电力电子教学、科研及工程设计与验证。

功能特性

• 完整数学模型：实现单相与三相PWM整流器的精确数学建模，包含主电路拓扑与控制系统。
• 先进控制策略：采用电压外环（稳定直流电压）和电流内环（跟踪指令电流）的双闭环PI控制。
• 灵活调制方式：支持SPWM与SVPWM调制技术，关键参数（如载波频率、调制比）可在线调节。
• 全面仿真分析：

- 仿真系统在稳态与动态过程（如负载突变）下的响应特性。 - 评估电网侧电流谐波含量（THD）与功率因数。 - 分析直流侧电压的稳定性与纹波特性。

• 多负载模拟：支持阻性、感性与容性等不同负载条件的设置与仿真。
• 丰富可视化：实时显示电网电压电流、直流电压、PWM驱动信号等关键波形，并提供频谱分析图。

使用方法

1. 参数设置：在脚本或Simulink模型参数对话框中，设置电网参数（电压幅值、频率）、滤波器参数（电感、电容）、PI控制器参数（Kp, Ki）、PWM参数（载波频率、调制深度）以及负载条件。
2. 运行仿真：执行主仿真脚本或启动Simulink模型，系统将根据设定参数进行仿真计算。
3. 结果分析：仿真结束后，程序自动生成并显示时域波形、频谱图及各项性能指标（如THD、功率因数、恢复时间等）。用户可分析波形细节或导出数据以便进一步处理。

系统要求

• 操作系统：Windows 10 / 11，Linux 或 macOS
• 软件环境：MATLAB R2018b 或更高版本，需安装 Simulink 与 Simscape Electrical（原Power Systems）工具箱
• 硬件配置：建议至少4GB内存，需要足够磁盘空间存储仿真数据与波形图

文件说明

主程序文件承担了系统的核心仿真流程。它负责完成模型所有参数的初始化配置，启动并控制Simulink仿真模型的运行，在仿真结束后自动对结果数据进行处理与分析，计算包括总谐波畸变率、功率因数在内的关键性能指标，并生成直观的时域波形图与频谱分析图以供用户观察与评估。最后，它还将仿真产生的重要变量数据保存至指定格式的文件中，便于后续的深入研究与调用。