电力电子应用技术的MATLAB仿真 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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林飞，杜欣 著

图书标签:

• 电力电子
• MATLAB仿真
• 电力系统
• 仿真技术
• 应用技术
• 电力变换
• 控制技术
• 工程仿真
• 电力应用
• 技术应用

出版社： 中国电力出版社

ISBN：9787508379531

版次：1

商品编码：10100453

包装：平装

开本：16开

出版时间：2009-01-01

用纸：胶版纸

页数：296

字数：476000

正文语种：中文

编辑推荐

　　本书首先介绍了MATLAB软件及其图形仿真界面Simulink的基础应用知识。并详细介绍了用于电力电子仿真的Simpowersystems的各模块库，然后列举了DC-DC变换、DC-AC变换、AC-DC变换、直流调速、交流调速及其他应用等方面，通过大量实例介绍了电力电子应用技术的仿真方法和技巧。
　　本书具有如下特点：
　　内容新颖：使用了目前最新的版本MATLAB R2008。
　　编排合理：介绍了电力电子应用技术的基础理论，并在此基础上详细描述了仿真模型的建立、设置、运行及分析过程。
　　实例丰富：通过大量的实例分析使读者掌握仿真软件的使用方法，并完成相应的设计。
　　本书适用于高等学校电力电子及其相关专业的教材，也可供相关专业的研究生和工程技术人员学习和参考。

内容简介

　　《电力电子应用技术的MATALAB仿真》为了满足电力电子专业及其相关领域人员对计算机仿真知识的需求，使其掌握当前先进的计算机仿真工具，特编写《电力电子应用技术的MATALAB仿真》。《电力电子应用技术的MATALAB仿真》首先介绍了MATLAB软件及其图形仿真界面Simulink的基础应用知识，详细介绍了用于电力电子仿真的SimPowerSystems中的各模块库，然后列举了DC-DC变换、DC-AC变换、AC-DC变换、直流调速、交流调速等方面的应用。《电力电子应用技术的MATALAB仿真》通过大量实例介绍了电力电子应用技术的仿真方法和技巧。

目录

前言
第1章 MATLAB基础知识
1.1 MATLAB简介
1.2 MATLAB环境
1.3 MATLAB基本应用
1.3.1 数据结构
1.3.2 数值运算
1.3.3 程序设计基础
1.3.4 MATLAB的基本绘图

第2章 Simulink环境和模型库
2.1 系统仿真（Simulink)环境
2.1.1 Simulink工作环境
2.1.2 Simulink的基本操作
2.1.3 创建Simulink仿真模型
2.1.4 创建Simulink仿真模型的子系统
2.2 认识Simulink的重要模块库
2.3 S——函数的设计方法

第3章 SimPowerSystems模型库
3.1 SimPowerSystems模型库概述
3.1.1 SimPowerSystems模型库简介
3.1.2 SimPowerSystems模型库内容
3.2 电源库
3.2.1 直流电压源
3.2.2 交流电压源
3.2.3 三相司编程电压源
3.3 元器件库
3.3.1 断路器
3.3.2 串联RLC支路
3.3.3 变压器
3.4 电机库
3.5 电力电子库
3.5.1 绝缘栅双极型晶体管
3.5.2 二极管
3.5.3 通用桥式电路
3.6 应用库
3.7 其他模块库
3.7.1 控制模块
3.7.2 测量模块
3.8 图形用户界面
3.8.1 调用方法
3.8.2 属性参数对话框
3.8.3 Steady State Voltages and Currents窗口
3.8.4 Initial States Setting窗口
3.8.5 Load Flow and Machine Initialization窗口
3.8.6 Link to the LTI Viewer窗口
3.8.7 Impedance vs. Frequency Measurement窗口
3.8.8 快速傅里叶分析工具窗口
3.8.9 磁滞设置工具窗口
3.9 应用举例

第4章 DC-DC电路的仿真
4.1 降压（Buck)变换器
4.2 升压（Boost)变换器
4.3 升降压（Buck-Boost)变换器
4.4 丘克（Cuk)变换器
4.5 带隔离变压器的DC-DC变换器
4.5.1 单端正激变换器（Forward Converter)
4.5.2 单端反激变换器（Flyback Converter)

第5章 DC-AC电路的仿真
5.1 方波逆变电路
5.1.1 单相方波逆变电路”
5.1.2 三相方波逆变电路
5.2 单相PWM逆变电路
5.2.1 双极性SPWM
5.2.2 单极性SPWM
5.2.3 倍频SPWM
5.3 三相PWM逆变电路
5.3.1 SPWM逆变电路
5.3.2 死区时间的影响
5.3.3 电流跟踪PWM
5.3.4 空间矢量PWM
5.4 多电平逆变电路
第6章 AC-DC电路的仿真
第7章 直流调速系统的仿真
第8章 交流调速系统的仿真
第9章 其他应用
参考文献

精彩书摘

　　MATLAB软件语言系统是当今流行的第四代计算机语言，由于它在科学计算、数据分析、系统建模与仿真、图形图像处理、网络控制、自动控制、通信系统、DSP处理系统、航天航空、生物医学、财务、电子商务等不同领域的广泛应用以及自身的独特优势，目前MATLAB受到各研究领域的推崇和关注。
　　学习一种软件，首先需要了解它的特点、使用环境、最基本的使用方法和重要的操作技巧。本章的目的在于使MATLAB软件的初学者，能够借助本章的学习，为深入理解后续章节的内容，奠定必要的知识与方法基础。
　　1980年，美国的Cleve Moler博士在新墨西哥大学讲授线性代数课程时，发现采用高级语言编程极为不便，于是建立了MATLAB（Matrix Laboratory的缩写），即矩阵实验室，早期开发MATLAB软件是为了帮助学校的老师和学生更好地授课和学习。1984年，由美国MathWorks公司推出了商业版，经过二十余年的不断升级，日前MATLAB最新版本为MATLABR2008a。

前言/序言

　　电力电子应用技术综合了微电子、电路、电机学、自动控制等多学科知识，是电能变换与控制的核心技术，在工业、能源、交通、国防等各个领域发挥着越来越重要的作用。
　　然而，由于电力电子器件所固有的非线性特性，使得对电力电子电路及系统的分析十分困难。现代计算机仿真技术通过在计算机平台上模拟实际的物理系统，为电力电子电路及系统的分析提供了有效的方法，大大简化了电力电子和传动系统的分析与设计过程，成为相关专业学生和工程技术人员学习和研究电力电子应用技术的重要手段。

图书简介：控制系统理论与工程实践 聚焦现代控制理论的基石与前沿应用，本书旨在为读者提供一套全面、深入且兼具工程实践指导性的控制系统理论学习路径。本书内容设计深度兼顾了理论的严谨性与工程实现的可行性，特别适合于自动化、电气工程、机械工程、航空航天等领域的本科高年级学生、研究生以及从事系统设计、优化与调试的工程师。 --- 第一部分：经典控制理论的基石与深化 本部分首先夯实读者对线性时不变（LTI）系统的分析基础，并引入分析和设计过程中至关重要的频率域概念。 第一章：系统建模与时域分析 详细阐述了动态系统的数学描述方法，包括微分方程、状态空间表示法（尤其是标准的 Controllable Canonical Form 和 Observable Canonical Form）。重点讲解了如何将实际物理系统（如机电耦合系统、热力系统）精确地映射到数学模型。深入探讨了系统的基本时间响应特性，如一阶、二阶系统的暂态性能指标（超调量、调节时间、峰值时间等），并对高阶系统的简化方法进行了详尽的讨论，确保工程上的可操作性。 第二章：传递函数与框图代数 系统地回顾了利用传递函数描述LTI系统的优势。详细剖析了信号流图、梅森增益公式及其在复杂系统简化中的应用。本章着重于系统互联（串联、并联、反馈）的代数处理，为后续的补偿器设计奠定基础。 第三章：频率响应分析 频率响应是连接时域与频域的桥梁。本章深入讲解了波特图（Bode Plot）、奈奎斯特图（Nyquist Plot）的绘制原理与工程解读。重点在于如何通过图形分析工具快速判断系统的稳定性、相位裕度和增益裕度，以及对系统带宽和稳态误差的内在影响。引入了小波分析在非稳态系统频率识别中的初步应用探讨。 第四章：经典控制器的设计与整定 本章将理论分析成果转化为实际的控制策略。详细介绍了比例（P）、积分（I）、微分（D）控制器的作用机理，并以经典的两室、三冲量过程控制为例，系统阐述了齐格勒-尼科尔斯（Ziegler-Nichols）整定法、根轨迹法在确定控制器参数上的应用。特别强调了PID控制器在实际工业应用中引入抗饱和、抗积分锁死等抗干扰措施的必要性。 --- 第二部分：现代控制理论与状态空间方法 随着复杂系统和多变量控制需求的增加，现代控制理论提供了更强大的分析和设计工具。本部分完全基于状态空间方法展开。 第五章：状态空间表示与系统描述 系统地介绍了状态空间表示的优势，尤其是在处理多输入多输出（MIMO）系统时的直观性。本章详细推导了从传递函数到状态空间模型，以及从状态空间模型到传递函数的转换矩阵运算。深入探讨了系统的能控性和能观性，这是设计状态反馈和观测器的前提条件。 第六章：可控性与可观测性分析 通过卡尔曼可控性矩阵和卡尔曼可观性矩阵，读者将掌握如何严格判断一个系统的结构特性。本章提供了工程上判定矩阵秩的方法，并结合案例说明了系统分解（如解耦或模态分离）与控制/观测分解的理论依据。 第七章：状态反馈控制与极点配置 本章的核心是利用状态反馈 $u = -Kx + r$ 来任意配置闭环系统的极点。详细介绍了 Ackermann 公式和公式法在确定反馈矩阵 $K$ 上的计算步骤和局限性。同时，讨论了当所有状态变量无法直接测量时，如何通过状态反馈实现期望的性能指标。 第八章：观测器设计与状态估计 针对状态变量不可测的难题，本章引入了 Luenberger 观测器和卡尔曼滤波器的基本原理。重点讲解了如何根据系统动态特性设计观测器反馈增益 $L$，以确保状态估计误差的稳定性与收敛速度。对于有噪声的环境，本章会概述卡尔曼滤波器的线性离散化模型及其迭代更新机制。 --- 第三部分：先进控制技术与鲁棒性分析 本部分面向对高性能、高可靠性控制系统有需求的工程师，引入了鲁棒性分析方法和现代先进控制技术。 第九章：鲁棒控制基础——环路整形与 $mathrm{H}_{infty}$ 范数 系统介绍如何量化和评估系统对模型不确定性和外部干扰的抵抗能力。详细讲解了 $mathrm{H}_{infty}$ 控制的基本思想，即如何设计控制器使闭环系统的 $mathrm{H}_{infty}$ 范数最小化，从而在最坏情况下保证性能指标。本章侧重于解析设计方法和其在增益调度控制中的潜在应用。 第十章：先进反馈技术——LQR/LQG 控制器设计 线性二次型调节器（LQR）是解决最优控制问题的核心工具。本章详尽推导了代数黎卡提方程（ARE）的求解，并阐明了如何通过权衡矩阵 $Q$ 和 $R$ 来平衡系统性能与控制输入的代价。随后，将 LQR 与状态估计（观测器）结合，形成了线性二次高斯（LQG）控制器，这是现代控制工程中最常用的最优策略之一。 第十一章：非线性系统的基础处理 认识到大多数实际系统固有的非线性特性，本章介绍了处理非线性系统的入门方法。内容包括：平衡点分析、线性化技术（泰勒展开法）、以及如滑模控制（Sliding Mode Control, SMC）和反馈线性化等基础非线性控制器的设计思想，为读者理解更深层次的自适应、混沌控制打下基础。 第十二章：系统辨识与模型修正 控制性能高度依赖于模型精度。本章介绍系统辨识的基本流程，包括数据采集、信号激励信号的选择（如PRBS信号），以及参数估计方法，如最小二乘法（Least Squares Estimation）。重点在于如何利用实验数据对理论模型进行修正和迭代，以适应实际运行环境的变化。 --- 本书特点： 理论与实践并重： 每章理论推导后均附有详细的工程案例分析和设计步骤，强调数学工具在解决实际工程问题中的应用价值。 结构逻辑清晰： 从经典到现代，从单输入单输出（SISO）到多输入多输出（MIMO），知识点层层递进，构建完整的控制理论知识体系。 面向工程实现： 强调系统可控性、可观测性、鲁棒性和实时性的重要性，帮助读者设计出真正可用的控制系统。 本书的目标读者将能够熟练掌握从系统建模、分析、到设计高性能闭环系统的全过程，为解决复杂的工业控制挑战做好充分准备。

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节结构安排得相当合理，从基本的器件模型到复杂的系统集成，脉络清晰，循序渐进。我特别欣赏作者在推导过程中对物理背景的阐述，使得复杂的半导体开关特性和滤波器的设计原理不再是抽象的公式堆砌。然而，在实际操作层面，我感觉这本书的“应用技术”部分略显保守。例如，在现代电力电子系统中，对高频开关损耗的精确建模和优化是一个关键挑战。我期望书中能提供一些关于如何利用MATLAB的优化工具箱（Optimization Toolbox）来求解最佳开关频率或最优脉冲宽度调制策略的详细步骤。书中虽然提到了仿真，但很多时候，仿真结果似乎只是对理论分析的验证，而非驱动设计改进的工具。我个人更倾向于那种“先搭建仿真模型，再通过仿真结果反推理论优化”的学习路径。书中对一些常见的仿真陷阱，比如刚性积分器设置不当导致的求解器失效，或者模型复杂度过高导致的仿真效率低下等问题，缺乏针对性的“避坑指南”。如果能增加一个专门的章节，聚焦于如何使用Simscape Electrical来构建更接近物理实际的仿真环境，例如考虑热效应、电磁干扰等因素，那将大大提升本书的实用价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的知识体系覆盖面广，从基础理论到具体电路，展现了作者对电力电子领域广泛涉猎的特点。然而，在某些特定应用领域，比如柔性直流输电（HVDC）或基于宽禁带器件（SiC/GaN）的高频变换器仿真，这本书的深度略显不足。现代电力电子的发展正加速向高频化和小型化迈进，这对仿真模型提出了更高的要求，例如需要精确模拟器件的开关损耗、寄生参数以及高频下的EMI效应。我期望这本书能更贴近当前工业界对这些新型器件的关注点，提供专门针对SiC MOSFET或GaN HEMT的更精细化的仿真模型构建方法，而不仅仅是使用标准的理想开关模型进行替代。同时，在仿真工具的选择上，虽然MATLAB是主流，但对于一些需要极高实时性的应用，如电网故障穿越仿真，更专业的工具（如PSCAD或RT-LAB）的使用经验或许也能提供有价值的参考，哪怕只是在比较中点到为止。这本书给我的感觉是，它成功地架设了一个坚实的传统电力电子仿真平台，但要将其升级到应对最前沿、最严苛的工程挑战，读者还需要进行大量的自我拓展和补充学习。

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程中，我感受到作者深厚的专业功底，他对电力电子变换器的基本原理掌握得炉火纯青。但是，作为一本以“MATLAB仿真”为核心卖点的书籍，我发现它在仿真软件工具链的深度挖掘上还存在提升空间。MATLAB的功能远不止于搭建简单的模块连接图。例如，高级的功率电子仿真往往需要结合Simscape、Stateflow甚至Simulink Coder进行代码生成。这本书在这方面的讲解显得相对基础，多集中在经典的传递函数模型和方框图表示。对于如何利用Stateflow来设计复杂逻辑控制器，如故障保护逻辑或多模式切换控制，书中的例子非常有限。此外，在涉及到高级的数字信号处理（DSP）算法在仿真中的实现时，如针对快速动态响应的数字电流环设计，书中更多地是通过连续时间模型进行分析，而将数字化的延迟和量化误差引入仿真模型的细节讨论则相对欠缺。这使得这本书在面向那些正在开发基于微控制器或DSP的实时控制系统的读者时，其指导意义有所减弱。我希望能看到更多关于如何使用MATLAB/Simulink进行快速原型验证，并最终过渡到嵌入式代码生成的案例分析。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简洁大气，色彩搭配专业，让人一眼就能感受到它扎实的学术气息。我翻开目录，惊喜地发现它覆盖了电力电子技术领域的核心主题，比如开关电源、电机驱动和新能源并网等。不过，我原以为这本书会深入讲解一些更前沿的控制算法，比如模型预测控制（MPC）或者先进的模糊逻辑控制在电力电子系统中的具体应用案例。遗憾的是，内容似乎更侧重于基础理论的推导和经典拓扑结构的分析，对于如何将这些复杂的控制策略转化为实际可行的MATLAB仿真模型，着墨不多。比如，在讲解PWM控制时，虽然给出了详细的数学模型，但如何利用Simulink的模块库快速搭建一个包含死区时间、非线性器件特性的高精度仿真环境，这方面的内容略显单薄。我期待看到更多关于仿真技巧，比如如何进行参数扫描、灵敏度分析以及如何利用MATLAB脚本自动化仿真流程的实例。这本书更像是一本优秀的理论教材的补充，而非一本专注于“仿真实战”的工具书。整体来看，它奠定了一个很好的理论基础，但对于那些希望通过仿真深入理解和优化系统的工程师或研究生来说，可能需要寻找更多侧重于仿真建模技巧的进阶资料来完善知识体系。我希望未来的版本能增加一些关于数字孪生和硬件在环（HIL）仿真方法的介绍，以跟上行业的发展步伐。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示质量非常高，许多电路原理图和波形图清晰易懂，这对于理解复杂的拓扑结构非常有帮助。但是，当我尝试将书中的理论知识转化为我自己的项目模型时，我发现书中的仿真示例代码（如果提供了的话）或者步骤描述往往停留在概念层面，缺乏那种可以“复制粘贴”并立即运行的、经过完整调试的M文件或Simulink模型文件。例如，在分析某个特定逆变器的谐波特性时，书中可能给出了最终的FFT分析图，但缺少了如何配置FFT模块、如何设置仿真时间步长以保证FFT结果准确性的关键设置参数。对于一个习惯了动手实践的学习者来说，这种“只知其然，而不知其所以然”的仿真描述是很令人困扰的。电力电子仿真，尤其是大功率系统的仿真，对算力和模型精度要求极高。本书在这方面，比如如何权衡仿真速度与模型精度，如何处理仿真收敛性问题，这些实践层面的“经验之谈”非常宝贵，但遗憾的是，我没有在书中找到足够多的此类论述。这使得本书更像是一本“理论指导下的仿真演示”，而非一本“教会你如何进行高精度、高效率仿真”的实践手册。

评分☆☆☆☆☆

没有太多的实质内容！！！

评分☆☆☆☆☆

嗯，挺不错，学习了！

评分☆☆☆☆☆

不错 值得购买，也不贵

评分☆☆☆☆☆

还好吧，就是看不懂是什么意思

评分☆☆☆☆☆

正版图书，物流速度快

评分☆☆☆☆☆

很详实

评分☆☆☆☆☆

挺好

评分☆☆☆☆☆

前面主要讲matlab的 并且基础的东西太多 完全就是凑字数 现在编书的越来越没良心了 就想着怎么赚钱 很多书都大同小异 现在买书都不划算 经常从图书馆借上十来本 起的作用跟一些经典教材相比 不如一本讲的细 现在能看的也就外国人写的书 那么多书 那么多作者 那么多出版社 你们到底要闹哪样？？？？？？？？、、？ 欧冠第二轮资格赛，捷克老牌球队布拉格斯巴达将要出战爱沙尼亚冠军塔林利瓦迪亚。布拉格斯巴达上轮热身赛在中立场地4-0大胜瑞超豪门巴塞尔，近4轮热身赛3胜1负，近6轮比赛5胜1负，而布拉格斯巴达近10个联赛主场保持近9成的高胜率，场均进球数也超过3球。客队塔林利瓦迪亚首轮欧冠资格赛双杀对手顺利晋级，球队近10轮比赛保持10连胜，10场比赛总计打进40球，并且全部零封对手；塔林利瓦迪亚目前保持着近18轮比赛不失球的优良记录，球队近10个客场7胜3平，同样未尝失球。

评分☆☆☆☆☆

很实用！很适合我！！