电力电子系统的计算机仿真PDF电子书下载

绪论 1

第一章 电路的改进节点分析法 3

1．1 电路的分析方法 3

1．1．1 网络拓扑结构的表示方法 3

1．1．2 基尔霍夫定律 4

1．1．3 电路网络的分析方法 5

1．2 改进节点法 8

1．3 直流电路的计算机辅助分析简介 12

1．3．1 线性电路的直流分析 12

1．3．2 非线性直流电路的分析 17

1．4 电路的瞬态分析 19

1．4．1 概述 19

1．4．2 电路分析中的几种常用数值积分方法 22

1．4．3 几种数值积分法的稳定性分析 25

1．4．4 变阶变步长方法 27

1．4．5 向后差分法——DBF法 29

1．4．6 线性动态电路的瞬态分析——伴随模型法 32

第二章 稀疏矩阵技术 37

2．1 线性代数方程组的数值解法 37

2．1．1 高斯消去法 37

2．1．2 LU分解法 38

2．1．3 LU分解法的实现 43

2．2 稀疏矩阵中主元的选择 44

2．2．1 产生填入的条件 44

2．2．2 田尼——沃克(Tinney-Walker)局部最小填元数算法 45

2．2．3 局部乘除次数最少法————麦克维兹(Markowitz)法 46

2．3 稀疏矩阵存储技术 48

2．3．1 三元素线性表 48

2．3．3 单链表 50

2．3．2 改进的线性表 50

2．3．4 双链表 52

2．4 通用的电路仿真程序SPICE2简介 53

2．4．1 SPICE2的主要结构 54

2．4．2 SPICE2的输入文件及其数据存储结构 55

2．4．3 稀疏矩阵存储结构的建立——SETUP模块 60

2．4．4 瞬态分析 62

2．5 用SPICE2对电力电子线路仿真的功率开关模型 64

第三章 电路分析的状态空间法 67

3．1 拓扑矩阵法(系统法)求电路的状态方程 67

3．2 网络中包含过剩元件时的状态方程 69

3．3 反复直流法导出状态方程 73

3．4 基本割集矩阵的自动形成 76

3．4．1 计算机自动找树的方法 76

3．4．2 基本割集矩阵的自动形成 81

附录：状态方程时域解程序清单及说明 82

3．5 电力电子电路的计算机仿真 91

3．5．1 功率开关器件模型概述 91

3．5．2 变拓扑开关模型 92

3．5．3 恒拓扑开关模型 92

3．5．4 开关模型的选择 95

3．5．5 采用二值电阻开关模型的计算稳定性问题 95

3．5．6 GTO开关过程动态特性仿真用的等效电路模型 97

第四章 控制电路的仿真 100

4．1 连续系统的数学模型及其实现 100

4．1．1 微分方程 100

4．1．2 传递函数 101

4．1．4 实现问题 102

4．1．3 状态空间表达式 102

4．2 面向传递函数的数字仿真 107

4．3 面向系统结构图的数字仿真方法 108

4．3．1 确定典型环节 108

4．3．2 连接矩阵和系统状态方程 109

4．3．3 连续系统结构图法的仿真 111

4．4 连续系统按环节离散化的数字仿真 113

4．4．1 连续系统的离散化 113

4．4．2 仿真模型差分方程的建立 117

4．4．3 各种典型环节的离散系数(矩阵)及差分方程 118

4．4．4 连续系统按环节离散化的数字仿真 125

4．5 含有非线性环节的系统的仿真 126

4．6 采样系统的仿真 130

4．6．1 采样周期与仿真计算步距 132

4．6．2 数字控制器的仿真 133

4．7 控制系统的快速仿真方法 136

4．7．1 增广矩阵法 136

4．7．2 替换法(Tustin公式) 138

附录：连续离散系统仿真程序CDSS 139

第五章 电力电子系统的计算机仿真 157

5．1 电力电子系统的仿真 157

5．1．1 功率变换电路的仿真模块 158

5．1．2 控制电路的仿真 158

5．1．3 仿真的同步问题 158

5．1．4 仿真过程 158

5．1．5 开关状态的判别与控制 158

5．2 通用仿真软件ZUPESS简介 159

5．2．1 功率变换电路仿真元件库的扩充 160

5．2．2 开关点仿真稳定性的处理 162

5．2．3 控制模块输入文件信息的存储结构 163

5．2．4 功率变换仿真模块和控制仿真模块的同步问题 164

5．2．5 开关点的搜索 164

5．2．6 同步电压和PWM载波的产生 165

5．2．7 用ZUPESS又才电力电子系统仿真的实例 166

5．3 电力电子系统的稳态仿真 168

5．3．1 电力电子系统的稳态响应 168

5．3．2 稳态响应的快速仿真方法 169

第六章 电动机的仿真模型 173

6．1 直流电动机的仿真模型 173

6．1．1 直流电动机的数学模型 173

6．1．2 直流电动机的线性化近似仿真模型 174

6．1．3 考虑磁路饱和时直流电动机的仿真模型 175

6．1．4 考虑电枢反应影响时直流电动机的仿真模型 176

6．2 直流斩波牵引系统的仿真 179

6．2．1 状态平均模型 179

6．2．2 直流斩波调速牵引系统的状态平均模型 180

6．2．3 状态平均模型和斩波开关模型的比较 182

6．3 异步电动机的仿真模型 183

6．3．1 对称三相异步电动机的电压矩阵方程 184

6．3．2 异步电动机轴系的坐标变换原则 186

6．3．3 满足功率不变原则时各变换矩阵间的关系 186

6．3．4 从三相轴系到二相轴系的变换 187

6．3．5 从二相轴系到静止轴系的变换 191

6．3．6 对称三相异步电动机在静止轴系中的电压矩阵方程 192

6．3．7 异步电动机电磁转矩的一般表达式 195

6．3．8 异步电动机的仿真模型 196

参考文献 199