2.5.1 电路仿真概要 1.利用MATLAB和Simulink分别进行电路仿真 例2.11 R=5Ω、Ra=25Ω、Rb=100Ω、Rc=125Ω、Rd=40Ω、Re=37.5Ω，求40V直流电压源的输出电流1）建立模型2）根据模型编写M文件M文件为Ex11_1.m3）根据模型用Simulink进行仿真 Ex11_2.mdl选用的模块如下： DC Voltage Source—理想直流电压源，位于SimPowerSystems节点下的Electrical Source模块库内 Series RLC Branch—一条串联RLC支路，位于SimPowerSystems节点下的Elements模块库内通过对其参数的设置，可以将其变为代表单独的或电阻、或电感、或电容支路 Current Measurement—用于测量所在支路的电流值，位于SimPowerSystems节点下的Measurements模块库内 Display—用于输出所测量信号值的结果显示，位于Simulink节点下的Sinks模块库内2. SimPowerSystem模块集及powerlib窗口 SimPowerSystem的模块集——专用的电路仿真模块集。
powerlib的窗口中，用户可看到SimPowerSystem模块集的各个子模块库的图形标志及名称 在Command Window窗口中直接输入>>powerlib即可将powerlib窗口打开Electrical Sources模块库包含了7个用于产生电源信号的模块,Electrical Sources库中模块功能列表,Elements模块库包含线性及非线性的电路网络元件模块，分为Elements（元件类）、Lines（导线类）、Circuit Breaker（开关电路类）和Transformer（变压器类）等四大类，主要为电路组成提供各种不同的一般性元件Elements库中模块功能列表1,Elements库中模块功能列表2,Elements库中模块功能列表3,Power Electronics模块库包含功率电子器件模块，被分为Device（基本器件类）和Extras（扩充器件类）其中Extras又包括Discrete blocks（离散控制模块库）和Control blocks（控制模块库）2个子库Power Electronics库的Device子库中模块功能列表,Machine模块库包含一些电机模块，有Synchronous Machines（同步电机类）、Asynchronous Machines（异步电机类）、DC Machines（直流电机类）、Prime Movers and Regulator（发动机和调速器类）、Motors（电机类）及Machine Measurement Demux（电机测量多路信号分离器）。
Measurements模块库包含了各种测量模块其中Extras子库中包括了Continuous Measurements(连续值测量库)、Discrete Measurements（离散值测量库）和Phasor Measurements（向量值测量库）除此之外，还包括下表,Measurments库中部分模块功能列表,Application Libraries模块库包括三个子库，分别是Electric Drives library（电力驱动装置库）、Flexible AC Transmission Systems（FACTS） Library（柔性交流输电系统）、Distributed Resources Library（分布式资源库） Extra模块库包含SimPower模块库中各类模块的扩充模块Demos链接是一个MATLAB自带电路仿真示例的链接 Powergui模块用户交互式界面工具，主要用于分析仿真2.5.2 一般电路仿真 1. 动态电路仿真 1）RC电路的响应 例2.12 下图电路中开关置于a点已有相当长一段时间之后，突然将开关切换到b点，作出对应于时间t的uc(t)和i(t)的波形图。
Ex12.mdl,2）RLC电路的响应例2.13 下图电路，初始能量为零，t=0时刻，将一个24mA的直流源作用到电路上，其中C=25nF，L=25mH，R=400Ω，画出图中电感L支路上电流iL的图形a．建立模型因为电路初始能量为零，且电感上的电流不能突变，所以在开关打开瞬间又有 ，所以 由KCL得：其中 而在并联电路中 所以,,,,,,,,,b.根据建模分析进行仿真求解微分方程符号的一般指令 ：r=dsolve(‘eq1,eq2,…’,’cond1,cond2,…’,’v’)其中，eq1，eq2，…分别代表按序排列的不同微分方程，方程中出现字母D，代表与独立变量有关的微分如果D后跟有数字n，则代表进行n次微分，没有则为默认的一次微分 cond1,cond2,…分别代表微分方程的初始条件，v代表微分方程中的独立变量（其默认独立变量为t）函数作图 指令：ezplot(f,[min,max])其中，f代表函数，[min,max]代表函数中变量的范围程序： C=25e-9; L=25e-3; R=400; w=1/(R*C) a=1/(L*C) iL=dsolve('D2iL+1e5*DiL+1.6e9*iL=24e-3*1.6e9','iL(0)=0,DiL(0)=0') ezplot(iL,[0 0.0003]),2.正弦稳态电路仿真 1）一般正弦稳态电路 例2.14 右图电路，已知C1=0.5F，R2=R3=2Ω，L4=1H，Us=10cost，is(t)=5cos2t。
求b、d两点间的电压a．建立电桥电路模型 由叠加定理计算Ubd： 令Is=0，此时Us在b、d间产生的等效电压 为： 令Us=0，其相应的等效阻抗为：则Is在b、d间产生的等效电压为 所以Ubd=Ubd1+Ubd2,,,,b．根据模型编写M文件进行仿真 Ex14_1.m c．采用Simulink进行仿真 建立Ex14_2.mdl文件,例2.15 下图电路，其内含有一个电压受控源和一个电流受控源，电压源求a、b两点间电压输出图形Ex15.mdl,,,I,3）带磁耦合线圈的正弦稳态电路例2.16 下图电路，其中Ra=500Ω，Rb=800Ω，L=0.25H，C=1μF，互感线圈的L1=9H，R1=200Ω，L2=4H，R2=100Ω，互感M=3H，电源电压，画出电路中a、b两点间电压的波形Ex16.mdl,,例2.17 以例2.14的Simulink模型Ex14_2.mdl中的Powergui模块为例双击该模块，将弹出Powergui模块用户对话框： Phasor simulation单选框若选中，模型在进行仿真时将以在Frequency文本框中填写的值为基准频率进行仿真其中所填写的基准频率必须与模型中的某个电压源模块或电流源模块的频率相符合，否则将会显示出错信息。
Discretize electrical model单选框若选中，仿真时模型将被离散化，抽样时间由下面的Sample time文本框中填写的值决定 Continuous单选框若选中，仿真时模型按连续系统仿真 Show messages during analysis复选框用于设置在模型仿真分析时，模型内的模块是否返回信息Steady State Voltage and Currents按钮单击，弹出Powergui Steady-State Tool的工具窗口，展示了各节点的稳态电压与电流 Units下拉列表： 取Peak values，将显示峰值； 取RMS values，将显示均方根值 Frequency下拉列表：列出了当前仿真模型中所有不同频率信号源的频率 Display选项区： 选States，将显示稳定下uC和iL； 选Measurements，将显示稳态下测量模块测得的电压和电流值； 选Sources，将显示稳态下信号源的值； 选Nonlinear elements，将显示稳态下非线性元件的电压电流值Initial States setting按钮单击该按钮，弹出Powergui Initial States Tool的工具窗口，该窗口将显示仿真模型中电压和电流的初始状态，用户可以根据需要对这些初始状态进行改动。
Load Flow and Machine Initialization按钮初始化三相电机 Use LTI Viewer按钮产生模型系统的等效状态空间模型，打开LTI Viewer窗口，作出时域和频域的响应曲线Impedance vs Frequency Measurements按钮单击该按钮，弹出Powergui Impedance Measurements窗口，可以查看到模型中阻抗测量模块的阻抗和频率测量值 FFT Analysis按钮单击该按钮，弹出Powergui FFT Tools窗口，它是一个用于对Powergui模块所在模型进行FFT分析的工具，主要是分析谐波时用 Generate Report按钮单击该按钮，弹出Generate Report窗口，利用它可以产生模型的稳态变量、初始值、电机负载流的分析报告，并以rep文件格式存储所产生的报告该文件可以以文本格式打开，方便用户阅读、分析Hysteresis Design Tool按钮 这是一个磁滞现象特征分析工具，主要用于分析饱和传输模块中饱和铁心和三相传输模块的磁滞特性 Compute RLC Line Parameters按钮 架空传输线的参数设计,2.5.3 功率电子系统仿真功率电子模块主要位于SimPowerSystems节点下的PowerElectronics模块库中。
1. Diode模块,,,,Diode的设置参数包括： Resistance Ron：等效电路中的Ron阻值 Inductance Lon：等效电路中的Lon电感值 Forward voltage Vf：等效电路中的Vf电源电压值 Initial Current Ic：设置通过Diode模块初始电流值一般设为0，若设成大于0，则Diode初始状态时就是导通的 Snubber resistance Rs：设置与A、K两端并联RC支路中的电阻值若为Inf，则代表不存在并联R Snubber capacitance Cs：设置与A、K两端并联RC支路中的电容值若为0，则代表不存在并联C例2.18 二极管双向限幅电路如下图，设其中u=3sint，R=2Ω，求a、b两端输出电压波形Ex18.mdl,,2.IGBT模块IGBT模块就是绝缘栅型双极型三极管该器件由一个门信号进行控制，其中C为信号输入端，g为控制信号输入端，E为信号输出端，m输出的是通过IGBT模块的电流值Ic以及IGBT模块两端的电压值VCEIGBT的设置参数包括： Resistance Ron：等效电路中的Ron阻值 Inductance Lon：等效电路中的Lon电感值。
Forward voltage Vf：等效电路中的Vf电源电压值 Initial Current Ic：通过IGBT模块初始电流值一般设为0，若设成大于0，则IGBT初始状态时就是导通的 Snubber resistance Rs：与C、E两端并联的RC串联阻抗中的电阻值 Snubber capacitance Cs：与C、E两端并联的RC串联阻抗中的电阻容值 Current 10% fall time：通过IGBT的电流下降到原导通电流10%所需的时间 Current tail time：通过IGBT的电流由10%下降到0所需的时间例2.19 这是一个MATLAB自带的示例，该模型的原理图如下图 在命令窗口中输入命令： >>psbigbtcont,。