simpowersystem非标准教程4_POWERGUI的进一步讨论.doc

第四章powergui的进一步讨论夫夷以近，则游者众；险以远，则至者少—王安石如果你己经被我忽悠，那么你也会认同，powergui才是电气仿真的灵第基本操作在“初窥门径”中己展示的差不多，剩下的就是研究如何好好理解、利用powergui进行电路分析啦！4.1设定初始状态如果你对微分方程有一定了解的话，你就知道初始条件意味着什么了如果你不知道，你看到我用了这么多笔墨，总该知道了吧？4.1.1状态变量状态变量(statevariables)的严格定义请参考任何一本“现代控制理论S我们用到的状态变量一共有三种1)电气状态主要是指RLC类的SimPowerSystems模块一般为电容的电压和电感的电流；2)SimPowerSystems电气模块的Simulink状态这样的模块主要有同步电机、饱和变压器和三相动态负载；3)其他Simulink模块的Simulink状态主要包括控制模块、用户自定义模块以及其他工具箱的一些模块下图中，蓝色模块是1),黄色模块是2),粉色模块是3)：4丄2初始状态初始状态在这里就是指的是仿真开始的时候(t=0+时刻)各个模块的状态绝大多数的Simulink模块都允许用户自己设定初始状态；对于电气状态，默认情况下软件设定的是稳态值(steadystate)o当然你也可以自己设定它的初值为其他值。

还记得不？上章提到的powergui中usimulationandconfigurationoptions”下的apreferences中的一个选项aStartsimulationwithinitialelectricalstatesfrom”?下拉菜单中有三个选项(blocks、zero>steady),选择其中一个，那么整个模型中的所有电气状态都被强制为所选项规定的初始状态，原设定值被覆盖.4.2用powergui设定初始状态4.2.1热热身本节我们主要研究学习的是powergui分析工具中的InitialStateSettings<,1. 我们需要一个模型，不过我们不“亲自”搭建了，我们使用系统自带的示例找到示例可以到help或者Demo中翻，一页页翻，看哪个顺眼用哪个；也可以直接从MATLAB命令行中调用，前提是你知道这个文件叫什么在命令行中敲进：power_transient,打开如下的一个模型：1第一种方法在单独模块中“各自为战二其他量改法完全相同'即便参数变了，我们有什么理由就说它结果不一样呢？不要陷入思维定势彳第二种方法在一个“控制室里集中处理，这个方法显然更好，推荐2. 先看一下这个布局，熟悉一下各个部分，尤其是它的名称，因为后面的分析引用他们的名称。

双击continuous,其实它就是powergui模块，并且它选用的是连续时间积分算法以后会看到其实它会变三种脸.选择InitialStateSettings,弹出一个新的窗口空白部分显示了途中的5个电气状态变量（2个电压3个电流，第三列就是引用标号），这些量都是软件自动计算得到的稳态值看图：QPowerguiInitialStatesSettingTool,model:powertransientcl1・792e+005VC2RLRSRL丄・589C+005V638・9A644.8h・54.34入Setselectedelectricalstate:1.792e*005ForcenMeiectricaistates:ToSteadyStateOToZero1第一种方法在单独模块中“各自为战二其他量改法完全相同'即便参数变了，我们有什么理由就说它结果不一样呢？不要陷入思维定势彳第二种方法在一个“控制室里集中处理，这个方法显然更好，推荐1第一种方法在单独模块中“各自为战二其他量改法完全相同'即便参数变了，我们有什么理由就说它结果不一样呢？不要陷入思维定势彳第二种方法在一个“控制室里集中处理，这个方法显然更好，推荐。

ReloadstatesFromFie...FromdiagramForiMt1123(bestof)SortvaluerbyStatenumber、SavehtftlStates..回到模型窗口，打开scope,开始仿真看一下波形，由于初始状态设置的是稳态值，所以观察到的是稳态波形一一正弦波形看图：QScope1第一种方法在单独模块中“各自为战二其他量改法完全相同'即便参数变了，我们有什么理由就说它结果不一样呢？不要陷入思维定势彳第二种方法在一个“控制室里集中处理，这个方法显然更好，推荐1第一种方法在单独模块中“各自为战二其他量改法完全相同'即便参数变了，我们有什么理由就说它结果不一样呢？不要陷入思维定势彳第二种方法在一个“控制室里集中处理，这个方法显然更好，推荐4.电容C2的初始值l・589e+005是根据电路的稳态值设定的我们下面以它为例改一下—打开C2这个模块,选择Settheinitialcapacitorvoltage选项,将参数值修改为・2e5V,点OK确认回到InitialStateSettings工具，点一下Fromdiagram按钮，刷新一下,这时候C2的初值就该是我们刚刚设定的了。

我们预期，应该和稳态值的结果不一样-看图：•10005xx10V.Sne0.020.040.060.080.10.120.140.160.180.2Timeoffset:0下面改一下电感3在InitialStateSettings中，选中Rs丄s,在右上角输入50,点Apply然后这个初值就被改为50ATo不信回到模型窗口打开这个模块看看，是不是改了？开始仿真，和稳态波形比较一下1第一种方法在单独模块中“各自为战二其他量改法完全相同'即便参数变了，我们有什么理由就说它结果不一样呢？不要陷入思维定势彳第二种方法在一个“控制室里集中处理，这个方法显然更好，推荐4.2.2强制初始状态为零现在有一个疑问，就是一种初始状态设置会“覆盖另一种这可是很麻烦的事情！想看看不同条件的响应就要來回的改來改去，麻烦也麻烦死了！InitialStateSettings工具给了我们指了一条明路，大大减少了我们的工作量1. 在InitialStateTool窗口中,选择Forceinitialelectricalstates下面的Tozero单选框，点Apply2. 重启仿真，你会看到全部状态确实是从零开始的3. 打开各个模块，你会发现他们的状态都没有变。

这时候也看到，MATLAB命令行中输出了一条提示，告诉你现在你使用的是强制为零的仿真以后只要你采取的是这个策略，期会输出这个信息这就很好玩了！怎么回事呢？打个比方吧，掌门人永远可以强迫门下弟子，使其按照自己的一套來powergui的核心作用又一次得到了验证4.2.3强制所有初始状态为稳态与4.2.2完全类似4.2.4回到模块设置4. 2.2和4.2.3先堀飞如何强制模型使用规定状态而不改变棋块的本来设置、怎么回到模块自己的设置中去呢?简单，只要将Forcenitialelectricalstates下面的两个单选框清空了点Apply就行了！师傅來了可是不容分说，师傅走了你还要送一程在再奉送小窍门一枚：按下计算机的电源按钮，重启，再打开模型，就又恢复了模块的自己值……4.3使用powergui分析稳态本节我们学习的是uSteady-StateVoltagesandCurrents'9分析工具，这个工具是很简单的覆盖的意思是原先的值被抹去，数据永久丢失2.老规矩，还是先看看电路，熟悉一下这个电路的各个部分熟悉了之后可以大胆的启动仿真3.双击powergui,进入Steady-StateVoltagesandCurrents工具，如下图:左侧空白处显示的就是你想知道的各个稳态值，每个值有2个分量：大小和相位。

究竟是想显示哪一个、以什么格式显示，响应控制部分都在右边Units,选择显示峰值(peak)还是有效值(RMS)；frequency,控制显示哪一个频率的，本例中有两个不同频率的电源，可以分别选中看看结果，回想一下連勿定理是怎么说的；display,就是控制显示的项目啦，下有四个复选框，我都给勾上了，所以状态(States)^测量(measurements)>电源(sources)和非线性元件(nonlinearelements)(本例中没有)都在左面的空白处显示出来了；format,控制左侧显示数字的格式，有浮点、定点和最佳三种，这个显然是偏好，看哪个顺眼就选哪个好了;ordering,控制左侧大小和相位的显水先后顺序；最下面的按钮是刷新，就是修改参数后重启了仿真，点一下它就会出现新的稳态值以上就是这个工具的全部应用，没什么新奇的技巧4.4使用powergui分析阻抗频率特性使用4.3的电路,这次进入aImpedancevsFrequencyMeasurement如图:Powerguilmpe

看左侧的两个图，上面是“阻抗-频率”曲线，下面是“相位-频率”曲线；再看右边，右上角是选择框，一个电路中如果有多个阻抗测量模块，那么在这里都会显示出来，选中的在左侧得到显示下面是坐标轴控制，可以设定频率范围以及步长值，显然步长越小图越精确，至于频率范围，就看你要干什么了！下面的四个是坐标轴格式设定，线形坐标还是对数坐标？自己视情况而定，对数坐标的优点是显示范围广可以给图加上网格，只需勾选grid下面的一个是和MATLAB的接口，勾选之后，会在MATLAB工作空间生成一个变量，本变量记录了图像中的数据，变量名称自己可以设定如图：VariableEditor•ZDataE|X电•|®|||StackJBase~1Novalidpk田ZData<501x2double>11230.0000+O.OOOOi0.0000+O.OOOOi22.0000+O.OOOOi0.0004+0.1257i34.0000+O.OOOOi0.0017+0.2513i46.0000+O.OOOOi0.0038+0.3770i58.0000+O.OOOOi0.0067+0.5026i610.0000+O.OOOOi0.0105+0.6282i712.0000+O.OOOOi0.0151+0.7538i814.0000+0.0000i0.0205+0.8793i916.0000+O.OOOOi0.0268+1.0049i1018.0000+O.OOOOi0.0339+1.1303i1120.0000+O.OOOOi0.0419+1.255&1222.00。