2_simulink搭建RCL_电阻电感电容模块

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2_simulink搭建RCL_电阻电感电容模块

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基本元件

1. 电阻 - 单位: 欧姆 $\Omega$
   电压方程: $$u=iR$$
   电流方程: $$i=\frac{u}{R}$$

2. 电容 - 单位: 法拉 $\mathrm{F}$
   电压方程: $$u=\frac{1}{C}{\int }_0^{t}idt$$
   电流方程: $$i=C\frac{du}{dt}$$

3. 电感 - 单位: 亨利 $\mathrm{H}$
   电压方程: $$u=L\frac{di}{dt}$$
   电流方程: $$i=\frac{1}{L}{\int }_0^{t}udt$$

matlab的电气仿真

电气仿真的元件在，Simscape\Electrical里面。

里面有很多电气的模块，比如常见的电机，观测器，控制器，常见的元件，电阻电感，电压表，电流表…很多了，有空的时候可以大概浏览一下。没准已经有了现成的模块，在下次建模的时候就不用自己搭了。

matlab里面所有的电气仿真元件由两部分组成：

1. U、I电压电流的测量
2. 测量其中一个，根据UI关系方程，建立受控源信号

电气仿真的简单建模

首先，建立一个简单的，可控电压源，负载为电阻，使用电流表和电压表测量的模型。

可控电压源和RLC模块库以及电压电流表的位置：
Simscape/Electrical/specialized Power Systems/Fundamental Blocks

• Electrical Sources
• Elements
• Measurements
  

直接点运行，会错误:

The diagram must contain a powergui block. 
The block should be named 'powergui' and should be 
located at the highest level of your diagram where 
Simscape Electrical Specialized Power Systems blocks are found.

Component:Simulink | Category:Model error

还需要一个Powergui的模块，因为维度不一样(电力电子的电气仿真和信号系统的维度),直接搜索“powergui”，加入即可。

搭建自己的RCL器件

主要是熟悉在simulink的建模方式。如果遇到需要可变电阻，可变电感。可以自己很快的更改。比如电机发热，电阻是变化的。

搭建的方式:通过器件的电流方程，使用电压表测得电压，计算出电流，输出给可控电流源。

当然也可以使用可控电压源的方式。

电阻

方程：
$$i=\frac{u}{R}$$
需要的模块：

• Connection Port (端口)
• Controlled Current Source (可控电流源)
• Voltage Measurement (电压测量)
• DIvide (除法模块)
• Constant (常量)

常量“Res”,为了生成Subsystem,可以进行创建Mask参数化配置。
搭建模型：

可变电阻怎么做：只需要更改Res，比如来个电阻的阶跃

测试使用一下自己搭建的电阻和matlab的电阻。

同样电阻，电流重合。

电感

方程：
$$i=\frac{1}{L}{\int }_0^{t}udt$$

所以我们还需要一个积分模块

• Integrator (积分)

搭建模型：

电容

电流方程: $$i=C\frac{du}{dt}$$

我们需要一个微分模块

• Derivative (微分)
• Discrete Derivative (离散微分)

搭建模型：

我在使用连续的微分，会有点问题，换了离散的就ok了，但是结果还是有点问题，应该是Subsystem的问题。

结果：

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参考：陈诚电气
b站：https://www.bilibili.com/video/BV1M7411v7Nz

这是参考陈老师的视频做的笔记整理。

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被抛弃的写随笔公众号改写技术文章了，感兴趣的可以关注公众号：王崇卫