手把手教你学simulink(21.4)--Simulink 电力电子场景:使用Simulink设计和仿真一个三相有源滤波器(APF)系统

目录

项目概述

项目背景

项目目标

系统架构

硬件架构

软件架构

硬件设计

三相有源滤波器(APF)

直流电源

电网和非线性负荷

软件设计

Simulink模型

控制算法

仿真设置

仿真结果分析

结果分析

项目总结


基于Simulink在电力电子场景下的另一个项目实例详细介绍。这个项目将展示如何使用Simulink设计和仿真一个三相有源滤波器(APF)系统,用于改善电网的电能质量,特别是抑制谐波和补偿无功功率。

项目概述

项目背景

随着非线性负荷的增加,电网中的谐波污染和无功功率问题日益严重。三相有源滤波器(APF)是一种有效的解决方案,可以通过动态注入补偿电流来消除谐波和补偿无功功率,从而提高电能质量。

项目目标

本项目旨在设计和实现一个基于Simulink的三相有源滤波器(APF)系统,该系统能够:

  1. 实现有源滤波器的建模和仿真。
  2. 设计和实现谐波检测和补偿算法。
  3. 通过仿真验证系统的性能,包括谐波抑制和无功补偿的效果。

系统架构

硬件架构
内容概要:本文详细介绍了基于FPGA的144输出通道可切换电压源系统设计与实现,涵盖系统总体架构、FPGA硬件设计、上位机软件设计以及系统集成方案。系统由上位机控制软件(PC端)、FPGA控制核心高压输出模块(144通道)三部分组成。FPGA硬件设计部分详细描述了Verilog代码实现,包括PWM生成模块、UART通信模块温度监控模块。硬件设计说明中提及了FPGA选型、PWM生成方式、通信接口、高压输出模块保护电路的设计要点。上位机软件采用Python编写,实现了设备连接、命令发送、序列控制等功能,并提供了一个图形用户界面(GUI)用于方便的操作配置。 适合人群:具备一定硬件设计编程基础的电子工程师、FPGA开发者及科研人员。 使用场景及目标:①适用于需要精确控制多通道电压输出的实验环境或工业应用场景;②帮助用户理解掌握FPGA在复杂控制系统中的应用,包括PWM控制、UART通信及多通道信号处理;③为研究人员提供一个可扩展的平台,用于测试验证不同的电压源控制算法策略。 阅读建议:由于涉及硬件软件两方面的内容,建议读者先熟悉FPGA基础知识Verilog语言,同时具备一定的Python编程经验。在阅读过程中,应结合硬件电路图代码注释,逐步理解系统的各个组成部分及其相互关系。此外,实际动手搭建调试该系统将有助于加深对整个设计的理解。
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