10、电力电子转换器的自动建模方法：代码生成与MATLAB/Simulink仿真

电力电子转换器的自动建模方法：代码生成与MATLAB/Simulink仿真

1. 引言

建模和仿真在电力电子系统的分析与设计过程中非常有用。静态转换器的电力电子模型可用于组件尺寸确定、控制调整或行为仿真。平均模型在复杂性、计算时间和可接受的精度之间取得了很好的平衡，因此，平均方法的开发在过去三十多年里一直是电力电子领域的研究热点。

不过，现有的自动平均建模技术存在诸多限制。例如，有的技术只能对电力电子结构本身进行建模，无法实现三相电机与静态转换器的自动建模；有的软件仅适用于连续导通模式下的DC/DC转换器，且未考虑转换器与电机的自动耦合，同时所使用的计算技术也不够先进。

为了改进这些问题，本文提出了一种新的自动建模方法，可处理DC/DC、DC/AC和AC/AC转换器的多种模型（平均模型和精确模型），并且能够对有无环境（如电机）的转换器进行建模。该方法的特点包括生成不同形式的模型（C S-Function、VHDL-AMS、Modelica），以及自动处理连续和不连续导通模式下的静态转换器。

2. 建模方法

软件工具AMG的建模方法基于对静态转换器行为的先验假设，并考虑了一些理想条件，如理想开关（OFF为“开路”，ON为“短路”）、线性不变的无源组件和理想电源。

每个模型都是根据静态转换器的拓扑描述自动生成的。该描述通过仿真软件（如PSpice）提取的Netlist文件完成，并使用了专门的简化组件库。用户需要定义换向模式（即一个运行周期内开关配置的循环序列）和静态转换器的开关控制序列，主要是开关的控制链接。这些数据信息通过对所研究的静态转换器进行分析得出，例如使用仿真软件（如Portunus、Psim、PSpice、S