Министерство образования и науки РФ ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н.Ельцина» Кафедра ТСС

Выпускная квалификационная работа

по теме «Реализация широтно-импульсной модуляции средствами MATLAB/Simulink»

Руководитель	Шегал А.А.
Студент	Хомутов К.И.

Группа Р-400801

Дата

Екатеринбург

2014

В выпускной квалификационной работе исследуется моделирование широтно-импульсной модуляции средствами MATLAB/Simulink для разработки задания для лабораторной работы.

Количество: листов ¾ 45

рисунков ¾ 30

таблиц ¾ 1

Содержание Оглавление

Введение 6

1. Общие сведения о широтно-импульсной модуляции (ШИМ) 7

1.1 Определение 7

1.2 Классификация видов ШИМ 8

2. Применение ШИМ 11

2.1 Частотные преобразователи асинхронных двигателей 11

2.2 Усилители класса D 16

2.3 Импульсные стабилизаторы напряжения 18

3. Моделирование средствами МATLAB/Simulink 22

3.1 Основные библиотеки браузера simulink 24

3.2 Установка параметров моделирования 32

3.3 Моделирование ШИМ 34

3.3.1 Сборка модели 34

3.3.2 Задание параметров моделирования 34

3.3.3 Результаты моделирования 35

Заключение 38

Список используемой литературы 39

Приложение 40

1. Теоретическая часть. Основные сведения о ШИМ 40

1.1 Определение 40

1.2 Классификация видов ШИМ 41

1.3 Качественные отличия разных видов ШИМ 42

2. Практическая часть 44

2.1 Задание 44

2.2 Содержание отчёта 45

2.3 Вопросы для самопроверки 45

Список сокращений

ШИМ – широтно-импульсная модуляция

АИН – автономный источник напряжения

АИТ – автономный источник тока

IGBT – Insulated Gate Bipolar Transistor

ПЧ – преобразователь частоты

МПУ – микропроцессорное управление

КПД – коэффициент полезного действия

ГПН – генератор пилообразного напряжения

Введение

Компьютерное моделирование физических явлений, систем и устройств является наиболее удобным и эффективным способом организации лабораторного практикума. По сравнению с реальными лабораторными стендами, виртуальные стенды имеют ряд существенных преимуществ:

• отсутствие громоздкой контрольно-измерительной аппаратуры и макетов исследуемых схем;

• малая погрешность измерений;

• время, затрачиваемое на компьютерное моделирование, несравненно меньше времени, расходуемого на изготовление макета и выполнения его экспериментального исследования.

Специально для решения задач проектирования электронных блоков в настоящее время разработано значительное количество прикладных компьютерных пакетов. Целью моделирования является создание эффективной, адекватной модели, а также получение количественных свойств реальной системы.

Объектом исследования данной работы служит такой широко применяемый в технике метод, как широтно-импульсная модуляция. Предмет исследования составляет моделирование этого метода в популярном пакете MATLAB/Simulink, который позволяет исследователю представить функциональную модель устройства не прибегая к электрическим схемам.

Целью выпускной квалификационной работы является разработка задания лабораторной работы по исследованию широтно-импульсной модуляции средствами Simulink.