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第1章 绪论1

1.1 MATLAB概述1

1.2 Simulink平台与MATLAB工具箱2

1.2.1 Simulink平台2

1.2.2 MATLAB工具箱3

1.2.3 SimPowerSystems工具箱4

1.3 安装与启动5

1.3.1 安装5

1.3.2 启动Simulink5

1.3.3 启动SimPowerSystems工具库7

1.4 MATLAB在电力系统仿真和教学中的作用8

1.4.1 电力系统仿真8

1.4.2 在电力系统专业教学中的作用9

1.5 本书的读者及其应具备的基本知识10

第2章 MATLAB编程基础11

2.1 数据类型11

2.1.1 整型12

2.1.2 浮点数12

2.1.3 逻辑13

2.1.4 字符15

2.1.5 日期和时间17

2.1.6 结构体18

2.1.7 单元格数组20

2.1.8 函数句柄21

2.2 基本语法规则22

2.2.1 变量的使用22

2.2.2 分支判断语句24

2.2.3 循环语句26

2.3 文件类型27

2.4 小结28

第3章 MATLAB编程入门29

3.1 基本绘图与变换29

3.1.1 圆与椭圆29

3.1.2 比例变换31

3.1.3 旋转变换33

3.1.4 二次型34

3.2 函数应用38

3.2.1 函数的定义38

3.2.2 函数的输入与输出参数数量控制39

3.3 小结40

第4章 Simulink基础41

4.1 电路分析实例41

4.1.1 二阶电路原型41

4.1.2 二阶电路数学模型42

4.2 基本建模过程45

4.3 子系统与封装50

4.3.1 创建子系统50

4.3.2 封装子系统51

4.4 小结55

第5章 系统分析方法56

5.1 时域分析56

5.1.1 直接求解微分方程56

5.1.2 拉普拉斯变换求解57

5.2 频域分析59

5.2.1 频率特性59

5.2.2 伯德图60

5.2.3 伯德图绘制方法60

5.2.4 实例解读63

5.3 小结67

第6章 SimPowerSystems基础68

6.1 二阶电路分析68

6.1.1 电路原型68

6.1.2 搭建电路模型68

6.1.3 仿真参数设定与运行71

6.2 系统分析72

6.2.1 电路的稳态分析72

6.2.2 电路的暂态分析73

6.2.3 电路的频域分析74

6.3 输电系统等效电路与模型80

6.3.1 简单的输电系统80

6.3.2 输电系统仿真模型81

6.3.3 系统状态分析84

6.3.4 仿真方式比较86

6.4 小结91

第7章 电力相关基本概念92

7.1 交流电的时间相量和空间矢量的概念92

7.1.1 时间相量92

7.1.2 空间矢量104

7.2 容性与感性负载108

7.2.1 电路原型108

7.2.2 电容的特性110

7.2.3 电感的特性112

7.2.4 电压降低与无功交换115

7.3 正序、负序和零序分量118

7.3.1 相序的概念118

7.3.2 正负零序的计算方法119

7.4 小结126

第8章 Clarke变换和Park变换128

8.1 Clarke变换（3S/2S）128

8.1.1 Clarke变换128

8.1.2 Clarke变换仿真131

8.2 Park变换（3S/2R）141

8.2.1 Park变换的由来141

8.2.2 经典Park变换141

8.2.3 经典Park变换仿真模块144

8.2.4 正交Park变换149

8.2.5 正交Park变换等效性认证151

8.3 工程上的Park变换156

8.3.1 初始相位对变换结果的影响156

8.3.2 频率波动对变换结果的影响156

8.3.3 三相不对称对变换结果的影响158

8.3.4 线电压／线电流作为输入159

8.3.5 参考轴与有功无功解耦162

8.4 小结164

第9章 直流电机仿真模型165

9.1 直流电机模块165

9.2 励磁回路166

9.3 电枢回路167

9.4 机械部分168

9.4.1 仿真模型168

9.4.2 电磁转矩Te168

9.4.3 转矩平衡方程169

9.4.4 电枢电势Ea170

9.5 电机铭牌参数171

9.6 仿真模型参数计算与设置171

9.7 启动电流限制仿真176

9.8 小结179

第10章 直流电机工作特性与控制180

10.1 工作特性180

10.1.1 转速特性180

10.1.2 转矩特性181

10.1.3 效率特性181

10.1.4 工作特性曲线绘制181

10.2 直流电机启动控制183

10.2.1 电枢回路串电阻启动184

10.2.2 降压启动186

10.3 启动过程仿真186

10.3.1 状态方程编写186

10.3.2 直接启动187

10.3.3 串电阻启动190

10.3.4 降压启动193

10.4 直流电机调速仿真196

10.4.1 改变电枢回路电阻调速196

10.4.2 改变励磁电流调速200

10.4.3 改变端电压调速205

10.5 制动方式仿真210

10.5.1 能耗制动210

10.5.2 反接制动214

10.6 小结217

第11章 异步电机仿真模型218

11.1 异步电机的dq0分析218

11.1.1 旋转磁场218

11.1.2 定子静止坐标系变换218

11.1.3 转子旋转坐标系变换219

11.2 异步电机的电磁方程220

11.2.1 ABC静止相坐标系下数学模型220

11.2.2 dq0坐标系下数学模型223

11.3 异步电机的机械平衡方程231

11.4 异步电机的仿真模型232

11.4.1 模型内部参数初始化232

11.4.2 电磁模型仿真239

11.4.3 转矩平衡方程仿真250

11.4.4 异步电机模型输出信号251

11.5 小结251

第12章 异步电机的运行与控制253

12.1 等效电路253

12.1.1 时空矢量图253

12.1.2 Т型等效电路264

12.1.3 Γ型等效电路269

12.2 参数测定271

12.2.1 空载试验271

12.2.2 短路试验275

12.2.3 相关参数计算278

12.3 工作特性278

12.3.1 转差率特性279

12.3.2 效率特性279

12.3.3 功率因数特性279

12.3.4 转矩特性280

12.3.5 定子电流特性280

12.3.6 工作特性曲线绘制280

12.4 机械特性285

12.4.1 电磁转矩与转速差关系285

12.4.2 额定转矩与最大电磁转矩285

12.4.3 启动转矩288

12.4.4 最大电磁转矩与临界转速差288

12.4.5 机械特性曲线绘制290

12.5 启动过程仿真292

12.5.1 启动过程中的问题292

12.5.2 直接启动293

12.5.3 降压启动298

12.5.4 转子串电阻启动306

12.6 调速过程仿真315

12.6.1 基本原理315

12.6.2 相关理论公式315

12.6.3 绕线式转子的变阻调速316

12.6.4 定子绕组的变压调速319

12.6.5 变频调速323

12.7 制动过程仿真334

12.7.1 两相反接的反接制动334

12.7.2 能耗制动338

12.8 小结338

参考文献339