1基于SimElectronics的電氣系統建模與仿真13組組員：浙江工業大學2ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics簡介SimElectronics是建立在Simscape上的專用電子線路模塊集，SimElectronics軟件與Simscape配套使用，擴展了Simulink產品系列工具箱在機械和電子系統的建模與仿真的物理建模能力。它包含可以讓用戶建立在一定的速度和精確度的要求下，適用于系統分析的機械和電子系統的模塊。SimElectronics是以Kirchhoff定律為基礎的電氣系統的動態系統仿真工具，使用Simulink交互式框圖設計界面，具有交互仿真能力。3ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics提供了大量真實物理元件模型來表述被仿真的系統，例如半導體器件、執行與驅動器部件、集成電路和傳感器等，為多模擬電子線路、數字電子線路以及運算放大器線路系統提供了直觀有效的建模分析手段。應用SimElectronics建立的模型可以與傳統的Simulink模型相融合。4ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics的局限性SimElectronics不能單獨完成以下情況的建模：1）建立包含幾十個模擬組件的大型電路的模型，如一個完整的收發器。2）執行任何布局（物理設計）任務，或相關執行任務，如布局與原理圖（LVS），設計規則檢查（DRC），寄生參數提取和反標注。5ZhejiangUniversityofTechnologySimElectronics模塊介紹Actuators&Drivers執行與驅動部件IntegratedCircuits集成電路PassiveDevices無源器件SemiconductorDevices半導體器件Sensors傳感器Sources輸入源Utilities其他工具Actuators&Drivers

執行與驅動部件

RotationalActuators旋轉執行部件①ControlledPWMVoltage脈寬調制電壓的控制模塊②H-BridgeH-橋模塊③StepperMotorDriver步進電機驅動模塊Drivers驅動部件①DCMotor直流電機模塊②InductionMotor感應電機模塊等

TranslationalActuators傳遞執行部件①PiezoStack壓電疊堆模塊②Solenoid螺線管模塊③PiezoLinearMotor壓電直線電機模塊IntegratedCircuits

集成電路集成電路的組件主要有邏輯電路(Logic)、限頻運算放大器(Band-LimitedOp-Amp)、比較器(Comparator)、有限增益運算放大器(Finite-GainOp-Amp)、全差分運算放大器(FullyDifferentialOp-Amp)、倍增器(Multiplier)、運算跨導放大器(OperationalTranscon-ductanceAmplifier)、推挽輸出放大器(Push-PullOutput)和定時器(Timer)等。其中,邏輯電路(Logic)又包括CMOS邏輯與、CMOS緩沖器、CMOS邏輯與非、CMOS邏輯或非、CMOS邏輯非、CMOS邏輯或、CMOS邏輯異或和S-R觸發器等。PassiveDevices

無源器件無源器件包括晶體檢波器(Crystal)、熔斷器(Fuse)、電位計(Relay)、繼電器(Resistor)、熱敏電阻器(ThermalResistor)、三繞組互感器(Three-WindingMutualInductor)、傳輸線(TransmissionLine)、可變電容器(VariableCapacitor)、可變電感器(VariableInductor)等。SemiconductorDevices

半導體器件半導體器件包括二極管(Diode)、N溝道絕緣柵雙極型晶體管(N-ChannelIGBT)、N溝道結晶型場效應晶體管(N-ChannelMOSFET)、N溝道金屬氧化物半導體場效應晶體管(N-ChannelMOSFET)、半導體場效晶體管、NPN雙極晶體管(NPNBipolarTransistor)、光耦合器(Optocoupler)、P溝道結晶型場效應晶體管(P-ChannelJFET)、P溝道金屬金屬氧化物半導體場效應晶體管(P-ChannelMOSFET)、PNP雙極晶體管(PNPBipolarTransistor)和半導體閘流管(Thyristor)等。sensors

傳感器傳感器組件包括增量軸編碼器(IncrementalShaftEncoder)、發光二極管(Light-EmittingDiode)、PS傳感器(PSSensor)、光電二極管(Photodiode)、功率傳感器(PowerSensor)、近距離傳感器(ProximitySensor)、應變儀(StrainGauge)、電熱調節器(Thermistor)和熱電偶(Thermocouple)等。Sources

電源庫電源庫里面主要有普通電池(GenericBattery)、負供電軌(NegativeSupplyRail)、正供電軌(PositiveSupplyRail)以及太陽能電池(SolarCell)等。信號之間的轉換Simulink里有兩種信號，一類是常用的simulink信號，另一類是物理模型對應的物理信號（physicalsignal，PS信號），這兩類信號是并存的，但不能直接連接，需要調用相關模塊進行轉換。Simulink信號和物理信號直接相互轉換的模塊有：PS-Simulinkconverter和Simulink-PSconverter。仿真實例1--旋轉執行機構的轉矩-速度特性

仿真實例2—