文章目录

前言

powergui模块

信号源设置

FFT Analysis

自动化仿真

分析和应用

总结

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前言

        近期用Simulink开发的项目中，发现对Simulink Toolbox中库模块的掌握还有一些真空地带，所以就抽出时间填补了一下，总结出来分享给粉丝们，希望对相关领域的网友有所帮助。这里边包括，尝鲜了一些第一次用的模块，巩固了一下不是很熟练的模块，还有对一些模块小细节的查漏补缺。由于实际项目比较庞大，而且不便在网络上公开，所以就另建了一些小Demo，重点是讲解这些模块的知识点。

powergui模块

        powergui模块是电力系统领域，用于仿真的一个图形化交互工具箱。其在Simulink Toolbox库中的位置如下图所示：

        powergui模块里边提供了包括稳态分析、初始状态分析、机械初始化分析、阻抗测量、FFT分析、线性系统分析、磁滞设计、RLC线路参数、生成报告、自定义SPS块、负载流等在内的十多个分析工具，如下所示。

        Mathworks官方Help对该模块的说明如下所示。

        这些工具涉及的理论基础和知识点非常多，本文选取其中的FFT Analysis工具为例，重点介绍该模块的使用方法。

        FFT的基础知识，已经有大佬讲解的非常到位，可以前去拜读：

        《 》讲FFT的数学基础

        《 》讲R语言代码写法

信号源设置

        这里举例一个AC220V 50Hz的电网中，叠加了一个AC110V 100Hz的信号，两个信号源的设置如下：

 

        叠加后看到的信号如下：

FFT Analysis

        第一步，将信号源存入Matlab的workspace，如下所示：

        第二步，配置FFT Analysis工具，如下图所以：

       其中各个参数的含义如下：

       Name是前面第一步存入workspace的数据名称。

       Input是上述所存数据中的一个信号。

       Signal number是上述信号的个数，通常一直是1。

       Display->Signal，是把上述选中信号在workspace中的全段数据呈现在左侧的图标中。

       Display->FFT windows，是把上述信号的部分数据呈现出来，呈现数据的多少取决于下面FFT Settings中的参数。

        Start time是从上述信号选取一段进行FFT分析的起始点。

        Number of cycles是从上述信号选取一段进行FFT分析的长度。

        Fundamenfal frequency是进行FFT分析的基频，是其他很多信息的一个基准。

        第三步，查看FFT分析结果

        第一种呈现方式是柱状图，第二种方式是List表格。

 

        上图中各个参数的含义如下：

        Max frequency 是进行FFT分析的频率范围上限。

        Max frequency for THD computer 是谐波分量计算的频率上限。

        Display style 是FFT分析结果的呈现方式，主要是柱状图和List表格两种方式。

        Base value 是谐波分量基准值，只有在上面选择relative to specified base时，该参数才会有效。

        Frequency axis 是横轴的表示方式，一种是频率值，一种是基频倍数关系。

        左边表头上的 Fundamenfal 表示在基准频率上的幅值分量，THD表示谐波分量与基频幅值分量之间的百分比关系。

        纵轴的Mag是各个频率上幅值分量与基频幅值分量之间的百分比关系。

自动化仿真

        除了上述使用对话窗口进行人工分析的方式，还有一种使用matlab脚本批量自动化分析的方式。其核心的代码如下

TTTDATA = power_fftscope(ScopeData);

        函数返回值的解析如下图所示：

分析和应用

        powergui模块在电气工程研究领域应用的功能非常强大，其图形化的界面人工操作也比较便捷，同时批量自动化分析也能使海量重复的工作不再繁重。主要适用于电力系统开发的早期设计阶段，能够提前获得仿真结果，在一定程度程度上替代实物验证，减少迭代优化次数，节省项目开发时间的成本和费用消耗。

总结

        以上就是本人在使用powergui模块时，一些个人理解和分析的总结，首先介绍了该模块的背景知识，然后分别展示它的交互式仿真和自动化仿真两种使用方法，最后分析了该模块的特点和适用场景。

        除此之外，后续还会分享另外几个最近总结的Simulink Toolbox库模块，欢迎评论区留言、点赞、收藏和关注，这些鼓励和支持都将成文本人持续分享的动力。

        另外，上述例程使用的Demo工程，可以到笔者的主页查找和下载。

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