电力电子分析与模拟(第四版)(附软体、范例光碟) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　1.使用实际的功率元件模型来模拟电力电子与电源转换器中的相关电路，并提供良好的电路分析工具。

　　2.随书附上近百个范例电路，可免去重绘的辛苦过程，并可得到与书中相同的结果，深具实用与研究的价值。

　　3.使读者对电力电子的相关领域，有更进一步的了解与实务经验。

电子电力系统仿真与控制：理论、方法与前沿应用（第X版） 【图书定位与目标读者】 本书旨在深入探讨现代电力电子系统从器件到系统的全方位仿真、建模与控制技术。本书面向电气工程、电力电子、自动控制、新能源并网等领域的研究生、高年级本科生、科研人员以及工程技术人员。对于希望掌握先进电力电子系统设计、分析、优化与故障诊断的专业人士，本书提供了从基础理论到尖端应用的系统化知识体系和实践指导。 【本书核心内容概述】 本书的结构设计遵循“理论基础—建模方法—仿真平台应用—前沿课题研究”的逻辑主线，全面涵盖了电力电子系统仿真与控制领域的核心要素，而不涉及特定教材（如《电力电子分析与模拟（第四版）》）中的具体章节或特定软件（如您提及的光盘内容）的详细介绍。 第一部分：电力电子系统基础与数学建模（理论基石） 本部分首先回顾了电力电子学的基本概念，重点聚焦于非线性系统的数学描述。 1.1 功率变换器拓扑与元件特性： 系统性梳理了经典及新型开关器件（如MOSFET、IGBT、SiC/GaN器件）的非线性特性，以及电感、电容、变压器等储能元件的物理模型。强调了这些非线性特性在建立精确系统模型时的重要性。 1.2 连续时间系统建模： 详细阐述了状态空间平均法（State-Space Averaging）在线性化和准线性化建模中的应用，特别关注了脉冲宽度调制（PWM）对系统状态变量的影响建模。讨论了如何处理系统中的高频开关噪声对平均模型的影响边界。 1.3 离散时间系统建模与采样效应： 深入分析了数字控制下系统的离散化问题。详述了零阶保持（ZOH）、一阶保持（FOH）以及更精确的脉冲变换法（如Tustin变换）在将连续系统转化为离散模型时的数学推导与适用性分析。引入了数字控制延迟对系统稳定性和动态性能的影响分析框架。 1.4 传输函数与零极点分析： 阐述了如何从状态空间模型或拓扑结构直接导出功率变换器的传输函数。重点讲解了开关频率引入的零点（如右半平面零点）对系统稳定性和补偿器设计的制约作用。 第二部分：高级仿真技术与数值算法（工具实现） 本部分侧重于如何利用数值方法在仿真环境中准确、高效地复现复杂的电力电子系统动态行为。 2.1 仿真平台的选择与特点对比： 不依赖任何特定软件，而是对比分析了不同类型仿真环境（如基于回路积分的电路级仿真、基于平均模型的系统级仿真、混合模式仿真）的适用场景、计算精度与计算效率的权衡。讨论了面向特定应用（如电磁暂态分析、控制系统验证）应采取的仿真策略。 2.2 非线性微分方程的数值求解器： 详细比较了主流的常微分方程（ODE）求解算法，包括显式欧拉法、隐式欧拉法、龙格-库塔法（RK4）及其变步长算法（如BDF/ode45）。重点剖析了在大功率系统仿真中，为保证开关事件的准确捕捉而对求解器步长和刚度问题的处理方法。 2.3 混合模式仿真与事件驱动机制： 阐述了如何将连续的电路模型（如开关器件的开关过程）与离散的控制逻辑（如PWM产生、逻辑判断）高效地结合。分析了事件驱动（Event-Driven）仿真机制在处理快速开关瞬态时的优势，以及如何避免数值积分在不连续点上的发散。 2.4 周期稳态分析（Steady-State Analysis）： 探讨了在不依赖传统电路原理分析方法的情况下，如何通过数值迭代（如牛顿法、修正牛顿法或专门的稳态求解器）来确定开关电源电路的周期性工作点，包括输出电压、占空比和环路增益的精确计算。 第三部分：电力电子系统的先进控制策略（性能优化） 本部分深入探讨了超越传统PID控制的现代控制理论在电力电子系统中的应用。 3.1 环路设计与频率响应分析： 详细讲解了利用波特图、根轨迹分析电力电子系统的动态裕度和相位裕度。重点阐述了如何根据系统模型（特别是开关频率附近的动态特性）设计前馈、积分补偿和PID参数的优化方法。 3.2 基于观测器的状态估计： 讨论了在传感器受限或成本敏感的应用中，利用软件实时观测器来估计系统内部状态变量（如电感电流、直流母线电压等）的技术。对比了Luenberger观测器、卡尔曼滤波（KF）在不同噪声环境下的性能差异。 3.3 现代控制方法在拓扑中的应用： 深入研究了以下高级控制策略的应用： 滑模控制（SMC）： 针对开关系统的不确定性，设计具有鲁棒性的控制律。 预测控制（MPC）： 利用系统未来状态的预测来优化当前控制输入，特别是在多输入多输出（MIMO）系统中的应用。 自适应控制： 讨论了系统参数随环境（如输入电压、负载变化）漂移时，控制参数如何进行在线调整以维持性能。 3.4 保护与故障诊断： 讲解了如何利用仿真模型验证过流、过压保护逻辑的可靠性。探讨了基于模型（MbD）的在线故障检测方法，通过监控残差信号来识别元件失效或运行异常。 第四部分：新能源与智能电网中的仿真应用（前沿交叉） 本部分将仿真技术延伸至当前电力电子领域最活跃的应用场景。 4.1 柔性直流输电（HVDC）与FACTS仿真： 重点分析了VSC-HVDC系统的控制结构，包括解耦控制、虚拟同步机（VSM）等新型控制策略的建模与仿真。探讨了电网发生暂态扰动时，多馈线换流器之间相互作用的仿真挑战。 4.2 分布式发电与微电网控制： 阐述了如何构建包含光伏（PV）、储能（ESS）和电动汽车充电桩的微电网仿真模型。详细分析了无功功率和有功功率的下垂控制（Droop Control）原理及其在孤岛和并网模式切换过程中的动态仿真验证。 4.3 电磁兼容性（EMC）与热管理仿真： 探讨了高频开关产生的电磁干扰（EMI）的传播路径分析。介绍了如何结合电路仿真和场路耦合（Circuit-Field Coupling）技术来预测传导和辐射干扰。同时，分析了基于有限元方法（FEM）的热仿真在器件寿命预测中的关键作用。 【本书特色】 本书专注于提供通用、深入、可迁移的理论框架和算法，帮助读者构建对电力电子系统内在机理的深刻理解。所有介绍的建模技术和控制方法均以严谨的数学推导和工程适用性分析为基础，确保读者不仅能“会用”，更能“理解”所使用的仿真与控制工具背后的科学原理。本书强调控制与电磁暂态的协调分析，是理解现代电力电子系统高性能化和可靠性的必备参考书。

第1章导论
1-1电力电子技术
1-2功率半导体元件
1-3交流对直流转换器
1-4直流对交流转换器
1-5电脑模拟的程序与重要性
1-6范例程式与评估版软体的安装

第2章IsSpice系统与操作
2-1IsSpice的系统介绍
2-2SpiceNet电路图输入软体
2-3SpiceNet的电路结构
2-4PreSpice模型资料库
2-5IsSpice4即时模拟与IntuScope波形分析
2-6IsSpice的功能介绍

第3章功率半导体元件
3-1学习目标
3-2原理说明
3-3模拟分析步骤
3-4问题与讨论

第4章单向二极体整流器
4-1学习目标
4-2原理说明
4-3模拟分析步骤
4-4问题与讨论

第5章三相二极体整流器
5-1学习目标
5-2原理说明
5-3模拟分析步骤
5-4问题与讨论

第6章单项闸流体整流器
6-1学习目标
6-2原理说明
6-3模拟分析步骤
6-4问题与讨论

第7章三相闸流体整流器
7-1学习目标
7-2原理说明
7-3模拟分析步骤
7-4问题与讨论

第8章电压型反流器
8-1学习目标
8-2原理说明
8-3模拟分析步骤
8-4问题与讨论

第9章电感切换电路
9-1学习目标
9-2原理说明
9-3模拟分析步骤
9-4问题与讨论

第10章降压型转换器
10-1学习目标
10-2原理说明
10-3模拟分析步骤
10-4问题与讨论

第11章升压型转换器
11-1学习目标
11-2原理说明
11-3模拟分析步骤
11-4问题与讨论

第12章返驰式转换器
12-1学习目标
12-2原理说明
12-3模拟分析步骤
12-4问题与讨论

第13章顺向式转换器
13-1学习目标
13-2原理说明
13-3模拟分析步骤
13-4问题与讨论

第14章桥式转换器
14-1学习目标
14-2原理说明
14-3模拟分析步骤
14-4问题与讨论

第15章模拟问题与收敛性
15-1学习目标
15-2原理说明
15-3模拟分析步骤
15-4问题与讨论

第16章副电路模型化设计
16-1学习目标
16-2原理说明
16-3模拟分析步骤
16-4问题与讨论

附录ASpiceNet选单与说明
附录BIsSpice4选单与说明
附录CScope选单与说明
附录D快速键与元件符号
附录E暂态信号产生器

评分☆☆☆☆☆

这本《电力电子分析与模拟(第四版)》真的是我的救星！我刚开始接触电力电子领域的时候，脑袋里一团浆糊，很多理论概念都像隔着一层纱，看得不是很清楚。市面上相关的书籍也不少，但很多都写得太理论化，读起来枯燥乏味，而且缺少实践的指导。直到我遇到了这本书，简直是眼前一亮！它的讲解方式非常清晰易懂，从最基础的二极管、三极管开始，一步步深入到MOSFET、IGBT等功率器件，并且对它们的特性和应用都做了详细的分析。我尤其喜欢书中那些循序渐进的案例，通过实际的电路分析，让我能更直观地理解那些抽象的理论。书中的图示也非常丰富，各种波形图、电路图都绘制得非常专业，帮助我快速抓住问题的核心。而且，它还特别强调了“分析”和“模拟”这两个关键词，让我明白了光是理解理论是不够的，还需要学会如何通过模拟工具来验证和优化设计，这对于实际工程应用来说是至关重要的。这本书让我从一个门外汉，逐渐变成了一个能够理解和分析电力电子电路的“半个行家”，感觉自己的功力大增！

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一直对电力电子的“模拟”部分感到有点力不从心。理论上的公式推导还能勉强跟上，但到了实际仿真的时候，总会遇到各种各样的问题，比如参数设置不对，仿真结果和理论预测有很大出入，或者根本无法得到稳定的仿真结果。这本书的出现，真的帮我解决了大问题。它不仅对各种仿真软件的使用做了基础的介绍，更重要的是，它深入讲解了如何在仿真中准确地建模功率器件，如何选择合适的仿真步长和精度，以及如何分析和解读仿真结果。我尤其欣赏书中关于“参数辨识”和“模型简化”的章节，这些都是在实际仿真中非常实用的技巧，能帮助我们更高效、更准确地进行仿真。而且，范例光碟里的代码和模型都非常规范，我可以直接参考，甚至可以直接用到我的毕业设计或者一些小型项目里。这本书让我觉得，电力电子的仿真不再是“碰运气”，而是可以有章可循，有方法可依的。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，学习电力电子最头疼的就是那些复杂的数学推导和抽象的电路模型。很多时候，看到一堆公式就头晕，更别提要去理解它们背后的物理意义了。这本书的作者显然深谙此道，在保证理论严谨性的前提下，极大地简化了阅读的门槛。它大量运用了图表和示意图，将复杂的概念用直观的方式呈现出来，比如关于损耗分析的部分，通过图示清晰地展示了不同损耗来源，以及如何在设计中进行优化。另外，它对各种功率器件的等效模型和开关过程的分析也相当到位，让我能够理解为什么在某些条件下器件会表现出特定的行为。我个人特别喜欢书中关于“瞬态分析”的章节，它讲解了如何在不同工作状态下，对电路进行动态的分析，这对于理解电路的稳定性和响应速度非常关键。而且，书中的范例光碟里的仿真代码，非常容易上手，可以直接运行，也可以在此基础上进行修改和扩展，这给了我很大的探索空间。总而言之，这本书让我觉得电力电子不再是高不可攀的学科，而是可以通过系统学习和实践来掌握的技能。

评分☆☆☆☆☆

老实说，我对电力电子的掌握一直处于一种“知其然，不知其所以然”的状态。上课听老师讲，书本上的公式也是照搬，但总觉得少了点什么，就像在拼图，拿到了一些零散的碎片，却不知道如何把它们拼成一幅完整的画面。这本书的出现，就像是给了我一张清晰的拼图指引图。它的讲解逻辑非常严谨，而且不回避难点。例如，在讲解PWM控制原理的时候，它不只是给出了公式，还深入分析了不同调制方式对输出波形和谐波成分的影响，以及如何在实际电路中实现这些调制。更让我惊喜的是，它还提供了相关的软件工具和范例光碟，这简直是太实在了！我可以直接跟着光碟里的范例，在电脑上进行电路的搭建和仿真，实时观察各种参数变化带来的影响。这种“边学边做”的学习方式，大大提升了我的学习效率和动手能力。我现在已经能够自信地分析一些基本的电力电子变换器了，甚至敢于尝试一些简单的电路设计。这本书的实用性，真的是没得说！

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！我是一个动手能力相对较强的人，比起纯理论的啃读，我更喜欢通过实践来学习。这本书在这一点上做得非常出色。它不仅仅提供了理论知识，更重要的是，它把理论与实践紧密地结合在了一起。书中的每一个章节，几乎都配有详细的计算实例和仿真演示。当我读到某个理论点的时候，马上就可以在光碟里找到对应的仿真文件，亲手去操作，去验证书中的结论。这种“所学即所用”的学习体验，让我觉得非常有成就感。例如，在学习逆变器设计时，书本上会讲解不同谐波抑制方法，而我可以在仿真软件中直接修改参数，观察输出波形的改善情况，甚至可以调整PWM的开关频率和占空比，看看对效率有什么影响。这种交互式的学习方式，让我对电力电子有了更深刻的理解，也让我对未来的电路设计更有信心。这本书真的不仅仅是一本书，更是一个集理论、实践、工具于一体的学习平台。