一：PLECS的基本介绍简单说明

1）PLECS 是一款用于电路和控制结合的系统的多功能仿真系统，尤其适用于电力电子和传动系统。无论在是工业领域中的开发者或是学术研究者，PLECS 都能够加速您对电气系统的设计和分析，大大缩短产品研发周期，提高科研效率。PLECS 以其准确快速的性能、友好的操作界面和诸多有意义的波形分析工具等众多优势，成为当今电力电子工程师追捧的一款仿真软件，被誉为“全球最专业的电力电子仿真系统”。

2）PLECS，可以应用于电力电子领域的各个方向。遵循由上而下的设计理念，从电源，变流器到负载，PLECS 使得复杂系统的建模仿真简单明了。

3）PLECS有两种版本，对于独立版具有控制元件库和电路元件库，采用优化的解析方法，仿真速度更快，比PLECS 嵌套版本快约2.5倍。系统控制部分可以在PLECS 独立版本中被直接快速模拟。连续和离散信号处理模块以及代数函数和间断点让你可以实现非常多的模拟仿真，如数字控制。独立版本的PLECS 从经济意义上降低了投资和维护成本。与传统的PLECS工具箱相比较，其编辑器仍保持以往方便使用的人性化界面的简约风格。

4）提供丰富的元件库，涉及到电能转换系统的电气回路，磁性元件，散热回路，机械以及其控制部分。在用户界面中，模型的搭建以电气工程师所熟悉的直观方式进行。只需把如半导体，电感和电容等典型元件添加到设计图中并用导线连接即可。

二：多功能的辅助工具

1）在便于操作的图形用户界面和丰富的元件库之外，PLECS还提供了用于电力电子系统设计和分析的多种辅助工具。在仿真进行时和结束后，数值结果将被显示在PLECS示波器中。PLECS示波器尽可能真实地再现了实际电力电子测量设备，用户可以提取感兴趣的波形片段，进行后续处理并生成数据报告。
2）内置的频域分析工具通过简单的设置可以寻找系统稳态工作点，以及计算系统开环和闭环传递函数。除此之外，系统的状态空间矩阵可以通过命令行指令提取并用于高级的系统动态研究。
3）用户可以使用仿真指令来改变模型参数，调用仿真过程以及进行后续数值结果处理。
4）PLECS代码生成器作为附加功能，可以将电气回路和控制模块转化为实时C代码。

三：主要功能介绍

1、独特的热分析功能

热分析是电力电子系统的重要环节，由于压缩封装和更高功率密度的不断要求而变得越来越重要。PLECS 让用户在早期阶段完成电气设计和散热设计，以便为每一个特定的方案提供一个高质量的解决方法。PLECS 热分析，其热函式让使用者可将热设计纳入电力电路的设计中，使用者可定义与溫度相关的热传导和每个半导体元件的开关损耗能量分布；也可收集由半导体和电阻损耗的能量，并使用热电阻和热电容元件来模拟热的行为。这样，通过热模型的仿真来设计散热器，达到优化开关频率、开通关断损耗等目的（设计者可根据温度，由大功率选择小功率，从而改变了元器件数量，节约了成本）。

（1）开关和传导损耗
PLECS 记录了每一个开关动作前后半导体器件的运行条件（正向电流，阻断电压，结温），而不是根据电流和电压的瞬变来决定半导体器件的开关损耗。然后根据这些数据从一个三维的表中读取能量损失。在运行的状态中，耗散功率由设备的电流和温度可以计算出来。
这个理想的元器件模型和详细的能耗数据的结合提供了一个高效并且准确的对详细的设备仿真模拟的选择。所需要的数据表通过可视化编辑器集成后进入PLECS。

（2）散热片的概念
热分析元件库中的核心元件是一个半透明盒子样子的理想化的散热片（如下图）。一个散热片吸收在它的覆盖范围内的元器件的发出的热量。同时，一个散热片保证了一个恒温的环境，并且将它的热量传给在它覆盖范围内的元件。

（3）热量相等网络
从一个热壑散热到另一个或到一个周围环境的温度是采用集中热电阻和连接到散热片的热电容。这个方法使得用户可以控制热结构模型的详细程度。

2、功能强大的示波器

PLECS 示波器用来显示仿真结果，并提供了强大的变焦和分析工具，以简化查看和处理结果。PLECS 示波器可放置在Simulink 模块中或在PLECS 电路图中。示波器包含绘图区和可选的缩放视图，保存的视图和数据视图窗口。
（1）缩放和平移功能
（2）数据游标功能
游标使得你可以准确的读取波形值或测量两点之间的差异。除了显示波形值和差异之外，数据窗口可以进行简单的分析，比如该曲线在游标之间的单调速率
调度（RMS）值。
（3）打印和输出功能
（4）傅里叶分析功能

3、极快的仿真速度

在传统的电路仿真软件中，开关动作的瞬态过程都要求大量的计算时间。有限的斜率使得这些软件都需要用很小的步长来仿真，消耗了大量的仿真时间。在PLECS 中，这个问题不会出现，因为理想开关的开关动作都是瞬时完成的。每一个开关动作都只需要两个时间步长，这使得仿真速度大大提高。
在进行电力电子仿真的第一阶段，工程师们一般希望验证其所设计的原理图在理想状态下的仿真结果是否符合设计初衷，设计方案是否可行。在这一阶段仿真时就无需对电力电子器件设置过多的参数。在 PLECS 中，电力电子器件，断路器等模型，都基于理想开关状态。它们都具有理想的短路特性（短路电阻为零）和理想的开路特性（开路电阻为无穷大），开关动作也都是瞬时完成的。
在建模中使用理想开关器件有三个主要的优点：易于使用，鲁棒性和快速高效。PLECS 能够快速运行且方便操作的一个关键因素也是由于理想开关器件的使用，工程师们从这个概念中也受益颇多。这些理想的环境条件是我们能够开发出一个真实系统的非常好的第一步，它可以让我们迅速发现一个设计是否可行。在仿真第二个阶段，为了更具有真实性，工程师们会加入一些缓冲器或者寄生电感，这些同样能够在 PLECS 环境下进行操作。很多客户反馈该软件能够快速提供可靠而全面的模拟结果，其优良的整体性能也体现了 PLECS 有着深厚的电力电子学的理论基础。

4、强大的波形分析工具

PLECS 通过稳态分析、控制分析等诸多有意义的波形工具，实现了准确的仿真结果。控制分析工具如 AC Sweep,脉冲响应分析、环路增益分析等。除了标准的瞬态仿真外，PLECS 具有先进的，易于使用的一整套分析工具。
（1）稳态分析
稳态分析使您能够确定一个开关系统的周期稳态工作点，而不必使用瞬态模拟。这个特性与时间常数可以很容易地跨越 6 个数量级的热模拟结合起来特别有用。
（2）小信号分析
传递函数在控制器的设计中发挥了重要作用。PLECS 使你无须恢复到平均模型就可以确定开关系统的开环传递函数或是闭环增益。
（3）计算状态空间矩阵
PLECS 可以访问一个描述子系统的状态空间矩阵，你可以使用这些矩阵做进一步的研究，如特征值分析和状态空间平均法。
（4）AC分析和稳态分析
在新的3.2版本中，还新增了实用的AC分析和稳态分析，以满足工程师们得
需求。

5、C 语言控制器

C 语言脚本模块允许自定义功能在 C 编程语言中实现。在仿真的开始阶段，集成的编译器在网络中转换你的 C 代码到本地机器代码，它动态链接到 PLECS中。 C - Script块求解器提供了非常精细的互动，实际上几乎可以使用户实现任何功能。

6、丰富的元件库

PLECS 系统包含了所有常见的用于电力系统控制的元器件。连续和离散信号处理模块以及代数函数和不连续性，让你几乎可以创建任何模拟或数字控制系统或电路。除了一个标准的电器元件库外，元器件库中还配有专门的电力电子元器件理想和非理想半导体开关，以及包括可修改参数的转换器，电机，变压器模型。
在库中可以找到各种电力半导体器件、开关和断路器，以及完整的电力电子变换器和三相变压器，三相变压器函式库包括three-leg 和 five-leg 配置的模型，含有core saturation 以及 variable phase shift angles。要为电力传动系统建模时，只需选择一种交流或直流电机，例如异步电动机、永磁同步电动机等十三种电机。
PLECS 中的所有元件均为透明的，用户可以打开了解并通过改动数据来创建自己的模型。方便的元件库浏览器让您可以轻松获得所有的元件。也可以使用库浏览或使用搜索栏查找你需要类型的元件。

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