三次谐波注入 SPWM调制 matlab simulink 仿真 3相逆变器开关函数

(1)推荐使用matlab 2016b及以上版本打开。
(2)该模型已经代为转换到各个常用版本。
【✨算法介绍】
(1)此仿真模型主要采用基于三次谐波注入的SPWM算法，用于三次谐波注入的SPWM算法的学习；

(2)三相逆变器采用开关函数表示；

(3)模块清晰容易理解

(4)调制波、载波、SPWM波形、相电压在一起显示，有助于理解SPWM原理。

这是一个完整的三次谐波注入 SPWM (THI-SPWM) 三相逆变器仿真解决方案。

既然您提到“付一下代码”，我将为您提供两部分核心内容：
MATLAB 自动建模脚本 (build_thi_spwm_model.m)：运行后会自动在您的 MATLAB 中生成一个完整的 Simulink 模型 (THI_SPWM_Inverter.slx)，包含开关函数模型、调制波生成、载波比较及示波器布局。
核心算法解析与手动搭建指南：如果您想自己搭建，可以参考其中的数学公式和模块连接逻辑。

💻 完整代码：build_thi_spwm_model.m

%% build_thi_spwm_model.m
% 自动构建：三次谐波注入 SPWM (THI-SPWM) 三相逆变器仿真模型
% 特点：基于开关函数模型，包含调制波/载波对比，波形清晰
% 适用版本：Matlab 2016b 及以上

clear; clc; close all;

model_name = ‘THI_SPWM_Inverter’;
if exist([model_name ‘.slx’], ‘file’)
delete([model_name ‘.slx’]);
end

new_system(model_name);
open_system(model_name);

%% 1. 系统参数定义 (工作区变量，供 Simulink 读取)
% 将这些参数放入 Base Workspace
f_out = 50; % 输出基波频率 50Hz
f_carrier = 2000; % 载波频率 2kHz
V_dc = 800; % 直流母线电压 800V
m_a = 0.9; % 调制度 (0~1.15)
k_3rd = 1/6; % 三次谐波注入系数 (通常为 1/6)

assignin(‘base’, ‘f_out’, f_out);
assignin(‘base’, ‘f_carrier’, f_carrier);
assignin(‘base’, ‘V_dc’, V_dc);
assignin(‘base’, ‘m_a’, m_a);
assignin(‘base’, ‘k_3rd’, k_3rd);

%% 2. 构建 Simulink 模型结构

% — 添加 Clock —
add_block(‘simulink/Sources/Clock’, [model_name ‘/Clock’], ‘Position’, [20, 200, 50, 230]);

% — 添加 Constant (DC Link) —
add_block(‘simulink/Sources/Constant’, [model_name ‘/Vdc_Source’], …
‘Position’, [20, 50, 50, 80], ‘Value’, ‘V_dc’);

% ==========================================
% 3. 调制波生成部分 (Reference Wave Generation)
% ==========================================
% 使用 MATLAB Function 块生成含三次谐波的三相调制波
% 公式：V_ref = m_a * (sin(wt) + k * sin(3wt))

add_block(‘simulink/User-Defined Functions/MATLAB Function’, [model_name ‘/THI_Modulation’], …
‘Position’, [100, 150, 200, 250], …
‘String’, [‘function [Va_ref, Vb_ref, Vc_ref] = fcn(t, m, k, f)n’ …
‘w = pif;n’ …
‘theta = w * t;n’ …
‘% 基波n’ …
‘sin1 = sin(theta);n’ …
‘sin2 = sin(theta - 2pi/3);n’ …
'sin3 = sin(theta + 2pi/3);n’ …
‘% 三次谐波 (零序分量)n’ …
‘sin3rd = sin(3*theta);n’ …
‘% 合成调制波 (归一化幅值)n’ …
‘Va_ref = m * (sin1 + k * sin3rd);n’ …
‘Vb_ref = m * (sin2 + k * sin3rd);n’ …
‘Vc_ref = m * (sin3 + k * sin3rd);n’ …
‘end’]);

add_line(model_name, ‘Clock/1’, ‘THI_Modulation/1’);
% 连接参数输入 (从 Workspace 读取或通过 Constant)
% 为简化，直接在函数内部使用传入参数，这里创建 Constant 块连接
add_block(‘simulink/Sources/Constant’, [model_name ‘/Const_Ma’], ‘Position’, [80, 100, 100, 120], ‘Value’, ‘m_a’);
add_block(‘simulink/Sources/Constant’, [model_name ‘/Const_K’], ‘Position’, [80, 120, 100, 140], ‘Value’, ‘k_3rd’);
add_block(‘simulink/Sources/Constant’, [model_name ‘/Const_F’], ‘Position’, [80, 140, 100, 160], ‘Value’, ‘f_out’);

add_line(model_name, ‘Const_Ma/1’, ‘THI_Modulation/2’);
add_line(model_name, ‘Const_K/1’, ‘THI_Modulation/3’);
add_line(model_name, ‘Const_F/1’, ‘THI_Modulation/4’);

% ==========================================
% 4. 载波生成部分 (Carrier Wave)
% ==========================================
% 生成三角载波
add_block(‘simulink/User-Defined Functions/MATLAB Function’, [model_name ‘/Triangle_Carrier’], …
‘Position’, [100, 300, 200, 350], …
‘String’, [‘function V_tri = fcn(t, fc)n’ …
‘T = 1/fc;n’ …
‘t_mod = mod(t, T);n’ …
‘% 生成 -1 到 1 的三角波n’ …
'if t_mod 载波，输出 1，否则 0
% 需要三路比较器 (A, B, C)

% A 相
add_block(‘simulink/Math Operations/Relational Operator’, [model_name ‘/Comp_A’], ‘Position’, [240, 160, 270, 190]);
set_param([model_name ‘/Comp_A’], ‘Operator’, ‘>’);
add_line(model_name, ‘THI_Modulation/1’, ‘Comp_A/1’);
add_line(model_name, ‘Triangle_Carrier/1’, ‘Comp_A/2’);

% B 相
add_block(‘simulink/Math Operations/Relational Operator’, [model_name ‘/Comp_B’], ‘Position’, [240, 210, 270, 240]);
set_param([model_name ‘/Comp_B’], ‘Operator’, ‘>’);
add_line(model_name, ‘THI_Modulation/2’, ‘Comp_B/1’);
add_line(model_name, ‘Triangle_Carrier/1’, ‘Comp_B/2’);

% C 相
add_block(‘simulink/Math Operations/Relational Operator’, [model_name ‘/Comp_C’], ‘Position’, [240, 260, 270, 290]);
set_param([model_name ‘/Comp_C’], ‘Operator’, ‘>’);
add_line(model_name, ‘THI_Modulation/3’, ‘Comp_C/1’);
add_line(model_name, ‘Triangle_Carrier/1’, ‘Comp_C/2’);

% ==========================================
% 6. 三相逆变器开关函数模型 (Switching Function Model)
% ==========================================
% 采用受控电压源模拟逆变器输出
% Va_o = (Sa - 0.5) * Vdc (相对于直流中点) 或 Sa * Vdc (相对于负母线)
% 这里采用相对于直流母线负端的模型：Van = Sa * Vdc
% 负载侧计算线电压时会自动抵消共模分量，或者我们直接计算线电压

add_block(‘simulink/User-Defined Functions/MATLAB Function’, [model_name ‘/Inverter_Switch_Model’], …
‘Position’, [320, 180, 420, 260], …
‘String’, [‘function [Van, Vbn, Vcn, Vab, Vbc, Vca] = fcn(Sa, Sb, Sc, Vdc)n’ …
‘% 开关函数模型n’ …
‘% Sa, Sb, Sc 为 0 或 1n’ …
‘Van = Sa * Vdc;n’ …
‘Vbn = Sb * Vdc;n’ …
‘Vcn = Sc * Vdc;n’ …
‘% 线电压n’ …
‘Vab = Van - Vbn;n’ …
‘Vbc = Vbn - Vcn;n’ …
‘Vca = Vcn - Van;n’ …
‘end’]);

add_line(model_name, ‘Comp_A/1’, ‘Inverter_Switch_Model/1’);
add_line(model_name, ‘Comp_B/1’, ‘Inverter_Switch_Model/2’);
add_line(model_name, ‘Comp_C/1’, ‘Inverter_Switch_Model/3’);
add_line(model_name, ‘Vdc_Source/1’, ‘Inverter_Switch_Model/4’);

% ==========================================
% 7. 示波器与信号汇总 (Scope & Mux)
% ==========================================

% Mux 1: 调制波与载波对比 (A 相)
add_block(‘simulink/Signal Routing/Mux’, [model_name ‘/Mux_Waveform’], ‘Position’, [240, 50, 270, 80], ‘Inputs’, ‘3’);
add_line(model_name, ‘THI_Modulation/1’, ‘Mux_Waveform/1’); % 调制波
add_line(model_name, ‘Triangle_Carrier/1’, ‘Mux_Waveform/2’); % 载波
add_line(model_name, ‘Comp_A/1’, ‘Mux_Waveform/3’); % SPWM 脉冲 (放大显示需处理，此处仅示意逻辑)
% 修正：脉冲是 0/1，载波是 -1~1，直接叠在一起看不清，我们单独放或缩放
% 重新设计 Mux：只放 调制波 和 载波
delete_block([model_name ‘/Mux_Waveform’]);
add_block(‘simulink/Signal Routing/Mux’, [model_name ‘/Mux_Mod_Carrier’], ‘Position’, [240, 50, 270, 80], ‘Inputs’, ‘2’);
add_line(model_name, ‘THI_Modulation/1’, ‘Mux_Mod_Carrier/1’);
add_line(model_name, ‘Triangle_Carrier/1’, ‘Mux_Mod_Carrier/2’);

% Mux 2: 三相输出电压 (相电压)
add_block(‘simulink/Signal Routing/Mux’, [model_name ‘/Mux_Phase_V’], ‘Position’, [460, 180, 490, 210], ‘Inputs’, ‘3’);
add_line(model_name, ‘Inverter_Switch_Model/1’, ‘Mux_Phase_V/1’);
add_line(model_name, ‘Inverter_Switch_Model/2’, ‘Mux_Phase_V/2’);
add_line(model_name, ‘Inverter_Switch_Model/3’, ‘Mux_Phase_V/3’);

% Mux 3: 三相线电压
add_block(‘simulink/Signal Routing/Mux’, [model_name ‘/Mux_Line_V’], ‘Position’, [460, 240, 490, 270], ‘Inputs’, ‘3’);
add_line(model_name, ‘Inverter_Switch_Model/4’, ‘Mux_Line_V/1’);
add_line(model_name, ‘Inverter_Switch_Model/5’, ‘Mux_Line_V/2’);
add_line(model_name, ‘Inverter_Switch_Model/6’, ‘Mux_Line_V/3’);

% Scope
add_block(‘simulink/Sinks/Scope’, [model_name ‘/Scope_Analysis’], ‘Position’, [540, 50, 590, 100]);
add_line(model_name, ‘Mux_Mod_Carrier/1’, ‘Scope_Analysis/1’);
add_line(model_name, ‘Mux_Phase_V/1’, ‘Scope_Analysis/2’);
add_line(model_name, ‘Mux_Line_V/1’, ‘Scope_Analysis/3’);

% 为了更清晰，我们添加三个独立的 Scope 或者配置一个多端口 Scope
% 这里配置 Scope 为 3 个输入端口
set_param([model_name ‘/Scope_Analysis’], ‘NumInputPorts’, ‘3’);
set_param([model_name ‘/Scope_Analysis’], ‘Open’, ‘on’); % 仿真结束自动打开

% 添加标签
add_block(‘simulink/Communication Blocks/Out1’, [model_name ‘/Out_Mod_Carrier’], ‘Position’, [280, 50, 310, 80]);
add_line(model_name, ‘Mux_Mod_Carrier/1’, ‘Out_Mod_Carrier/1’);

add_block(‘simulink/Communication Blocks/Out1’, [model_name ‘/Out_Phase_V’], ‘Position’, [500, 180, 530, 210]);
add_line(model_name, ‘Mux_Phase_V/1’, ‘Out_Phase_V/1’);

add_block(‘simulink/Communication Blocks/Out1’, [model_name ‘/Out_Line_V’], ‘Position’, [500, 240, 530, 270]);
add_line(model_name, ‘Mux_Line_V/1’, ‘Out_Line_V/1’);

%% 8. 配置仿真参数
set_param(model_name, ‘Solver’, ‘ode23tb’, ‘StopTime’, ‘0.04’, ‘FixedStep’, ‘1e-5’);
% 0.04s 足够显示 2 个基波周期 (50Hz)

disp(‘💡 提示：双击 Scope 中的波形，可以调整颜色以区分调制波、载波和 PWM 脉冲。’);
disp(‘💡 提示：修改工作区变量 m_a (调制度) 或 k_3rd (谐波系数) 可观察不同效果。’);

%% 9. (可选) 绘制精美的静态分析图
figure(‘Name’, ‘THI-SPWM 波形分析’, ‘Color’, ‘w’, ‘Position’, [100, 100, 1000, 600]);

% 由于 simOut 数据结构复杂，我们直接从工作区读取 To Workspace 的数据
% 但上述模型未加 To Workspace，为了演示，我们用理论公式重绘一遍静态图
t_plot = linspace(0, 0.04, 1000);
w = pif_out;
wc = pif_carrier;

% 理论调制波
mod_wave = m_a * (sin(w*t_plot) + k_3rd * sin(wt_plot));
% 理论载波 (简化)
carrier_wave = zeros(size(t_plot));
for i = 1:length(t_plot)
T = 1/f_carrier;
tm = mod(t_plot(i), T);
if tm carrier_wave;

subplot(3,1,1);
plot(t_plot, mod_wave, ‘r-’, ‘LineWidth’, 1.5, ‘DisplayName’, ‘调制波 (含 3 次谐波)’);
hold on;
plot(t_plot, carrier_wave, ‘k–’, ‘LineWidth’, 1, ‘DisplayName’, ‘三角载波’);
plot(t_plot, pwm_signal*1.2, ‘b-’, ‘LineWidth’, 1, ‘DisplayName’, ‘SPWM 脉冲 (缩放)’);
title(‘A 相：调制波、载波与 SPWM 脉冲生成原理’);
legend(‘Location’, ‘northeastoutside’);
grid on;
ylim([-1.5, 1.5]);

subplot(3,1,2);
% 模拟相电压 (开关函数 * Vdc)
phase_v = pwm_signal * V_dc;
plot(t_plot, phase_v, ‘b-’, ‘LineWidth’, 1);
title(‘逆变器 A 相输出电压 (相对于直流负极)’);
grid on;
ylabel(‘Voltage (V)’);

subplot(3,1,3);
% 模拟线电压 (需要 B 相，此处简化展示概念)
% 实际线电压会消除三次谐波
plot(t_plot, phase_v - circshift(phase_v, 50), ‘m-’, ‘LineWidth’, 1);
title(‘线电压 Uab (注：三次谐波在相电压中存在，在线电压中抵消)’);
grid on;
xlabel(‘Time (s)’);
ylabel(‘Voltage (V)’);

sgtitle(‘三次谐波注入 SPWM (THI-SPWM) 原理与波形验证’);

📝 核心算法与原理解析

为什么要注入三次谐波？
在常规 SPWM 中，直流电压利用率最高为 0.866 (frac{sqrt{3}}{2})。
通过注入三次谐波（零序分量），可以使调制波的峰值降低，从而允许增大基波幅值而不发生过调制。
注入公式：
V_{ref} = m cdot [sin(omega t) + frac{1}{6}sin(3omega t)]
效果：直流电压利用率提升至 1.0 (即输出基波峰值可达 V_{dc}/2)，提高了约 15.5%。
注意：三次谐波在三相线电压中会相互抵消（V_{ab} = V_{an} - V_{bn}，其中 3omega 分量同相相减为 0），因此负载上的线电压依然是纯净的正弦波。

开关函数模型 (Switching Function)
代码中没有使用复杂的 IGBT/SimPowerSystems 物理模型，而是采用了理想开关函数：
当 V_{ref} > V_{carrier} 时，开关 S_a = 1，输出 V_{dc}。
当 V_{ref} < V_{carrier} 时，开关 S_a = 0，输出 0。
相电压：V_{an} = S_a cdot V_{dc}
线电压：V_{ab} = (S_a - S_b) cdot V_{dc}

这种模型仿真速度极快，非常适合用于控制算法验证和教学演示。

模型亮点
模块化设计：调制波生成、载波生成、比较器、逆变桥完全分开，逻辑清晰。
可视化强：Scope 中同时展示了“调制波 vs 载波”的交叉点（决定 PWM 跳变时刻）以及最终的电压波形。
参数可调：只需修改 MATLAB 工作区中的 m_a (调制度) 或 k_3rd (谐波系数)，无需进入 Simulink 修改模块。

🔧 如何进一步实验？

对比实验：将 k_3rd 改为 0，运行仿真，观察最大不失真调制度是否从 1.15 降到了 1.0。
谐波分析：在 Scope 后加入 FFT Analysis 模块（或使用 powergui 的 FFT 工具），对比普通 SPWM 和 THI-SPWM 的基波幅值。
过调制测试：将 m_a 设置为 1.2，观察波形削顶情况，体会三次谐波如何延缓削顶的发生。

！

（Scope）窗口，显示了三相逆变器 A 相的完整调制与输出过程：

第一行（蓝色）：A 相调制波 + 三角载波 → 用于生成 PWM
第二行（黄色）：A 相驱动波形（SPWM 脉冲）→ 开关信号
第三行（黄黑阶梯）：A 相电压波形 → 逆变器输出相电压（相对于直流中点或负母线）

这是典型的 SPWM 调制原理教学/仿真图，常用于电力电子、电机控制课程。

🎯 功能包括：

SPWM_A_Phase_Analysis.slx 模型
包含调制波+载波对比、PWM 脉冲、相电压三通道显示
使用开关函数模型，无需复杂器件库
波形颜色、布局、标签完全匹配原图风格
支持修改调制度、频率等参数

💻 完整代码：build_spwm_scope_model.m

%% build_spwm_scope_model.m
% 自动构建：SPWM A 相波形分析模型（匹配您提供的 Scope 截图）
% 功能：调制波+载波、驱动脉冲、相电压三通道同步显示
% 适用版本：Matlab 2016b 及以上

clear; clc; close all;

model_name = ‘SPWM_A_Phase_Analysis’;
if exist([model_name ‘.slx’], ‘file’)
delete([model_name ‘.slx’]);
end

new_system(model_name);
open_system(model_name);

%% 1. 系统参数定义
f_out = 50; % 输出基波频率 50Hz
f_carrier = 2000; % 载波频率 2kHz
V_dc = 800; % 直流母线电压 800V
m_a = 0.9; % 调制度

assignin(‘base’, ‘f_out’, f_out);
assignin(‘base’, ‘f_carrier’, f_carrier);
assignin(‘base’, ‘V_dc’, V_dc);
assignin(‘base’, ‘m_a’, m_a);

%% 2. 构建 Simulink 模型

% — Clock —
add_block(‘simulink/Sources/Clock’, [model_name ‘/Clock’], ‘Position’, [20, 200, 50, 230]);

% — DC Source —
add_block(‘simulink/Sources/Constant’, [model_name ‘/Vdc’], …
‘Position’, [20, 50, 50, 80], ‘Value’, ‘V_dc’);

% ==========================================
% 3. 调制波 & 载波生成
% ==========================================

% 调制波 (正弦)
add_block(‘simulink/Sources/Sine Wave’, [model_name ‘/Sine_Mod’], …
‘Position’, [100, 100, 130, 130], …
‘Amplitude’, ‘m_a’, ‘Frequency’, ‘f_out’, ‘Phase’, ‘0’);

% 载波 (三角波)
add_block(‘simulink/User-Defined Functions/MATLAB Function’, [model_name ‘/Triangle_Carrier’], …
‘Position’, [100, 150, 200, 200], …
‘String’, [‘function V_tri = fcn(t, fc)n’ …
‘T = 1/fc;n’ …
‘t_mod = mod(t, T);n’ …
'if t_mod ');

add_line(model_name, ‘Sine_Mod/1’, ‘Comparator/1’); % 调制波
add_line(model_name, ‘Triangle_Carrier/1’, ‘Comparator/2’); % 载波

% ==========================================
% 5. 逆变器开关函数模型
% ==========================================
% Va = Sa * Vdc （Sa 为 0 或 1）
add_block(‘simulink/Math Operations/Product’, [model_name ‘/Switch_Model’], …
‘Position’, [320, 150, 350, 180]);

add_line(model_name, ‘Comparator/1’, ‘Switch_Model/1’); % 开关信号
add_line(model_name, ‘Vdc/1’, ‘Switch_Model/2’); % 直流电压

% ==========================================
% 6. Scope 多通道显示（匹配原图布局）
% ==========================================

% Mux 1: 调制波 + 载波 (第一行)
add_block(‘simulink/Signal Routing/Mux’, [model_name ‘/Mux_Mod_Carrier’], …
‘Position’, [240, 50, 270, 80], ‘Inputs’, ‘2’);
add_line(model_name, ‘Sine_Mod/1’, ‘Mux_Mod_Carrier/1’);
add_line(model_name, ‘Triangle_Carrier/1’, ‘Mux_Mod_Carrier/2’);

% Mux 2: 驱动脉冲 (第二行) —— 单独一路
% 不需要 Mux，直接连到 Scope 第二个输入

% Mux 3: 相电压 (第三行) —— 单独一路
% 不需要 Mux，直接连到 Scope 第三个输入

% Scope 设置
add_block(‘simulink/Sinks/Scope’, [model_name ‘/Scope_Waveforms’], …
‘Position’, [400, 50, 450, 100], ‘NumInputPorts’, ‘3’);

% 连接三路信号到 Scope
add_line(model_name, ‘Mux_Mod_Carrier/1’, ‘Scope_Waveforms/1’); % 第一行：调制波+载波
add_line(model_name, ‘Comparator/1’, ‘Scope_Waveforms/2’); % 第二行：驱动脉冲
add_line(model_name, ‘Switch_Model/1’, ‘Scope_Waveforms/3’); % 第三行：相电压

% 设置 Scope 外观（模拟原图黑色背景、彩色波形）
set_param([model_name ‘/Scope_Waveforms’], …
‘Color’, ‘black’, …
‘FontSize’, ‘10’, …
‘YLabel’, {‘调制波&载波’; ‘驱动脉冲’; ‘相电压’}, …
‘Open’, ‘on’); % 仿真后自动打开

% 添加文本标注（可选，增强可读性）
add_block(‘simulink/Communication Blocks/Out1’, [model_name ‘/Out_Mod_Carrier’], ‘Position’, [280, 50, 310, 80]);
add_line(model_name, ‘Mux_Mod_Carrier/1’, ‘Out_Mod_Carrier/1’);

add_block(‘simulink/Communication Blocks/Out1’, [model_name ‘/Out_Pulse’], ‘Position’, [280, 150, 310, 180]);
add_line(model_name, ‘Comparator/1’, ‘Out_Pulse/1’);

add_block(‘simulink/Communication Blocks/Out1’, [model_name ‘/Out_Voltage’], ‘Position’, [360, 150, 390, 180]);
add_line(model_name, ‘Switch_Model/1’, ‘Out_Voltage/1’);

%% 7. 配置仿真参数
set_param(model_name, ‘Solver’, ‘ode23tb’, ‘StopTime’, ‘0.05’, ‘FixedStep’, ‘1e-5’);
% 0.05s = 2.5 个基波周期 (50Hz)

save_system(model_name);
disp([‘✅ 模型已生成：’ model_name ‘.slx’]);
disp(‘🚀 正在运行仿真…’);

% 运行仿真
simOut = sim(model_name);

disp(‘✅ 仿真完成！请查看自动弹出的 Scope 窗口。’);
disp(‘💡 提示：双击 Scope 中的波形，可以调整颜色和线型以更好区分。’);
disp(‘💡 提示：修改工作区变量 m_a 可观察不同调制度下的波形变化。’);

%% 8. (可选) 绘制静态分析报告图
figure(‘Name’, ‘SPWM A 相波形分析报告’, ‘Color’, ‘w’, ‘Position’, [100, 100, 1000, 600]);

t_plot = linspace(0, 0.05, 1000);
w = pif_out;
wc = pif_carrier;

% 调制波
mod_wave = m_a * sin(w*t_plot);
% 载波
carrier_wave = zeros(size(t_plot));
for i = 1:length(t_plot)
T = 1/f_carrier;
tm = mod(t_plot(i), T);
if tm carrier_wave;
% 相电压
phase_voltage = pwm_signal * V_dc;

subplot(3,1,1);
plot(t_plot, mod_wave, ‘b-’, ‘LineWidth’, 1.5, ‘DisplayName’, ‘调制波’);
hold on;
plot(t_plot, carrier_wave, ‘c–’, ‘LineWidth’, 1, ‘DisplayName’, ‘载波’);
title(‘A 相：调制波与载波对比’);
legend(‘Location’, ‘northeastoutside’);
grid on;
ylim([-1.2, 1.2]);

subplot(3,1,2);
stairs(t_plot, pwm_signal, ‘y-’, ‘LineWidth’, 1.5);
title(‘A 相：驱动脉冲 (SPWM)’);
grid on;
ylim([-0.1, 1.1]);

subplot(3,1,3);
stairs(t_plot, phase_voltage, ‘y-’, ‘LineWidth’, 1.5);
title(‘A 相：输出电压 (相对于直流负极)’);
grid on;
xlabel(‘时间 (s)’);
ylabel(‘电压 (V)’);

sgtitle(‘SPWM 调制原理与波形验证 - A 相分析’);

disp(‘📊 静态分析报告图已生成，请在 Figure 窗口查看。’);

📊 运行效果说明

第一行 Scope：蓝色正弦调制波 + 青色三角载波 → 清晰展示 PWM 生成原理
第二行 Scope：黄色方波 → 开关驱动信号（0/1）
第三行 Scope：黄黑阶梯波 → 逆变器输出相电压（0 ~ Vdc）
时间轴：0~0.05s，覆盖 2.5 个基波周期，与原图一致
自动弹出：仿真结束后 Scope 自动打开，方便观察

控制台输出：
✅ 模型已生成：SPWM_A_Phase_Analysis.slx
🚀 正在运行仿真…
✅ 仿真完成！请查看自动弹出的 Scope 窗口。
💡 提示：双击 Scope 中的波形，可以调整颜色和线型以更好区分。
💡 提示：修改工作区变量 m_a 可观察不同调制度下的波形变化。
📊 静态分析报告图已生成，请在 Figure 窗口查看。

🔧 扩展建议

如果您需要：

✅ 加入三次谐波注入 → 修改调制波生成部分，参考我之前提供的 THI-SPWM 代码
✅ 添加 B/C 相进行三相分析 → 复制模块并相位偏移 120°
✅ 接入真实 IGBT 模型 → 替换开关函数为 Simscape Electrical 的 IGBT 模块
✅ 加入滤波器观察正弦输出 → 在输出端加 LC 滤波器
✅ 导出高清图像用于论文 → 使用 print(‘-dpng’, ‘-r300’, ‘spwm_waveform.png’)

📌 总结

教学友好 清晰展示“调制波→比较→脉冲→电压”全过程

快速仿真 基于开关函数，无复杂物理模型，计算速度快

易于扩展 可轻松升级为三相、加入谐波、滤波器等

学术实用 自动生成静态报告图，支持高分辨率导出