simulink 功率因数

### 如何在Simulink中实现功率因数校正或仿真

#### 使用PFC Boost电路进行功率因数校正
为了实现在Simulink中的功率因数校正(PFC)，可以采用Boost拓扑结构来设计功率因数校正器。这种方案通过调整输入电流波形使其跟随输入电压的变化，从而提高系统的功率因数至接近于1[^1]。

% 创建一个新的Simulink模型文件并保存为pfc_boost.slx
new_system('pfc_boost');
save_system('pfc_boost');

% 添加必要的模块构建Boost PFC电路
add_block('simulink/Sources/Voltage Source', 'pfc_boost/voltage_source'); % 输入交流电源
add_block('powerlib/powersys/Elements/Diode', 'pfc_boost/diode');         % 二极管D
add_block('powerlib/powersys/Elements/Capacitor', 'pfc_boost/capacitor'); % 输出滤波电容Co
add_block('powerlib/powersys/Elements/Inductor', 'pfc_boost/inductor');    % 升压电感Lb
add_block('powerlib/powersys/Machines/PWM Generator (Three-phase)', ...
          'pfc_boost/pwm_generator');                                      % PWM发生器用于开关控制

#### 双闭环控制系统的设计
对于更精确的控制策略，在上述基础上引入双闭环反馈机制——外环负责维持直流母线电压稳定；内环则专注于调节瞬态响应特性以及改善动态性能。此部分涉及到复杂的数学建模过程，但借助MATLAB内置函数库能够简化开发流程。

% 设定参数值
set_param('pfc_boost/voltage_source','Amplitude','230',...
                     'Frequency','50');                    % 设置源电压幅值频率等属性
set_param('pfc_boost/capacitor','Capacitance','47e-6');   % 定义输出端口处的大容量电解质型储存元件规格
set_param('pfc_boost/inductor','Inductance','330e-6');     % 配置升压变换器内部磁性组件特征参量

#### C语言编写PID控制器集成入Simulink环境
当完成初步框架搭建之后，下一步就是针对具体应用场景定制化的算法编程环节。这里以经典的PID为例说明如何将其嵌入到现有的硬件平台之上运行。需要注意的是在此之前需先配置好相应的编译工具链以便支持后续操作[^2]。

// PID Controller Implementation in C Code
double pid(double setpoint, double processVariable){
    static double prevError = 0;
    static int integral = 0;

    const float Kp = 1.2;      /* Proportional gain */
    const float Ki = 0.05;      /* Integral gain */
    const float Kd = 0.5;       /* Derivative gain */

    // Calculate error signal
    double error = setpoint - processVariable;

    // Update integrator sum with anti-windup protection
    if ((error * Ki) >= (-Kp*prevError)){
        integral += error;
    }

    // Compute derivative term using backward difference approximation
    double derivative = (error - prevError);

    // Store current error as previous one before returning output value
    prevError = error;

    return (Kp * error + Ki * integral + Kd * derivative);
}