MATLAB是Matrix Laboratory（矩阵实验室）的缩写，是一种以矩阵为基础的交互式程序设计语言。它由美国Mathworks公司于1984年推出，多次升级，到2008年又有MATLAB R2008b（2008版）问世。MATLAB可用于数值计算和图形处理计算系统环境，除了具备卓越的数值计算能力外，还提供了专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C、FORTRAN等语言简捷得多。MATLAB充分支持在Microsoft Windows界面下的编程，功能越来越强大。

Simulink是基于框图的仿真平台，它挂接于MATLAB的环境下，依靠MAT-LAB强大的计算功能并以此为基础，以直观的模块框图进行仿真和计算。Simu-link可以提供各种仿真工具，且可不断扩展模块库。它的内容丰富的、不断扩展的模块库可为系统的仿真提供极其便利的仿真环境。在Simulink平台上，通过拖拉和连接典型模块可绘制出仿真对象的模型框图，根据此模型框图就可对其进行仿真了。这种仿真模型的可读性，能避免在MATLAB窗口使用MATLAB命令和函数仿真时，需要熟记大量的M函数的麻烦。自从1993年出现了Simulink后，现在的MATLAB都同时捆绑有Simulink，Simulink的不断升级，使MATLAB已经不再是单纯的“矩阵实验室”，而是一个高级计算和仿真平台^[38]。

Simulink原本是为了控制系统的仿真而建立的易编程、易拓展的工具箱，可解决MATLAB不易解决的诸如非线性、变系数等问题，并能支持连续系统、离散系统以及连续离散混合系统的仿真；支持线性和非线性系统的仿真；支持多种采样频率系统的仿真等。为此，各学科领域根据自己仿真需要，以MATLAB为基础，开发了大量的专用仿真程序以模块形式置于Simulink中形成模块库。从Simulink4.1版开始有了电力系统模块库，可以方便地进行RLC电路、电力电子电路、电力系统、电机控制系统的仿真。因此，开关变换器稳态、动态特性、开关调节系统的仿真都可在MATLAB/Simulink环境下进行，对于设计者提出的新控制算法，也可通过用C语言编程后赋予函数模块，在系统设计中直接调用便可进行仿真。由于MATLAB使用方便、输入便捷、运算效率高、具有绘图功能和用户自行扩展空间等优点，因此受到了国内外科研机构、工业界、高校等用户的欢迎，成为广为使用的软件之一。

图3-6 MATLAB仿真界面

图3-7 MATLAB软件仿真的Buck变换器音频衰减率

用3.2节中列举的理想Buck变换器在CCM下的参数，在MATLAB软件环境下仿真界面如图3-6所示，这是通过编制简单程序而实现的，但同样可得到相应的稳态和动态小信号特性，如图3-7～图3-10所示。从图中可见，特性与用Mathcad仿真软件得到的特性一样。有关MATLAB仿真软件在开关变换器设计中的应用，将在本书第4章中详细介绍。(www.daowen.com)

图3-8 MATLAB软件仿真的Buck变换器控制-输出传递函数频率特性

图3-9 MATLAB软件仿真的Buck变换器输入阻抗频率特性

图3-10 MATLAB软件仿真的Buck变换器输出阻抗频率特性

开发MATLAB仿真软件的目的主要是针对控制系统设计的，因此与其他仿真软件相比较，它在对整个控制系统的仿真中更具优势，参考文献[41]针对实际应用中一些要求仿真建模细致程度同时兼顾系统层面及电路层面的电力电子系统仿真需求，提出了用PSIM+MATLAB联合建模仿真的方法。该方法既利用PSIM在对元件模型建模的同时提供功率级电路和控制电路中的常用元件模型，采用较为简单的梯形法求解系统方程，仿真速度快，可兼顾电路和系统层面的仿真需要的优点，又利用MATLAB仿真软件在实现控制策略和控制部分建模的优势，将PSIM和MATLAB软件联合仿真，即在建模时同时使用PSIM和MATLAB两款仿真软件，扬长避短，充分发挥PSIM和MATLAB各自优势，实现快速、精确的系统级和电路级仿真。在还没有哪一款仿真软件能够做到面面俱到地在电力电子系统设计的各个层面都有令人满意的表现的今天，这种将软件联合仿真的方法不失为解决实际问题的又一种途径。