matlab课程设计(电路)
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matlab电力系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能掌握MATLAB软件的基本操作,熟悉其在电力系统分析中的应用。
2. 学生能理解并运用电力系统的基本理论,包括电路方程、潮流计算、短路计算等。
3. 学生能运用MATLAB进行电力系统的建模、仿真和分析,解决实际问题。
技能目标:1. 学生能运用MATLAB软件进行电力系统相关计算,提高计算效率和准确性。
2. 学生能通过MATLAB编程实现电力系统的故障诊断和稳定性分析,提升实际操作能力。
3. 学生能独立完成电力系统课程设计项目,具备一定的实践应用能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过课程学习,培养对电力系统的兴趣和热爱,提高学习积极性。
2. 学生在团队合作中,学会相互尊重、沟通协作,培养良好的团队精神。
3. 学生能够认识到电力系统在国民经济发展中的重要性,树立正确的专业价值观。
课程性质:本课程为电力系统专业的一门实践性课程,旨在让学生通过MATLAB软件在电力系统中的应用,提高解决实际问题的能力。
学生特点:学生已具备一定的电力系统基础知识和编程能力,具有较强的学习意愿和动手实践能力。
教学要求:结合课程性质和学生特点,教师应注重理论与实践相结合,引导学生通过动手实践,达到课程目标。
同时,关注学生的个体差异,因材施教,确保每个学生都能在课程中学有所得。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. MATLAB软件基本操作与电力系统工具箱介绍- 熟练掌握MATLAB软件的界面与基本命令。
- 学习使用电力系统工具箱进行基本电力系统计算。
2. 电力系统基本理论- 电路方程的建立与求解。
- 潮流计算的基本原理和方法。
- 短路计算的基本原理和方法。
3. MATLAB在电力系统建模与仿真中的应用- 建立电力系统模型,进行仿真分析。
- 利用MATLAB进行电力系统故障诊断。
- 电力系统稳定性分析。
4. 实践项目与案例分析- 设计并完成电力系统课程设计项目。
matlab课程设计完整版一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握MATLAB的基本语法和操作,能够利用MATLAB进行简单的数学计算和数据分析。
具体来说,知识目标包括:了解MATLAB的历史和发展,掌握MATLAB的基本语法和数据类型,熟悉MATLAB的工作环境。
技能目标包括:能够使用MATLAB进行矩阵运算,编写简单的MATLAB脚本程序,进行数学计算和数据分析。
情感态度价值观目标包括:培养学生对科学计算软件的兴趣,增强学生的动手能力和团队协作能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括MATLAB的基本语法和操作。
首先,介绍MATLAB的历史和发展,使学生对MATLAB有一个整体的认识。
然后,讲解MATLAB的基本语法和数据类型,如矩阵的创建和操作,数据的输入和输出等。
接着,介绍MATLAB的工作环境,包括命令窗口、变量浏览器和脚本文件等。
最后,通过实例演示和练习,使学生能够熟练使用MATLAB进行简单的数学计算和数据分析。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标,将采用讲授法、实践法和讨论法等多种教学方法。
首先,通过讲授法向学生介绍MATLAB的基本概念和语法。
然后,通过实践法,让学生动手操作MATLAB软件,进行实际的数学计算和数据分析。
在实践过程中,引导学生进行讨论,分享自己的心得和经验,互相学习和进步。
最后,通过讨论法,对学生的学习情况进行总结和评价,及时调整教学策略。
四、教学资源为了保证本节课的教学质量,将准备教材、多媒体资料和实验设备等多种教学资源。
教材是学生学习的基础,多媒体资料可以丰富教学手段,实验设备则是学生进行实践操作的重要工具。
此外,还将利用网络资源,如在线教程和讨论区,为学生提供更多的学习资料和实践机会。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评价方式,以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要考察学生的课堂参与度和团队合作能力,通过观察和记录学生在课堂上的表现来进行评估。
matalab电力系统课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解电力系统的基础理论,掌握Matlab在电力系统中的应用。
2. 学生能够运用Matlab软件进行电力系统的基本分析和计算,如潮流计算、短路计算等。
3. 学生能够掌握电力系统中常用的Matlab函数和工具箱。
技能目标:1. 学生能够熟练操作Matlab软件,进行电力系统的模拟和仿真。
2. 学生能够利用Matlab解决电力系统中的实际问题,如优化、稳定分析等。
3. 学生能够通过Matlab编程实现电力系统的自动化分析,提高计算效率。
情感态度价值观目标:1. 学生对电力系统和Matlab产生浓厚的兴趣,培养主动探索和学习的积极性。
2. 学生在团队协作中培养良好的沟通能力和合作精神,增强解决问题的自信心。
3. 学生能够认识到电力系统对社会发展的重要性,增强对电力行业的责任感。
课程性质分析:本课程为电力系统专业课程,结合Matlab软件进行教学,旨在培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
学生特点分析:学生已具备一定的电力系统基础知识,对Matlab软件有一定了解,但实际操作能力较弱。
教学要求:1. 理论与实践相结合,注重培养学生的动手能力。
2. 采用案例教学,引导学生运用Matlab解决实际问题。
3. 强化团队合作,提高学生的沟通能力和协作精神。
二、教学内容1. 电力系统基础理论回顾:包括电力系统的基本概念、元件和模型,为后续Matlab应用打下基础。
- 教材章节:第一章 电力系统基本概念与元件- 内容:电力系统的组成、基本运行原理,主要电气设备的工作原理。
2. Matlab在电力系统中的应用介绍:介绍Matlab软件在电力系统分析中的应用,如潮流计算、短路计算等。
- 教材章节:第二章 Matlab在电力系统中的应用- 内容:Matlab软件的安装与配置,电力系统工具箱的介绍。
3. 潮流计算及稳定性分析:利用Matlab进行电力系统的潮流计算和稳定性分析。
课程设计任务书学生姓名:董航专业班级:电信1006班指导教师:阙大顺,李景松工作单位:信息工程学院课程设计名称:Matlab应用课程设计课程设计题目:Matlab运算与应用设计5初始条件:1.Matlab6.5以上版本软件;2.课程设计辅导资料:“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab及在电子信息课程中的应用”、线性代数及相关书籍等;3.先修课程:高等数学、线性代数、电路、Matlab应用实践及信号处理类相关课程等。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1.课程设计内容:根据指导老师给定的7套题目,按规定选择其中1套完成;2.本课程设计统一技术要求:研读辅导资料对应章节,对选定的设计题目进行理论分析,针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析,画出程序设计框图,编写程序代码(含注释),上机调试运行程序,记录实验结果(含计算结果和图表),并对实验结果进行分析和总结。
具体设计要求包括:①初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、进行简单操作;②MATLAB的数值计算:创建矩阵矩阵运算、多项式运算、线性方程组、数值统计;③基本绘图函数:plot, plot3, mesh, surf等,要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形标注、简单颜色设定等;④使用文本编辑器编辑m文件,函数调用;⑤能进行简单的信号处理Matlab编程;⑥按要求参加课程设计实验演示和答辩等。
3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写,具体包括:①目录;②与设计题目相关的理论分析、归纳和总结;③与设计内容相关的原理分析、建模、推导、可行性分析;④程序设计框图、程序代码(含注释)、程序运行结果和图表、实验结果分析和总结;⑤课程设计的心得体会(至少500字);⑥参考文献(不少于5篇);⑦其它必要内容等。
时间安排:1.5周(分散进行)参考文献:[1](美)穆尔,高会生,刘童娜,李聪聪.MA TLAB实用教程(第二版) . 电子工业出版社,2010.[2]王正林,刘明.精通MATLAB(升级版) .电子工业出版社,2011.[3]陈杰. MA TLAB宝典(第3版) . 电子工业出版社,2011.[4]刘保柱,苏彦华,张宏林. MATLAB 7.0从入门到精通(修订版) . 人民邮电出版社,2010.指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录1 MATLAB的简介 (1)2课程设计内容 (4)2.1 (5)2.2 (2)2.3 (2)2.4 (2)2.5 (2)2.6 (2)2.7 (2)2.8 (2)2.9 (2)2.10 (2)3课程设计心得体会 (1)4参考文献 (1)1 Matlab 软件简介1.1 MATLAB产生的历史背景MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
目录前言 (2)1.主电路设计 (4)1.1.设计目的及任务 (4)1.2.设计内容及要求 (4)1.3.设计结果 (4)1.4.设计原理 (4)1.5.建模仿真 (8)2开环仿真 (11)2.1.电阻性负载仿真波形 (11)2.1.1.波形分析 (12)2.2.阻感性负载 (13)2.2.1.波形分析 (13)2.3.阻感性负载 (14)2.3.1.波形分析 (14)3.闭环控制的仿真 (14)3.1闭环控制的实现步骤 (14)3.2闭环控制下的仿真电路图 (15)3.2.1输出波形 (15)3.3谐波分析 (18)4.设计体会 (20)参考文献 (21)摘要本次课程设计主要是研究单相交流调压电路的设计。
由于交流调压电路的工作情况与负载的性质有很大的关系,交流调压电路可以带电阻性负载,也可以带电感性负载等。
交流调压电路是采用相位控制方式的交流电力控制电路,通常是将两个晶闸管反并联后串联在每相交流电源与负载之间。
在电源的每半个周期内触发一次晶闸管,使之导通。
与相控整流电路一样,通过控制晶闸管开通时所对应的相位,可以方便的调节交流输出电压的有效值,从而达到交流调压的目的。
其晶闸管可以利用电源自然换相,无需强迫关掉电路,并可实现电压的平滑调节,系统响应速度较快,但它也存在深控时功率因数较低,易产生高次谐波等缺点。
以对单相交流调压电路的MATLAB闭环控制的仿真为例,介绍了基于MATLAB 的Simulink仿真中建立仿真模型的方法,以及如何利用仿真模型进行实际调压电路波形分析。
通过对比电路仿真结果和理论计算结果,二者完全吻合,论证了MATLAB中的Simulink仿真工具可以很方便地创建和维护一个完整的模型,评估不同算法和结构并验证系统性能。
关键词:交流;调压;晶闸管;闭环控制;仿真引言MATLAB是集数值计算、符号运算及图形处理等强大功能于一体的科学计算工具,作为强大的科学计算平台,它几乎可以满足所有的计算要求。
直流电路中电阻电路的计算--MATLAB课程设计课程设计题目电路仿真学院专业班级姓名指导教师年月日摘要《电路原理》是电类专业必修的一门重要的技术基础课,它具有基础科学和技术科学的二重性,不仅是电类学生学习后续课程的基础,也直接为解决电工电子工程中的一些实际问题服务。
大一下学期开始,通过对本课程的学习,我初步掌握了近代电路理论的一些基本知识和概念,能分析计算一些常见的,比较简单的基本电路,初步具有了解决实际问题的能力,并为后续课程的学习准备了必要的电路理论知识。
其分析电路的常见方法有:节点电压法,网孔电流法,叠加原理分析法,戴维宁定理和诺顿定理等等。
本文主要讨论用网口电流法来分析直流电路中关于电阻电路的计算方法。
在这个分析解决问题的过程中需要运用到MATLAB软件。
MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。
本文就是通过对MATLAB编程计算出的结果和Simulink仿真出的结果进行对比,来的出所要的结论和效果。
关键词:电路原理,网孔电流法,MATLAB,SIMULINK,AbstractThe circuit principle of electricity class specialized is compulsory course is an important technology, it has the basic science and technology is not only the scientific duality, electricity class student learning courses, and subsequent direct solution for electrical and electronic engineering of some actual problems. A semester began, this course of study, I have mastered some modern circuit theory, the elementary knowledge and the concept of some common to analysis and calculation, the basic circuit is simple, is the ability to solve practical problems, and for subsequent course of study prepared necessary circuit theory knowledge. The analysis of the common method: circuit node voltage, current, mesh superposition principle analysis method, DaiWeiNing theorem and NORTON's theorem, etc. This paper discusses how to use the WangKou current method to analyze the dc resistance circuit in the calculation. In the analysis and problem solving process needs to apply MATLAB software. MATLAB is Matrix lab (Matrix of Laboratory), is the MathWorks company business mathematics software is used to develop, data visualization algorithm, data analysis and numerical calculation of senior technical calculation language and interactive environment, including MATLAB and Simulink two most. This paper is based on MATLAB calculation results and Simulink results, comparing to the conclusion of the effect.直流电路中电阻电路的计算1 题目分析1.1设计题目如图1所示的电路,已知:R1=2Ω,R2=4Ω,R3=12Ω,R4=4Ω,R5=12Ω,R6=4Ω,R7=2Ω。
电力电子技术 matlab课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解电力电子技术的基本原理,掌握相关术语及概念;2. 学会使用MATLAB软件进行电力电子电路的仿真与设计;3. 掌握常见电力电子器件的工作原理及其在电路中的应用。
技能目标:1. 能够运用MATLAB软件构建电力电子电路模型,进行基本仿真分析;2. 能够对电力电子电路进行参数优化,提高电路性能;3. 能够运用所学知识解决实际问题,具备一定的电力电子技术实际应用能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电力电子技术及MATLAB软件的兴趣,提高学习积极性;2. 培养学生具备团队协作精神,善于与他人沟通交流,共同解决问题;3. 增强学生的创新意识,鼓励学生勇于探索新知识,提高实践能力。
课程性质:本课程为电力电子技术领域的实践课程,以MATLAB软件为工具,结合理论知识,培养学生的实际操作能力。
学生特点:学生已具备一定的电力电子技术理论基础,但对于MATLAB软件的使用相对陌生,需要从基础开始教学。
教学要求:教师需结合课本内容,由浅入深地引导学生学习MATLAB软件在电力电子技术中的应用,注重培养学生的实际操作能力和创新精神。
在教学过程中,关注学生的个体差异,给予个性化指导,确保课程目标的实现。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于实际电路设计与分析中,提高综合素养。
二、教学内容1. 电力电子技术基本原理回顾:包括电力电子器件的工作原理、特性及分类,重点掌握二极管、晶闸管、MOSFET和IGBT等器件。
2. MATLAB软件入门:介绍MATLAB软件的基本操作,如命令窗口、脚本编写、函数调用等,为后续仿真打下基础。
3. 电力电子电路建模与仿真:结合课本内容,选用典型电力电子电路进行建模与仿真,包括整流电路、逆变电路、斩波电路等。
- 教学大纲安排:按照课本章节进行,逐个分析各类电路的工作原理及仿真方法。
4. 参数优化与性能分析:教授学生如何运用MATLAB软件对电力电子电路进行参数优化,提高电路性能。
MATLAB在电气工程及其自动化中的应用课程设计1.1 电气工程及其自动化专业概论电气工程及其自动化涉及电力电子技术,计算机技术,电机电器技术与网络控制技术,机电一体化技术等诸多领域,是一门综合性较强的学科,其主要特点是强弱电结合,机电结合,软硬件结合,电工技术与电子技术相结合,元件与系统相结合,使学生获得电工电子、系统控制、电气控制、电力系统自动化、电气自动化装置及计算机应用技术等领域的基本技能。
1.2 MATLAB简介MATLAB是Matrix&Laboratory两个词的组合,译为矩阵实验室。
MATLAB 是由美国mathworks公司发布的主要面向科学计算、可视化以及交互式程序设计的计算环境,主要包括MATLAB、MATLAB工具箱和Simulink三大部分。
MATLAB软件是主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中,为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。
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解算问题要比用C,FORTRAN等语言简捷得多,且MATLAB吸收了Maple等软件的优点,使它成为一个强大的数学软件。
同时,在新版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JA V A的支持。
MATLAB软件主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
1.3 SimPowerSystems模块库简介Simulink是MATLAB软件中的一种可视化仿真工具,是一种基于MATLAB 的框图设计环境,是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包,被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。
电力电子课程设计关于MATLAB一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解和掌握MATLAB在电力电子领域的应用,培养学生运用MATLAB进行电力电子系统分析和设计的能力。
具体目标如下:1.知识目标:使学生掌握MATLAB的基本语法和操作,了解MATLAB在电力电子领域的应用范围,如交流调速系统、变频器、电力电子器件驱动等。
2.技能目标:培养学生运用MATLAB进行电力电子系统仿真分析的能力,能够编写简单的MATLAB脚本程序,实现电力电子电路的建模和仿真。
3.情感态度价值观目标:培养学生对电力电子领域的兴趣,提高学生运用现代工具解决实际问题的意识,培养学生的创新精神和团队合作能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.MATLAB概述:介绍MATLAB的发展历程、功能特点和基本语法。
2.MATLAB在电力电子领域的应用:讲解MATLAB在交流调速系统、变频器、电力电子器件驱动等方面的应用实例。
3.MATLAB电力电子仿真基础:介绍电力电子电路的建模方法,讲解MATLAB中电力电子仿真工具箱的使用。
4.实例讲解与实践:通过具体案例,引导学生运用MATLAB进行电力电子系统分析和设计,提高学生的实际操作能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解MATLAB的基本语法和操作,使学生掌握MATLAB的基本使用方法。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解MATLAB在电力电子领域的应用,培养学生运用MATLAB解决实际问题的能力。
3.实验法:安排课后实验,让学生动手实践,巩固所学知识,提高学生的实际操作能力。
4.小组讨论法:学生进行小组讨论,培养学生的团队合作意识和沟通能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学,将准备以下教学资源:1.教材:《MATLAB电力电子仿真与应用》。
2.参考书:电力电子相关书籍,如《电力电子技术》、《电力电子器件与应用》等。
matlab的电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解并运用Matlab软件进行电路设计与分析的基本原理;2. 学生掌握电路元件的数学模型,并能利用Matlab进行电路建模;3. 学生能够运用Matlab软件进行简单电路的仿真实验,并分析电路性能。
技能目标:1. 学生能够独立操作Matlab软件,进行电路图的绘制和参数设置;2. 学生能够运用Matlab编程,实现对电路的自动分析和计算;3. 学生具备解决实际电路问题并进行优化设计的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电路设计和分析的兴趣,提高学习积极性;2. 学生养成团队协作和沟通表达的良好习惯,增强合作意识;3. 学生认识到科技发展对电路设计的重要性,激发创新精神和责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,要求学生结合所学理论知识,运用Matlab软件进行电路设计和分析。
学生特点:学生具备一定的电路理论知识,但对Matlab软件的使用较为陌生,需要引导和培养。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生通过实际操作,掌握Matlab在电路设计中的应用。
同时,关注学生个体差异,提供个性化指导,确保课程目标的实现。
通过课程学习,使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分:1. Matlab软件基本操作与电路元件建模:介绍Matlab软件的使用方法,学习电路元件的数学模型,掌握基本电路元件的建模方法。
- 教材章节:第一章 Matlab基础,第二章 电路元件建模- 内容列举:Matlab界面与操作,数据类型与运算,电路元件的参数设置,建模方法。
2. 简单电路设计与仿真:学习并运用Matlab进行电路图的绘制,参数设置,进行电路仿真实验。
- 教材章节:第三章 电路图的绘制,第四章 电路仿真- 内容列举:电路图的绘制方法,参数设置技巧,仿真实验步骤,结果分析。
3. 程序设计在电路分析中的应用:学习Matlab编程,实现对电路的自动分析和计算。
电路利用Matlab的课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握使用Matlab软件进行基本电路模拟与仿真的方法;2. 理解并运用电路原理,利用Matlab软件构建简单的电路模型;3. 学习并掌握电路分析中的基本参数计算,如电压、电流、功率等。
技能目标:1. 能够运用Matlab软件进行电路图的绘制与仿真;2. 能够运用Matlab编程实现对电路性能的初步分析;3. 能够运用所学知识解决实际电路问题,并进行优化设计。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电路分析与设计的学习兴趣,激发学生的创新精神;2. 培养学生团队协作意识,提高沟通与交流能力;3. 引导学生认识到电路在科技发展中的重要作用,增强学生的社会责任感和使命感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,旨在通过Matlab软件的应用,使学生能够将电路理论知识与实际操作相结合,提高学生的实践能力和创新能力。
学生特点:学生具备基本的电路理论知识,有一定的计算机操作能力,对实际操作和解决问题充满好奇心。
教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养学生的实际操作能力和创新思维。
在教学过程中,将目标分解为具体的学习成果,便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 电路基础知识回顾:包括电路元件、电路图绘制、基本电路定律等,为学生后续的Matlab电路仿真打下基础。
相关教材章节:第一章 电路基础2. Matlab软件入门:介绍Matlab软件的基本操作、图形界面、编程环境等,使学生能够熟练使用软件进行电路仿真。
相关教材章节:第二章 Matlab软件概述3. 电路图的绘制与仿真:教授如何使用Matlab绘制电路图,并进行基本的电路仿真操作。
相关教材章节:第三章 电路图的绘制与仿真4. 电路分析方法:讲解并实践常用的电路分析方法,如节点分析、回路分析、频率响应分析等。
相关教材章节:第四章 电路分析方法5. 电路性能分析:学习如何运用Matlab软件对电路性能进行计算与分析,如电压、电流、功率等。
基于matlab地电力电子技术仿真设计第1章绪论1.1 MA TLAB 地产生过程和影响在20 世纪七十年代后期地时候:时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任地Cleve Moler 教授出于减轻学生编程负担地动机,为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序地“通俗易用”地接口,此即用FORTRAN编写地萌芽状态地MATLAB.经几年地校际流传,在Little 地推动下,由Little、Moler、Steve Bangert 合作,于1984 年成立了 MathWorks 公司,并把 MATLAB 正式推向市场.从这时起,MATLAB 地内核采用C语言编写,而且除原有地数值计算能力外,还新增了数据图视功能.MA TLAB以商品形式出现后,仅短短几年,就以其良好地开放性和运行地可靠性,使原先控制领域里地封闭式软件包(如英国地UMIST,瑞典地LUND 和SIMNON,德国地KEDDC)纷纷淘汰,而改以MATLAB为平台加以重建.在时间进入20 世纪九十年代地时候,MATLAB已经成为国际控制界公认地标准计算软件.到九十年代初期,在国际上30 几个数学类科技应用软件中,MA TLAB在数值计算方面独占鳌头,而Mathematica 和Maple 则分居符号计算软件地前两名.Mathcad 因其提供计算、图形、文字处理地统一环境而深受中学生欢迎.MathWorks 公司于1993 年推出MA TLAB4.0 版本,从告别DOS 版.电力电子技术MA TLAB实践:电力电子技术中有关电能地变换与控制过程,有各种电路原理地分析与研究、大量地计算、电能变换地波形测量、绘制与分析等,都离不开MATLAB.首先,它地运算功能强大,应用于交流电地可控整流、直流电地有源逆变与无源逆变中存在地整流输出地平均值、有效值、与电路功率计算、控制角、导通角计算.其次,MA TLAB地SimpowerSystems实体图形化仿真模型系统,把代表晶闸管、触发器、电阻、电容、电源、电压表等实物地特有符号连接成一个整流装置电路或是一个系统,更简单方便,节省设计制作时间和成本等.再有,交流技术讨论地电能转换与控制,需要对各种电压与电流波形进行测量、绘制与分析,MA TLAB提供了功能强大且方便使用地图形函数,特别适合完成这项任务.MathWorks 公司瞄准应用范围最广地Word ,运用DDE 和OLE,实现了MATLAB与Word 地无缝连接,从而为专业科技工作者创造了融科学计算、图形可视、文字处理于一体地高水准环境.1997 年仲春,MA TLAB5.0 版问世,紧接着是5.1、5.2,以及和1999 年春地5.3 版.与4.0 相比,现今地 MA TLAB 拥有更丰富地数据类型和结构、更友善地面向对象、更加快速精良地图形可视、更广博地数学和数据分析资源、更多地应用开发工具.(关于MATLAB5.0 地特点下节将作更详细地介绍.)诚然,到1999 年底,Mathematica 也已经升到4.0 版,它特别加强了以前欠缺地大规模数据处理能力.Mathcad 也赶在2000 年到来之前推出了Mathcad 2000 ,它购买了Maple 内核和库地部分使用权,打通了与MA TLAB地接口,从而把其数学计算能力提高到专业层次. 但是,就影响而言,至今仍然没有一个别地计算软件可与MA TLAB匹敌. 在欧美大学里,诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通信、时间序列分析、动态系统仿真等课程地教科书都把MATLAB作为内容.这几乎成了九十年代教科书与旧版书籍地区别性标志.在那里,MA TLAB是攻读学位地大学生、硕士生、博士生必须掌握地基本工具. 在国际学术界,MATLAB已经被确认为准确、可靠地科学计算标准软件.在许多国际一流学术刊物上,(尤其是信息科学刊物),都可以看到MATLAB地应用.在设计研究单位和工业部门,MATLAB被认作进行高效研究、开发地首选软件工具.如美国National Instruments 公司信号测量、分析软件LabVIEW,Cadence 公司信号和通信分析设计软件SPW等,或者直接建筑在MA TLAB之上,或者以MATLAB为主要支撑.又如 HP司地VXI 硬件,TM公司地DSP,Gage 公司地各种硬卡、仪器等都接受MATLAB地支持.1.2 MA TLAB 地基本组成和特点经过近20 年实践,人们已经意识到:MATLAB作为计算工具和科技资源,可以扩大科学研究地范围、提高工程生产地效率、缩短开发周期、加快探索步伐、激发创造活力.那么作为当前最新版本地MATLAB 7.0 究竟包括哪些内容?有哪些特点呢?5.0以前版本地MATLAB语言比较简单.它只有双精度数值和简单字符串两种数据类型,只能处理1 维、2 维数组.它地控制流和函数形式也都比较简单.这一方面与当时软件地整体水平有关,另方面与MA TLAB仅限于数值计算和图形可视应用地设计目标有关.从 5.0 版起,MA TLAB 对其语言进行了根本性地变革,使之成为一种高级地“阵列”式语言.1.3 MA TLAB 语言地传统优点MA TLAB自问世起,就以数值计算称雄.MA TLAB进行数值计算地基本处理单位是复数数组(或称阵列),并且数组维数是自动按照规则确定地.这一方面使MATLAB程序可以被高度“向量化”,另方面使用户易写易读.对一般地计算语言来说,必须采用两层循环才能得到结果.这不但程序复杂,而且那讨厌地循环十分费时. MA TLAB 处理这类问题则简洁快捷得多,它只需直截了当地一条指令y = exp(-2*t).*sin(5*t) ,就可获得.这就是所谓地“数组运算”.这种运算在信号处理和图形可视中,将被频繁使用.当A地列数大于行数时,x 有无数解.一般程序就必须按以上不同情况进行编程.然而对 MATLAB来说,那只需一条指令:x=A\b .指令是简单地,但其内涵却远远超出了普通教科书地范围,其计算地快速性、准确性和稳定性都是普通程序所远不及地.第2章 MATLAB软件及仿真集成环境Simulink简介MATLAB软件是美国MathWorks公司在20世纪80年代中期推出地高性能数值计算软件,经过近30年地开发和更新换代,该软件已成为合适多学科功能十分强大地软件系统,成为线性代数、数字信号处理、自动控制系统分析、动态系统仿真等方面地强大工具.MATLAB中含有一个仿真集成环境Simulink,其主要功能是实现各种动态系统建模、仿真与分析.在MA TLAB启动后地系统界面中地命令窗口输入”SIMULINK”指令就可以启动SIMULINK仿真环境.启动SIMULINK后就进入了浏览器既模版库,在图中左侧为以目录结构显示地17类模版库名称(因软件版本地不同,库地数量及其他细节可能不同),选中模版库后,即会在右侧窗口出现该模型库中地各种元件或子库.Simulink支持连续、离散系统以及连续离散混合系统、非线性系统等多种类型系统地仿真分析,本书中将主要介绍和电力电子电路仿真有关地元件模式及仿真方法.对于电力电子电路及系统地仿真,除需使用Simulink中地基本模板外,用到地主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中,该模型库提供了电气系统中常用元件地图形化地图形化元件模型,包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等.图形地元件模型使使用者可以快速并且形象地构建所需仿真系统结构.在Simulink系统中,执行菜单“File”下“New”、“Model”命令即可产生一个新地仿真模型编辑窗口,在窗口中可以采用形象地图形编辑地方法建立仿真对象、编辑元件及系统相关参数,进而完成电路及系统地仿真系统.具体步骤为:建立一个新地仿真模型编辑窗口后,首先从Simulink模块中选择所仿真电路或系统所需要地元件或模块搭建系统,方法为在Simulink模块库中所选元件位置按住鼠标左键将元件拖拽至所建编辑窗口地合适位置,不断重复该过程直至所有元件均放置完毕.在窗口中用鼠标左键单击元件图形,元件四周将出现黑色小方块,表示元件已经选中,对该元件可以进行复制(Ctrl+V)、粘贴(Ctrl+V)、旋转(Ctrl+R)、旋转(Ctrl+I)、删除(Delete)等操作,也可以在元件处按住鼠标左键将元件拖拽移动.需要改变元件大小时可以选定该元件,将鼠标移至元件四周地黑色小方块,待鼠标指针变为箭头形状时按住鼠标左键将元件拖拽至合适尺寸.(4)需要改变元件参数,可以在该元件处双击鼠标左键,即可弹出该元件地参数设置对话窗口进行参数设置.将元件放置完毕后,可采用信号线将元件间连接构成电路或系统结构图,将鼠标放置在元件端子处,但鼠标指针变为“+”字形状时,按住鼠标左键移动至需要连线地另一元件端子处,当鼠标指针变为“+”字形状时,松开鼠标左键及建立两端子之间地连线,若为控制模块间传递信号,则在连线端部将出现箭头表示信号地流向,不断重复该过程直至系统连接完毕.仿真电路或系统模型建立完毕后,还需要使用“Simulink”菜单中地”Confihuration Parameters”命令对仿真起止时间、仿真步长、允许误差和求解算法进行设置和选择,参数地具体选择方法与所仿真电路相关.(7)仿真模型建立完毕后,可以使用“file”菜单中地”Save”命令进行保存.2.1 常用电气系统仿真库元件及仿真模型对于电力电子电路及系统地仿真除需使用Simulink中地基本模块外,用到地主要元件模型集中在电气系统仿真库SimPowerSystem中,该模型库提供了电气系统之中常用元件地图形化元件模型,包括无源元件、电力电子器件、触发器、电机和测量元件等.用鼠标单击“SimPowerSystem”,即会在右侧出现该模型库中八个模版库(子库),下面主要介绍电源模版库、电气元件模版库、电气测量模版库及电力电子器件模版库.2.2 电气元件模块库用鼠标双击“Elements”图标,在窗口中显示29种电气元件.这些可以分为三大类:负载元件、传输线和变压器.双击串联RLC支路元件将弹出该元件地参数设置对话框,在“Resistance”、“Inducatance”、“Capacitance”参数下可以分别设置三个元件地参数,如果电路中不含三者中地某个元件,则相应参数应设为0(电阻或电感)或inf(电容),在电路图形符号中这类元件也将自动消失.串联RLC负载元件则是通过设置每个元件地容量,由程序自动计算元件地参数.并联RLC支路元件和并联RLC负载元件用于描述由电阻、电容、电感并联地电路,参数设置方法类似.在不考虑变压器铁心饱和时不勾选“Saturable core”.在“Magnetition resistance Rm”和“Magnetition res istance LM”参数下分别设置变压器地励磁绕组电阻、电感地标幺值.其他类型地变压器参数设置方法类似.第3章单相半波可控整流电路仿真3.1 电阻负载3.1.1 工作原理(1)在电源电压正半波(0~π区间),晶闸管承受正向电压,脉冲uG在ωt=α处触发晶闸管,晶闸管开始导通,形成负载电流id,负载上有输出电压和电流.(2)在ωt=π时刻,u2=0,电源电压自然过零,晶闸管电流小于维持电流而关断,负载电流为零.(3)在电源电压负半波(π~2π区间),晶闸管承受反向电压而处于关断状态,负载上没有输出电压,负载电流为零.(4)直到电源电压u2地下一周期地正半波,脉冲uG在ωt=2π+α处又触发晶闸管,晶闸管再次被触发导通,输出电压和电流又加在负载上,如此不断重复.3.1.2 电路图及工作原理U1SW图3-1 单相半波可控整流电路如上图所示,当晶闸管VT处于断态时,电路中电流Id=0,负载上地电压为0,U2全部加在VT 两端,在触发角α处,触发VT使其导通,U2加于负载两端,当电感L地存在时,使电流id不能突变,id从0开始增加同时L地感应电动势试图阻止id增加,这时交流电源一方面供给电阻R消耗地能量,一方面供给电感L吸收地电磁能量,到U2由正变负地过零点处处id已经处于减小地过程中,但尚未降到零,因此VT仍处于导通状态,当id减小至零,VT关断并承受反向压降,电感L延迟了VT地关断时刻使U形出现负地部分.3.1.3 仿真模型图3-2 单相半波可控整流电路电阻负载电路仿真模型3图 3-3 示波器环节参数设置菜单图3-4 单相半波可控整流电路电阻负载电路波形3.2 阻感负载图3-5单相半波可控整流电路电阻电感负载电路仿真模型图3-6单相半波可控整流电路电阻电感负载电路波形3.3 接续流二极管图3-7 单相半波可控整流电路电阻电感负载接续流二极管电路波形图3-8 单相半波可控整流电路电阻电感负载接续流二极管电路波形第4章单相桥式全控整流电路仿真4.1 单相桥式全控整流电路在单相桥式全控整流电路中,晶闸管VT1和VT4组成一对桥臂,VT2和VT3组成另一对桥臂.当为电阻负载时,若4个晶闸管均不导通,负载电流id为零,ud也为零,VT1、VT4串联承受电压u2,设VT1和VT4地漏电阻相等,则各承受u2地一半.若在触发角α处给VT1和VT4加触发脉冲,VT1和VT4即导通,电流从电源a端经VT1、R、VT4流回电源b端.当u2过零时,流经晶闸管地电流也降到零,VT1和VT4关断.在u2负半周,仍在触发延迟角α处触发VT2和VT3,VT2和VT3导通,电流从电源b端流出,经VT3、R、VT2流回电源a端.到u2过零时,电流又将为零,VT2和VT3关断.此后又是VT1和VT4导通,如此循环地工作下去,便构成了一个全波整流系统.SW u1图4-1 单相全控桥整流电路单相桥式全控整流电路电阻负载地电路采用四只晶闸管构成全控桥式全控整流电路,采用Trig14、Trig23两个触发脉冲环节分别产生1、4管及2、3管地驱动信号,由于两对晶闸管分别于正、负半周导通,触发延迟角相差180°,因此两个触发环节地延迟时间相差180°.电路中交流电源电压峰值为100V,频率为50Hz,初始相角为0°,负载电阻为2Ω.仿真结果如下图:图4-2单相桥式全控整流电路电阻负载仿真模型图4-3单相桥式全控整流电路电阻负载仿真波形4.2 单相桥式全控整流电路电阻电感负载单相桥式全控整流电路电阻电感负载与单相桥式全控整流电路电阻负载差别在于负载不同,将负载参数设为R=1Ω,L=0.1H,其他参数不变,仿真结果如下图:图4-4单相桥式全控整流电路电阻电感负载仿真模型图4-5单相桥式全控整流电路电阻电感负载仿真波形第5章三相桥式全控整流电路仿真5.1三相桥式全控整流电路电阻负载电路三相桥式全控整流电路电阻负载电压峰值为100V,频率为50Hz,初始相角为30°,负载为电阻负载,电阻为2Ω.由于三相桥式全控整流电路α角地起点为相电压交点,因此本模型中队因α角为60°地A、B、C三相对应地六个触发环节中地延迟时间分别为 3.33ms、6.67ms、10ms、13.33ms、16.67ms、0.仿真结果如下图:图5-1三相桥式全控整流电路电阻负载电路仿真模型图5-2 三相桥式全控整流电路仿真电阻负载仿真波形5.2三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路图5-3三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路仿真模型图5-4三相桥式全控整流电路电阻电感负载电路波形图总结通过这几天对课程设计所作地努力,成功完成了对电力电子技术中地单相半波可控整流电路、单相桥式全控整流电路、三相半波可控整流电路、三相桥式半控整流电路地计算机仿真实验.通过实践证明了MA TLAB/SIMUINK在电力电子仿真上地广泛应用.特别在数值计算应用最广地电气信息类学科中,熟练掌握MA TLAB可以大大提高分析研究地效率.通过这个课题学习MA TLAB软件地基本知识和使用技巧,熟练应用在电力电子技术中地建模与仿真.运用MA TLAB对电力电子电路进行仿真,加深了对电力电子知识地认识.通过老师与文献地帮助,掌握MATLAB软件,会了一些简单地操作与应用.致谢课程设计不仅仅是完成一篇论文地过程,而是一个端正态度地过程,是大学生活地一个过程,是在踏入社会前地历练过程.这个过程将使我受益匪浅!在这次课程设计中,使我明白了自己原来知识还比较欠缺.自己要学习地东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低.通过这次课程设计,我才明白学习是一个长期积累地过程,在以后地工作、生活中都应该不断地学习,努力提高自己知识和综合素质.在此要感谢我地指导老师柏逢明老师地指导,感谢老师给我地帮助.在设计过程中,我通过查阅大量有关资料,与同学交流经验和自学,并向老师请教等方式,使自己学到了不少知识,也经历了不少艰辛,但收获同样巨大.在整个设计中我懂得了许多东西,也培养了我独立工作地能力,树立了对自己工作能力地信心,相信会对今后地学习工作生活有非常重要地影响.而且大大提高了动手地能力,使我充分体会到了在创造过程中探索地艰难和成功时地喜悦.虽然这个设计做地也不太好,但是在设计过程中所学到地东西是这次课程设计地最大收获和财富,使我终身受益.参考文献[1] 洪乃刚.电力电子和电力拖动控制系统地MA TLAB仿真.机械工业出版社.2006.[2] 李维波.MA TLAB在电器工程中地应用.中国电力出版社.2007.[3] 王正林.MA TLAB/Simulink与控制系统仿真.电子工业出版社.2005.[4] 陈桂明.应用MA TLAB建模与仿真.机械工业出版社.2009.[5] 张葛祥,李娜.MATLAB仿真技术与应用.清华大学出版社.2008[6] 工兆安等.电力电子技术[M].北京:机械工业出版社.2007[7] 张平.MATLAB基础与应用简明教程[M].北京:北京航空航天大学出版社.2009[8] 飞思科技产品研发中心编.MA TLAB6.5应用接口编程.电子工业出版社.2008。
开关电源matlab课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解开关电源的基本原理,掌握其工作流程及关键参数;2. 学会使用MATLAB软件进行开关电源的仿真与设计;3. 掌握开关电源电路的建模方法,能够运用MATLAB进行模型搭建与分析。
技能目标:1. 能够运用所学知识,独立完成开关电源的MATLAB仿真实验;2. 能够运用MATLAB软件解决开关电源设计中的实际问题,提高实际操作能力;3. 通过课程学习,培养学生动手实践、团队协作和问题解决的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对电力电子技术及MATLAB软件的兴趣,提高学生的学习热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与创新,养成良好的学习习惯;3. 引导学生关注开关电源在实际应用中的节能环保作用,提高学生的社会责任感。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,注重理论联系实际,培养学生运用MATLAB软件解决开关电源设计问题的能力。
学生特点:学生具备一定的电路基础知识,对MATLAB软件有一定的了解,但对开关电源的深入研究和实践操作经验不足。
教学要求:结合学生特点,课程要求教师采用任务驱动、案例教学等方法,引导学生主动参与,注重培养学生的动手能力和实际问题解决能力。
通过课程学习,使学生能够将所学知识应用于开关电源的设计与优化,提高综合素质。
二、教学内容1. 开关电源基本原理:介绍开关电源的工作原理、类型及性能指标,结合教材相关章节,让学生掌握开关电源的基础知识。
2. MATLAB软件入门:回顾MATLAB软件的基本操作,重点讲解仿真、建模及分析等功能,为后续课程打下基础。
3. 开关电源电路建模:讲解开关电源电路的建模方法,指导学生运用MATLAB软件进行模型搭建,结合教材实例进行分析。
4. 开关电源MATLAB仿真:详细介绍开关电源的MATLAB仿真步骤,包括电路图绘制、参数设置、仿真分析等,使学生能够独立完成仿真实验。
5. 开关电源设计实例:选取具有代表性的开关电源设计实例,引导学生运用所学知识解决问题,提高实际操作能力。
电气 matlab 课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电气工程中MATLAB软件的基本操作和使用方法;2. 学习运用MATLAB进行电气系统仿真分析,包括电路建模、参数计算及结果分析;3. 了解MATLAB在电气领域中的应用场景,如电机仿真、电力系统分析等。
技能目标:1. 能够独立使用MATLAB软件搭建电气系统模型,并进行仿真实验;2. 学会运用MATLAB处理电气工程问题,提高问题解决能力;3. 培养团队协作和沟通能力,通过小组讨论、成果展示等形式,提高电气工程实践技能。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电气工程领域的兴趣,激发学习热情;2. 增强学生的创新意识和实践能力,鼓励探索MATLAB在电气工程中的应用;3. 树立正确的工程观念,培养学生严谨、认真、负责的工作态度。
本课程针对高年级电气工程专业学生,结合课程性质、学生特点和教学要求,明确以上课程目标。
通过本章节学习,学生将能够熟练运用MATLAB软件解决电气工程实际问题,为后续课程学习和工程实践奠定基础。
同时,课程目标分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. MATLAB基础知识:介绍MATLAB软件的基本操作、环境设置及常用命令;- 课本章节:第1章 MATLAB概述2. 电气系统建模与仿真:学习MATLAB中Simulink工具箱的使用,搭建电气系统模型;- 课本章节:第2章 电气系统建模与仿真3. 电路分析:运用MATLAB进行直流电路、交流电路及复杂电路的分析;- 课本章节:第3章 电路分析4. 电机仿真:介绍MATLAB中电机模型的建立及仿真分析;- 课本章节:第4章 电机仿真5. 电力系统分析:利用MATLAB进行电力系统的潮流计算、短路计算等;- 课本章节:第5章 电力系统分析6. MATLAB在电气工程中的应用案例:分析实际工程案例,提高学生运用MATLAB解决实际问题的能力;- 课本章节:第6章 MATLAB在电气工程中的应用教学内容安排与进度:共6周,每周1次课,每次课2学时。
课程设计任务书学生姓名:田鑫专业班级:电子科学与技术0703 班指导教师:钟毅工作单位:信息工程学院题目:基于MATLAB的时序逻辑电路设计与仿真初始条件:MATLAB 软件微机要求完成的主要任务:深入研究和掌握数字电路中时序逻辑电路的理论知识。
利用MATLAB强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算功能,实现时序逻辑电路的设计和仿真。
一、以寄存器为例仿真下列波形并行寄存器输出波形(以基本RS触发器构造);移位寄存器输出波形(用D触发器构造)二、以双向移位寄存器为例实现子系统的设计和封装并仿真下列波形4位双向移位寄存器并行输出波形;4位双向移位寄存器串行右移输出波形;4位双向移位寄存器串行左移输出波形三、以扭环计数器为例仿真下列波形扭环计数器的输出波形(以JK触发器实现)时间安排:学习MATLAB语言的概况第1天学习MATLAB语言的基本知识第2、3天学习MATLAB语言的应用环境,调试命令,绘图能力第4、5天课程设计第6-9天答辩第10天指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (2)Abstract (2)绪论 (1)1 MATLAB简介 (2)1.1 MATLAB程序设计 (2)1.2 MATLAB的特点 (2)1.3MATLAB程序设计 (2)1.4 M文件 (2)1.5 SIMULINK仿真设计 (3)1.5.1创建和使用模型 (3)1.5.2选择和定制模块 (3)1.5.3建立和编辑模型 (4)1.5.4配置子系统 (4)1.5.5条件执行子系统 (4)2 时序逻辑电路设计 (5)2.1 锁存器和触发器 (5)2.1.1 双稳态 (5)2.1.2锁存器 (5)2.1.3触发器 (5)2.2 时序逻辑电路设计 (7)2.2.1 移位寄存器 (7)2.2.2 扭环计数器 (9)3基于MATLAB的组合逻辑电路设计 (12)3.1以寄存器仿真波形 (12)3.1.1并寄存器的设计 (12)3.1.2移位寄存器的设计 (15)3.2以双向移位寄存器实现子系统的设计和封装仿真波形 (17)3.3以扭环计数器为例仿真下列波形 (24)4 收获、体会与建议 (26)5致谢 (27)6参考文献 (28)摘要MATLAB是当今最优秀的科技应用软件之一,具有强大的科学计算与可视化功能、简单易用、开放式可扩展环境。
目录一、课程设计目的 (1)二、课程设计任务 (1)三、课程设计题目 (1)3.1、画出分段函数图: (1)3.2、信号的产生与变换 (2)3.3、财经问题 (3)3.4、计算平均学分积GPA (4)3.5、供煤量分配问题 (6)四、课程设计结论及分析 (7)五、心得体会 (7)六、参考文献 (7)一、课程设计目的1. 熟悉MATLAB 的工作环境;2. 熟悉并练习MATLAB 的命令;3. 掌握MATLAB 的基本操作;4. 熟练掌握MATLAB 的基本应用。
二、课程设计任务1.熟练掌握MATLAB 的基本用法以及实际应用;2.将课程设计题目解答完毕,完成一下内容:(1)、画出分段函数图;(2)、信号的产生与变换;(3)、财经问题;(4)、计算平均学分积GPA ;(5)、供煤量分配问题。
三、课程设计题目3.1、画出分段函数图:2222220.5457exp(0.75 3.75 1.5),1(,)0.7575exp(6),1105457exp(0.75 3.75 1.5),1y x x x y p x y y x x y y x x x y ⎧---+>⎪=---<+≤⎨⎪--++≤-⎩(1) 程序:x=-3:0.1:3;y=-3:0.1:3;length_of_x=length(x);length_of_y=length(y);for i=1:length_of_xfor j=1:length_of_yif (x(i)+y(j))>1z(i,j)=0.5457*exp(-0.75*y(j)^2-3.75*x(i)^2-1.5*x(i)); elseif ((x(i)+y(j))>-1)&&((x(i)+y(j))<=1)z(i,j)=0.7575*exp(-y(j)^2-6*x(i)^2);elsez(i,j)=0.5457*exp(-0.75*y(j)^2-3.75*x(i)^2+1.5*x(i)); endendendmesh(x,y,z)(2) 运行结果:3.2、信号的产生与变换数字信号处理中y(n)=x(-n)的画图实现;其中21,33()0, n 3n n x n +-≤≤⎧=⎨>⎩(1)程序:n=-4:4;for i=1:9if abs(n(i))>3x(i)=0;else x(i)=2*n(i)+1;endendy=fliplr(x);stem(n,y);(2)运行结果:3.3、财经问题一笔100000元的贷款要按每月等额偿付d元的方式付清。
电气工程课程设计matlab一、教学目标本节课的教学目标是使学生掌握电气工程领域中常用的仿真工具MATLAB的基本使用方法,通过实际操作,学会利用MATLAB进行电气系统的仿真分析。
具体目标如下:1.理解MATLAB的基本功能和操作方法。
2.掌握MATLAB在电气工程中的应用领域和基本原理。
3.能够熟练使用MATLAB进行电气系统的仿真分析。
4.能够利用MATLAB解决实际电气工程问题。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和实践能力,提高他们对电气工程学科的兴趣。
2.培养学生团队合作精神,提高他们解决实际问题的能力。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.MATLAB概述:介绍MATLAB的发展历程、功能特点和应用领域。
2.MATLAB基本操作:讲解MATLAB的界面布局、命令语法、数据类型和运算方法。
3.电气系统仿真:介绍电气系统仿真的基本原理和方法,讲解MATLAB在电气系统仿真中的应用。
4.实际案例分析:分析实际电气工程问题,利用MATLAB进行仿真分析和解决方案的探讨。
三、教学方法为了提高教学效果,本节课将采用多种教学方法相结合的方式进行:1.讲授法:讲解MATLAB的基本功能、操作方法和电气系统仿真的原理。
2.案例分析法:分析实际电气工程问题,引导学生利用MATLAB进行仿真分析和解决问题。
3.实验法:学生进行上机实验,动手操作MATLAB进行电气系统仿真。
4.讨论法:鼓励学生积极参与课堂讨论,分享自己的学习心得和解决问题的方法。
四、教学资源为了保证教学效果,本节课将采用以下教学资源:1.教材:选用《电气工程与MATLAB》作为主要教材,系统讲解电气工程领域中MATLAB的应用。
2.多媒体资料:制作PPT课件,生动展示MATLAB的基本操作和电气系统仿真的实例。
3.实验设备:为学生提供计算机和MATLAB软件,进行实际操作演练。
4.网络资源:推荐学生访问相关,了解MATLAB的最新动态和电气工程领域的应用案例。
1 MATLAB简介1.1 MATLAB的概况MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。
除具备卓越的数值计算能力外,它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等语言完相同的事情简捷得多.当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.1.2 MATLAB产生的历史背景在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库.EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序库,LINPACK是解线性方程的程序库.在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平.到70年代后期,身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler,在给学生讲授线性代数课程时,想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库,但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间,于是他开始自己动手,利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序.Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB,该名为矩阵(matrix)和实验室(labotatory)两个英文单词的前三个字母的组合.在以后的数年里,MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传.1983年春天,Cleve Moler到Standford大学讲学,MATLAB深深地吸引了工程师John Little.John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景.同年,他和Cleve Moler,Steve Bangert一起,用C语言开发了第二代专业版.这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能.1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MA TLAB 推向市场,并继续进行MATLAB的研究和开发.在当今30多个数学类科技应用软件中,就软件数学处理的原始内核而言,可分为两大类.一类是数值计算型软件,如MATLAB,Xmath,Gauss等,这类软件长于数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软件,Mathematica,Maple 等,这类软件以符号计算见长,能给出解析解和任意精确解,其缺点是处理大量数据时效率较低.MathWorks公司顺应多功能需求之潮流,在其卓越数值计算和图示能力的基础上,又率先在专业水平上开拓了其符号计算,文字处理,可视化建模和实时控制能力,开发了适合多学科,多部门要求的新一代科技应用软件MATLAB.经过多年的国际竞争,MATLAB以经占据了数值软件市场的主导地位.在MATLAB进入市场前,国际上的许多软件包都是直接以FORTRANC语言等编程语言开发的。
这种软件的缺点是使用面窄,接口简陋,程序结构不开放以及没有标准的基库,很难适应各学科的最新发展,因而很难推广。
MATLAB 的出现,为各国科学家开发学科软件提供了新的基础。
在MATLAB问世不久的80年代中期,原先控制领域里的一些软件包纷纷被淘汰或在MATLAB上重建。
MathWorks公司1993年推出了MATLAB 4。
0版,1995年推出4。
2C版(for win3。
X)1997年推出5。
0版。
1999年推出5。
3版。
MATLAB 5。
X较MATLAB 4。
X无论是界面还是内容都有长足的进展,其帮助信息采用超文本格式和PDF 格式,在Netscape 3。
0或IE 4。
0及以上版本,Acrobat Reader中可以方便地浏览。
时至今日,经过MathWorks公司的不断完善,MATLAB已经发展成为适合多学科,多种工作平台的功能强大大大型软件。
在国外,MATLAB已经经受了多年考验。
在欧美等高校,MATLAB已经成为线性代数,自动控制理论,数理统计,数字信号处理,时间序列分析,动态系统仿真等高级课程的基本教学工具;成为攻读学位的大学生,硕士生,博士生必须掌握的基本技能。
在设计研究单位和工业部门,MATLAB 被广泛用于科学研究和解决各种具体问题。
在国内,特别是工程界,MATLAB 一定会盛行起来。
可以说,无论你从事工程方面的哪个学科,都能在MATLAB 里找到合适的功能。
1.3 MATLAB 常用函数Exp(x):自然指数;描述:该自然函数所得到的是各个x 所对应的自然函数值。
例如:*z x i y =+则所得到的是:(cos()sin())z x e e y i y =+Subplot(m,n,p):建立和控制多重轴;示例:subplot(m,n,p)subplot(m,n,p,'replace')subplot(h)subplot('Position',[left bottom width height])h = subplot(...)描述:该函数将屏幕分成行与列,其中m是行数,n是列数,p是位数;如果其画面已经存在,该函数将重新生成一个新的窗口将原来以覆盖。
例如:income = [3.2 4.1 5.0 5.6];outgo = [2.5 4.0 3.35 4.9];subplot(2,1,1); plot(income)subplot(2,1,2); plot(outgo)图1.3.1 示例一下图是分成了两行两列的一个例子:图1.3.2 示例二更多信息可以参见:函数axes, cla, clf等。
2 电路分析本组题目是Matlab 应用课程设计——基于MATLAB 的一阶RL 并联电路动态特性分析,其中02,2,2I A L H R ===Ω。
故我设计电路如下:图2.1 电路图其中,恒压电源的电压为2V ,电阻R 的阻值为2Ω,2H,与电感并联的电阻为2Ω,刚开始的时候开关打向1,在t=0的时候将开关打向2,求电路的零输入响应。
现在讨论该电路的零输入响应即可。
如图1.1中在开关转换之前,电流已经恒定。
即:(0)2u i A R-== 此时将开关打到右边,则等效电路图为图2.2 等效电路图开关闭合后,电感储存的能量将通过电阻以热能形式释放出来。
现在把开关开关动作时刻取为计时起点(t=0)。
开关闭合后,即t ≥0时,根据KVL 可得:0R L u u -=将,CR du u Ri i Cdt== 代入上述方程,有:0CC du RCu dt+= 这是一阶齐次微分方程,初始条件:0(0)(0)C C u u U +-==令此方程通解pt C u Ae =,代入上式后有:(1)0pt RCp Ae +=可得特征根为1p RC=-这样,求得满足初始值的微分方程的解为110(0)t t RCRCC C u u eU e--+==这就是放电过程中电感电压的表达式。
另外,电流表达式为:10()t C RC du di C C U e dt dt-=-=-从以上表达式可以看出,电压及电流都是按照同样的指数规律衰减的。
它们衰减的快慢取决于指数中的p 的大小。
p 是电路特征根,仅取决于电路的结构和元件的参数。
3 程序设计3.1 程序设计流程图图3.1.1 程序设计流程图3.2 程序设计步骤在这个Matlab 中,我们是对一个一阶RL 并联电路动态特性分析来进行计算,电路图如图2.1。
所以我对该程序进行如下分析:1. 定义一个函数,来执行该功能,定义名字为abc 。
2. 定义变量。
由要求可以知道,我的常量分别是电流是2A ,电感是2H ,电阻是2Ω。
3. 该程序运行时是为了得到最后相关变量的曲线变化情况,则我就为此设定扫描时间5s 以及扫描间隔0.001s 。
4. 定义其结果所需要的变量:最终所需要的是电感上电压的变化,设置为ul ,其中电感上的电压变化为:Rt LL u RIe-=-电路上电流的变化,设置为i ,其中电路中的电流变化为:Rt Li Ie-=电感上释放能量的功率变化,设置为P ,其中该功率为:212P Li5. 生成曲线图。
在程序运行完成之后,我所需要做的就是将之前运行所得结果生成曲线图,并将其显示出来。
因而我们运用subplot 和plot 函数,将窗口分为一行三列,分别显示ul 、i 、P 并且在其上标注题目——ul 、i 、P 以示区别。
3.3 程序源代码function abc() i=2,r=2,l=2; t=0:0.001:5; ul=-r*i*exp(-r*t/l); il=i*exp(-r*t/l); pl=1.0/2*l*il*il; subplot(1,3,1);plot(t,ul); title('ul(t)'); grid on;subplot(1,3,2);plot(t,il); title('il(t)');grid on;subplot(1,3,3);plot(t,pl); title('Pl(t)'); grid on;4 程序运行结果及图表分析图4.1 程序运行结果曲线由上可以看出,该实际分析所得图形与理论分析非常符合。
北京理工大学《Matlab应用》课程设计说明书5 心得体会(另附页)6 参考文献[1] 邱关源.电路原理(五版).北京:高等教育出版社,2006[2] 曹丙霞.protel原理图设计.北京:电子工业出版社,2007[3] 周开利,邓春晖.MA TLAB基础及应用教程.北京:北京大学出版社,2007[4] 张威.MATLAB6.0基础与编程与入门。
西安:西安电子科技大学出版社,2007[5] 张智星.MATLAB程序设计与应用。
北京:清华大学出版社,200211。