当前位置：文档之家 › 数学建模案例分析MATLAB在电气工程中的应用.ppt

数学建模案例分析MATLAB在电气工程中的应用.ppt

  • 格式：ppt
  • 大小：810.50 KB
  • 文档页数：82

下载文档原格式

  / 82

合集下载

MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例PPT(共47页)

MATLAB在电力系统故障分析中的仿真实例PPT(共47页)
4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。 口里不 说多余 的话， 自然祸 就少。 腹内的 食物能 减少， 自然病 就少。 思绪中 没有过 分欲， 自然忧 就少。 大悲是 无泪的 ，同样 大悟无 言。缘 来尽量 要惜， 缘尽就 放。人 生本来 就空， 对人家 笑笑， 对自己 笑笑， 笑着看 天下， 看日出 日落， 花谢 花开， 岂不自 在，哪 里来的 尘埃!
第5章 MATLAB在电力系统故障分析中
的仿真实例
5.1 无穷大功率电源供电系统三相短路仿真
5.2 同步发电机突然短路的暂态过程仿真
5.3 小电流接地系统单相故障
5.1 无穷大功率电源供电系统三相短路
仿真
5.1.1 无穷大功率电源供电系统三相短路的暂态过程
5.1.2 无穷大功率电源供电系统仿真模型构建
图5-17
发电机端突然三相短路时的定子电流仿真波形图
图5-18
图5-19
发电机端突然两相短路时的三相定子电流仿真波形图
5.3 小电流接地系统单相故障
5.3.1 小电流接地系统单相故障特点简介
5.3.2 小电流接地系统仿真模型构建
5.3.3 仿真结果及分析
5.3.1 小电流接地系统单相故障特点简
63、彩虹风雨后，成功细节中。
64、有些事你是绕不过去的，你现在逃 避，你 以后就 会话十 倍的精 力去面 对。
65、只要有信心，就能在信念中行走。
66、每天告诉自己一次，我真的很不错 。
67、心中有理想 再累也快乐
68、发光并非太阳的专利，你也可以发 光。
69、任何山都可以移动，只要把沙土一 卡车一 卡车运 走即可 。
其中,Transition status表示故障开关的状态，通常用“1”表示闭

MATLAB-8-Simulink在电力系统中的应用PPT教学课件

MATLAB-8-Simulink在电力系统中的应用PPT教学课件
Source)
2020/12/12
电力系统仿真初5探
➢ 直流电压源
为一理想直流电压源. 参数设置: Amplitude (幅值:V) Measurements (测量)
None: 对直流电压源不进行相关量的测量. Voltage: 对直流电压源两个终端进行测量, 方
法是将万用表(Multimeter)元件加载到相关电路模型中, 将其参数对话框中显示的可测量有选择地移到被测量 框中.
MATLAB 电力系统仿真
2020/12/12
1
内容
➢电力系统仿真初探 ➢电力系统时域分析 ➢电力系统频域分析
2020/12/12
2
电力系统仿真初探
重点:元件库及应用 电力系统仿真工具箱—电力系统元件库
➢ 启动和退出电力系统元件库
启动: (1) 在命令窗口键入powerlib,并执行 (2) 利用开始(Start)导航区启动 (3) 利于工具栏中Simulink按钮 退出:
None: 对交流电流源不进行相关量的测量. Current: 对交流电流源两个终端进行测量,
2020/12/12
电力系统仿真1初0探
➢ 受控电压源
由激励信号源控制的受控电压源. 参数设置: Initialize (初始化选项) Source type (激励源类型:AC, DC） Initial amplitude (初始化振幅, V) Initial phase (初始化相位,度） Initial frequency (初始化频率,Hz)
2020/12/12
电力系统仿真初8探
➢ 例如
u1
u2
V Rs
u1+u2 C
R
L
Multimeter

数学建模案例分析--MATLAB在电气工程中的应用

数学建模案例分析--MATLAB在电气工程中的应用
MATLAB在电气工程中的应用
2019/9/16
1
MATLAB简介
例:已知x是(n×m)维数组，计算：ye2xsin5x()
对一般的计算语言来说，必须采用两层循环才能得到结果:
var i,j:integer;
//用pascal语言
x,y: array [0..10] of array [0..20] of real;
工程学科中的建模与分析方法，为后续专业课程学习 奠定基础。
2019/9/16
7
考试形式
考试方式： 1、平时成绩(出勤率+课堂习题报告) 2、考试
2019/9/16
8
MATLAB的发展历程
MATLAB 是Matrix Laboratory的缩写。20世纪70年代由 Cleve Moler博士用FORTRAN语言开发了最初版本的矩阵分析软件。
在MATLAB中仅用以下指令： ezsurf('y/(1+x^2+y^2)')
2019/9/16
4
MATLAB简介
MATLAB是专门为科学计算而设计的，具有强大数据 图示功能的工具软件。
语法结构简明、数值计算高效、图形功能完备、易学 易用。
在矩阵代数、数值计算、数字信号处理、震动理论、 神经网络控制、动态仿真、建模、系统识别、控制系 统、非线性系统、模糊控制、优化技术、通讯系统、 财政金融等领域有着广泛应用。
13
* Toolbox实际是用MATLAB的基本语句编成的
开放式各种子程序集，用于解决各专业领域的特 定问题，例如：控制系统、信号处理、图像处理 、模糊集合、神经网络、小波分析等。
* MATLAB编译器，可以将M文件转化为C或 C++语言代码，增强了MATLAB灵活性。

MATLAB在数学建模中的应用ppt课件

MATLAB在数学建模中的应用ppt课件

y=
x^10+10^x+log(x)
>> diff(y) ans =
求 dy dx
Difference：差分 Differential：微分的
10*x^9+10^x*log(10)+1/x
可编辑课件PPT
17
例5 设 yln(1x), 求 d 2 y
>> syms x;
d x 2 x1
>> y=log(1+x); >> a=diff(y,x,2) a=
可编辑课件PPT
12
MATLAB操作窗口
双击桌面快捷键，启动软件。
可编辑课件PPT
接受命令的窗口
13
MATLAB在《微积分》中的应用 1、求函数值
例1 在命令窗口中键入表达式 zx2exyylnx3, 并求 x2,y4 时的函数值。
>> x=2,y=4 >>z=x^2+exp(x+y)-y*log(x)-3
可编辑课件PPT
11
MATLAB的环境
➢ 菜单项； ➢ 工具栏； ➢ 【Command Window】命令窗口； ➢ 【Launch Pad】分类帮助窗口； ➢ 【Workspace】工作区窗口； ➢ 【Command History】指令历史记录窗口； ➢ 【Current Directory】当前目录选择窗口；
0
>> int(exp(-x^2/2),0,1)
ans =
erf (x) 2 xet2dt
0
1/2*erf(1/2*2^(1/2))*2^(1/2)*pi^(1/2)
ans 2 2 2et2dt

数学建模-_MATLAB用法PPT课件

数学建模-_MATLAB用法PPT课件

第二节 MATLAB语言基本操作 2.1 变量和赋值
1、基本变量：矩阵 2、变量命名原则：
以字母开头 后面可以跟 字母、数字 和 下划线 长度不超过 63 个字符 变量名 区分字母的 大小 写，MATLAB提供的 标准函数名以及命令名必须用小写字母。
3、预定义变量 在MATLAB工作空间中，还驻留几个由系统
1.3 Matlab帮助
帮助命令 help 显示指定命令的简短使用说明
例：>> help eig
lookfor 按指定的关键词查询与之相关的命令
例：>> lookfor eig
doc 以网页形式显示指定命令的帮助页
例：>> doc eig
常用操作命令 clc: 清除命令窗口; clf: 清除当前图形; clear: 清除工作空间的变量和函数.
b1= A(3,2) b2=A(6)
结果： b1= 7
b2= 7
矩阵多个元素的提取 冒号运算符
A(:) 或 A(:,:) 提取A的所有元素
A(:,k) 提取 A的第 k 列全部元素 A(k,:) 提取A的第 k 行全部元素
A(:,k:m) 提取A的第 k列 到第 m 列元素 A(i:j,:) 提取A的第 i 行到第 j 行元素
目前，Matlab 已经成为国际上最流行的科学与工程计算的 软件工具，是一种具有广泛应用前景的全新的计算机高级编 程语言了，有人称它为“第四代”计算机语言。 就影响而言， 至今仍然没有一个别的计算软件可与 Matlab 匹敌。
Matlab 的最新版本 2010年， Matlab 7.11（R2010b)
5、元素的提取
矩阵单个元素的提取
A(i, j)：矩阵 A 中的第 i 行，第 j 列元素 A（i）：矩阵 A 中的第i个元素，它表示矩阵A

MATLAB在电路中的简单应用

MATLAB在电路中的简单应用

• 网孔电流法和结点电压 法 程序运行的结果相同 ，且与计算结果相符合 。
• 对比两种方法，可以看 出，结点电压法的矩阵 (A2×2,B2×1)比网孔电流法 的矩阵(A3×3,B3×1)要来得 简单。
2020/7/3
12
电阻电路 --戴维宁定理
2020/7/3
13
电阻电路
--戴维宁定理
• 程序运行结果
2020/7/3
15
动态电路 --三要素公式[2]
2020/7/3
16
动态电路 --三要素公式[2]
2020/7/3
17
例3 正弦稳态电路
• 如图，已知R=5Ω，ωL=3Ω，1/ωC=2Ω，
Uc=10∠30ºV，求Ir，Ic，I和UL，Us。并画出 其相量图。
2020/7/3
18
正弦稳态电路 [2]
2020/7/3
学生： 合作者： 指导老师： 2019-12-20
1
目录梗概
➢MATLAB简单介绍 ➢MATLAB与电路分析 ➢总结 ➢参考文献 ➢附录
2020/7/3
2
MATLAB简单介绍
• 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 。
2020/7/3
9
电阻电路
--网孔电流法[2]
•
• • • • • • • • • • • • • •
解问题（1） us=10 A=
18 -12 0 -12 28 -12
0 -12 18 i3 = 0.3704 u4 = 2.2222 u7 =0.7407 解问题（2） 给定u42=6 us2 =27.0000 i32 =1.0000 u72 =2

Matlab技术在电气设备故障诊断与预测中的应用案例

Matlab技术在电气设备故障诊断与预测中的应用案例电气设备故障诊断与预测一直是工程师们关注的重点。

近年来，随着计算机技术的不断发展和进步，Matlab作为一种强大的数学计算软件，被广泛应用于电气设备故障诊断与预测领域。

本文将分享几个实际应用案例，展示Matlab在电气设备故障诊断与预测中的优势和效果。

首先，我们来看一个电机故障诊断的案例。

电机是电气设备中常见的关键元件，其故障可能会导致设备无法正常工作。

通过使用Matlab，工程师们可以基于机械振动信号对电机的工作状态进行监测和诊断。

他们可以采集电机的机械振动信号，并将其传入Matlab软件进行分析。

利用Matlab提供的信号处理工具箱，可以对信号进行滤波、降噪、频谱分析等操作。

例如，通过应用小波变换算法，可以对电机的振动信号进行频谱分析，从而检测出故障频段的共振点，进一步确定故障类型。

接下来，我们转向电力系统中的一个实际应用案例。

电力系统是一个复杂的系统，在其运行过程中可能会出现各种故障。

为了提前诊断和预测这些故障，工程师们可以使用Matlab建立电力系统的数学模型，并仿真系统的运行情况。

有了这个数学模型，他们可以基于不同的故障场景进行仿真实验，以评估系统对故障的响应能力。

通过分析仿真结果，工程师们可以检测出系统潜在的故障点，并制定相应的应急措施，以保障电力系统的正常运行。

此外，Matlab还可以用于高压设备的故障预测。

高压设备故障一般由绝缘材料的老化、击穿等引起。

为了提前发现这些问题，工程师们可以基于支持向量机（SVM）算法使用Matlab建立预测模型。

他们可以收集大量的高压设备运行数据，并提取相关特征，然后通过训练模型，预测绝缘材料的寿命和设备的故障概率。

通过及时地监测和预警，可以减少设备的维修次数，提高电气设备的可靠性和运行效率。

最后，让我们来看一个电网故障定位的实际应用案例。

电网故障往往导致设备间的短路和线路中断，给电力系统带来巨大的经济损失。

MATLAB-7(MATLAB及其在电气工程下的应用)

t 2 0t T u (t ) (2T t ) 2 T t 2T 0 else
function TU=source1(T0,N0,K) u3(1:(N-(2*N0+2)+1))=0; t=linspace(0,K*T0,K*N0+1); U=[u1,u2,u3]; N=length(t); TU=[t‟,u‟] U1=t(1:(N0+1)).^2; U2=(t((N0+2):(2*N0+1))-2*T0).^2;
(1) 仿真时间
Start time 和 Stop time
仿真参数设置
Solver选项页 (2) 仿真解法设置
Simulink模型本质上是一个计算机程序， 它定义了描写被仿真系统的一组微分或差分方 程。仿真时要选择一种数值解算方法。
变步长解法 定步长解法
ode45 ode23 ode113 ode15s
(2) 注释位置的移动
仿真参数设置
菜单Simulation/simulation parameters命 令,完成对各项仿真参数的设置。包括Solver、 workspace I/O、Diagnostics、Advanced、 Real-Time Workshop选项
Solver选项页
设置仿真时间、解算方法、输出选择等。
练 习
在Simulink下求解初始状态为0的二阶微分方程:
x" 0.2x' 0.4x 0.2u(t )
u(t) 是单位阶跃函数.
常用的Source库信源
例: 调用MATLAB工作空间中的信号矩阵作为模 型输入.输入为 (2)构造简单的接收信号用的实验模型: “From Workspace”, ”Scope”并连接 (3)模块的参数设置: “From Workspace”中的data中填写TU (4)在命令窗口运行: TU=source1(1,100,4); (5) 在模型窗口进行仿真.

matlab在电气工程中得应用第1、2章MATLAB概述

LabVIEW与Octave：LabVIEW是National Instruments开发的图形化编程环境，主要用于测试和测量应用。Octave是一种开源 的数值计算语言，与Matlab语法相似。Matlab在数值计算、信号处理和控制系统方面具有优势，而LabVIEW在仪器控制和测试 测量方面有专长。
参与Matlab相关的论坛和社区，如 CSDN论坛、知乎等，与其他使用者 交流心得，遇到问题可以寻求帮助， 同时也可以学习到最新的应用技巧。
Matlab的未来发展与展望
云端化与在线化
人工智能与机器学习集成
开源与社区发展
与其他软件的集成
随着云计算技术的发展，未来 Matlab可能会推出云端版本， 用户无需安装本地软件即可在 线进行Matlab编程和计算。
数据分析
Matlab在数据分析领域用于数据挖 掘、机器学习、统计分析等方面。
图像处理
Matlab在图像处理领域用于图像滤 波、特征提取、图像识别等方面。
科学计算
Matlab在科学计算领域用于数值求 解各种数学问题，如线性代数、微积 分等。
02
Matlab基础知识
Matlab的数据类型
字符型
用于存储文本和字 符串数据。
图形可视化
Matlab具有强大的图形可视化 功能，可以绘制各种二维、三 维图形。
编程语言
Matlab是一种高级编程语言， 具有简洁明了的语法和丰富的 函数库。
交互式环境
Matlab提供了交互式编程环境 ，方便用户进行数据分析和算
法开发。
Matlab的应用领域
电气工程
Matlab在电气工程领域广泛应用于 控制系统设计、信号处理、电力电子 等方向。
逻辑型
用于表示布尔值 （真/假）。

电力电子技术应用实例MATLAB仿真_图文

目录摘要 (1关键词 (11.引言 (12.单相半波可控整流电路 (1 2.1实验目的 (12.2实验原理 (12.3实验仿真 (23.单相桥式全控整流电路 (8 3.1实验目的 (83.2实验原理 (83.3实验仿真 (94.三相半波可控整流电路 (10 4.1实验目的 (104.2实验原理 (114.3实验仿真 (125. 三相半波有源逆变电路 (14 5.1实验目的 (145.2实验原理 (145.3实验仿真 (156.三相桥式半控整流电路 (176.1 实验目的 (176.2实验原理 (17`6.3 实验仿真 (177.小结 (19致谢 (19电力电子技术应用实例的MATLAB 仿真摘要本文是用MATLAB/SIMULINK 实现电力电子有关电路的计算机仿真的毕业设计。

论文给出了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、三相半波有源逆变电路、三相桥式全控整流电路的实验原理图、MATLAB 系统模型图、及仿真结果图。

实验过程和结果都表明:MATLAB 在电力电子有关电路计算机仿真上的应用是十分广泛的。

尤其是电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 使得电力系统的仿真更加方便。

关键词 MATLAB SIMULINK PSB 电力电子相关电路1.引言MATLAB 是由Math Works 公司出版发行的数学计算软件,为了准确建立系统模型和进行仿真分析,Math Works 在MATLAB 中提供了系统模型图形输入与仿真工具一SIMULINK 。

其有两个明显功能:仿真与连接,即通过鼠标在模型窗口画出所系统的模型,然后可直接对系统仿真。

这种做法使一个复杂系统模型建立和仿真变得十分容易。

[4][2]在1998年,MathWoIks 推出了电力系统仿真的电力系统工具箱-Power System Blockset (PSB 。

其中包括了电路仿真所需的各种元件模型,包括有电源模块、基础电路模块、电力电子模块、电机模块、连线器模块、检测模块以及附加功率模块等七种模块库。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

MATLAB的主要特点
MATLAB 的基本单位为矩阵。 MATLAB 语言以解释方式工作。 具有非常友好的人机界面。 具有强大的作图和数据可视化功能. 智能化程度高。 具有极强的可扩展性。

2019/3/23 电气工程
第一章 MATLAB 基础209/3/23电气工程1.1 MATLAB的基本组成
2019/3/23 电气工程
教学内容
第一章 MATLAB基础 第二章 MATLAB基本语法 第三章 数组及矩阵运算 第四章 数值计算 第五章 符号运算 第六章 MATLAB计算结果可视化 第七章 MATLAB在系统仿真中的应用 第八章 MATLAB在信号处理中的应用

2019/3/23 电气工程
MATLAB在电气工程中的应用
2019/3/23
电气工程
MATLAB简介
2 x 例:已知x是(n×m)维数组，计算：y e si n( 5 x )
对一般的计算语言来说，必须采用两层循环才能得到结果: var i,j:integer; //用pascal语言 x,y: array [0..10] of array [0..20] of real; const m=10; n=20; begin for i:=1 to m do for j:=1 to n do y[i][j]:=exp(x[i][j])*sin(x[i][j]); end; MATLAB只用一条指令: y=exp(-2*x).*sin(5*x)。

MATLAB软件主要由主包、Simulink 动态系统仿 真和工具箱（ Toolbox）三大部分组成。 主包包括了 MATLAB 语言、数学函数库、工 作环境、图形处理系统和应用程序接口五部分。
MATLAB只用一条指令: x=A\b。
电气工程
MATLAB简介
y 例：绘制二元函数曲面： z 2 2 1 x y
在MATLAB中仅用以下指令： ezsurf('y/(1+x^2+y^2)')
2019/3/23 电气工程
MATLAB简介



MATLAB是专门为科学计算而设计的，具有强大数据 图示功能的工具软件。 语法结构简明、数值计算高效、图形功能完备、易学 易用。 在矩阵代数、数值计算、数字信号处理、震动理论、 神经网络控制、动态仿真、建模、系统识别、控制系 统、非线性系统、模糊控制、优化技术、通讯系统、 财政金融等领域有着广泛应用。
2019/3/23 电气工程
MATLAB简介
例：对于求解代数方程问题：
当A是标量时：
Ax b
1
b x A
当A是非奇异矩阵时：
x A b
当A是行数大于列数的满秩阵时， T 1 T 称超定方程组或矛盾方程组： x ( AA ) Ab 当A的列数大于行数时，有无数解。
2019/3/23
2019/3/23 电气工程
考试形式
考试方式： 1、平时成绩(出勤率+课堂习题报告) 2、考试
2019/3/23
电气工程
MATLAB的发展历程



MATLAB 是Matrix Laboratory的缩写。20世纪70年代由 Cleve Moler博士用FORTRAN语言开发了最初版本的矩阵分析软件。 80 年代初期，由 Moler、 John Little和Steve Bangert采用 C 语言改 写了 MATLAB 的内核。并于1984 年成立了 Mathworks 软件开发公 司，将 MATLAB 正式推向市场。 1988年推出了MATLAB 3.1（DOS）版本。 1993年，推出了应用于 Windows 操作系统的 MATLAB 4.0 版本。 1996年12月，推出MATLAB 5.0 版本(Release 8)。 1997年5月，推出 MATLAB 5.1 版本(Release 9)。 1998年3月，推出 MATLAB 5.2 版本(Release 10)。 1999年11月，推出 MATLAB 5.3 版本(Release 11) 。 2000年11月，推出 MATLAB 6.0 版本( Release 12)。 2001年6月，推出 MATLAB 6.1 版本( Release 12.1)。 2019/3/23 电气工程 2002年7月，推出 MATLAB 6.5 版本( Release 13)。
课程任务
通过本课程学习，使学生掌握利用MATLAB进行 数值计算的基本方法，熟悉MATLAB编程环境、语言 语法、程序结构、编程及调试技术，掌握MATLAB中 M文件、M函数编写方法及调试技术、MATLAB的绘 图和图形控制函数等内容，上机练习MATLAB数值解 算方法，具备上机操作的技能，学习MATLAB在电气 工程学科中的建模与分析方法，为后续专业课程学习 奠定基础。
MATLAB的发展历程



2019/3/23

2004 年6月，推出 MATLAB 7.0 版本( Release 14)。 2004 年11月，推出 MATLAB 7.0.1 版本( Release 14SP1)。 2005 年3月，推出 MATLAB 7.0.4 版本( Release 14SP2)。 2005 年9月，推出 MATLAB 7.1 版本( Release 14SP3)。 2006 年3月，推出 MATLAB 7.2 版本( Release 2006a)。 2006 年9月，推出 MATLAB 7.3 版本( Release 2006b)。 2007 年3月，推出 MATLAB 7.4 版本( Release 2007a)。 2007 年9月，推出 MATLAB 7.5 版本( Release 2007b)。 2008 年3月，推出 MATLAB 7.6 版本( Release 2008a)。 2008 年10月，推出 MATLAB 7.7 版本( Release 2008b)。 2009 年3月，推出 MATLAB 7.8 版本( Release 2009a)。 2009 年9月，推出 MATLAB 7.9 版本( Release 2009b)。 2010 年3月，推出 MATLAB 电气工程 7.10 版本( Release 2010a)。