MATLAB在电气工程中的应用课程设计

２０１　１年第１３期　

总第１２５期　中国观代孝　装备　ｌＳＳＮ１　６７２．１４３８　ＣＮ１　１

－４９９４／Ｔ　

Ｍａｔｌａｂ在电路教学中的应用　

谢东垒　张伟韩素敏　

河南理工大学河南焦作４５４０００　

摘要：电路实验在电路理论学习中起着非常重要的作用，采用Ｍａｔｌａｂ进行电路仿真实验既可以巩固和提高学生对电路理论　

知识的掌握，又可以使学生利用同一门计算机语言去解决后续各门课程的问题，为今后的学习与工作打下良好的基础。　

关键词：电路；教学；Ｍａｔｌａｂ　

Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｍａｔｌａｂ　ｉｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｔｅａｃｈｉｎｇ　

Ｘｉｅ　Ｄｏｎｇｌｅｉ，Ｚｈａｎｇ　Ｗｅｉ，Ｈａｎ　Ｓｕｍｉｎ　

Ｈｅｎａｎ　ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉａｏｚｕｏ，４５４０００，Ｃｈｉｎａ　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｐｌａｙｓ　ａ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｌｅａｒｎ　ｏｆ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｔｈｅｏｒｙ，ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　Ｍａｔｌａｂ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｏｎｌｙ　ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｅ　ａｎｄ　ｉｍｐｒｏｖｅ　

ｔｈｅ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｏｆ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ，ｂｕｔ　ａｌｓｏ　ａｌｌｏｗ　ｓｔｕｄｅｎｔｓ　ｔｏ　ｓｏｌｖｅ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｆｏｌｌｏｗ—ｕｐ　ｃｏｕｒｓｅｓ　ｂｙ　ｕｓｉｎｇ　ｔｈｅ　ｓａｌｎｅ　ｃｏｍｐｕｔｅｒ　ｌａｎｇｕａｇｅ，ｗｈｉｃｈ　ｌａｙｓ　ｇｏｏｄ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｆｕｔｕｒｅ　ｌｅａｒｎｉｎｇ　ａｎｄ　ｗｏｒｋ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｉｒｃｕｉｔ；ｔｅａｃｈｉｎｇ；Ｍａｔｌａｂ　

电路课程是电气、电子通信、自动化、计算机　

等专业的一门专业基础课，本课程的学习不仅为后续　

课程的学习准备必要的电路知识，而且在培养学生的　

科学思维能力、归纳总结能力和严肃认真的科学作风　

方面也起着重要的作用。电路课程注重理论教学的同　

第９卷第４期　２００９年１２月　柳州职业技术学院学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＬＩＵＺＨＯＵ　ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ＆ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ　Ｃ￣）ＬＬＥＧＥ　Ｖｏ１．９　ＮＯ．４　Ｄｅｃ．２００９　［理工农学研究］　

ＭＡＴＬＡＢ仿真在电气自动化专业　主干课程教学中的应用　

刘春梅　（柳州职业技术学院　电子电气系，广西柳州　５４５００６）　

摘要：通过实际教学应用案例论证在电气自动化专业各主干课程理论教学中采用ＭＡＴＬＡＢ仿真　辅助教学，将抽象的理论转化为可观化展示，有利于提高课堂效率及增强教学效果。　关键词：主干课程；ＭＡＴＬＡＢ；仿真；教学应用　中图分类号：Ｇ４３４　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７１－１０８４（２００９）０４—００７１—０４　１引言　电气自动化专业的主干课程如《电机及拖　动》、《电力电子技术》、《自动控制系统》等，　普遍存在工作原理推导繁琐，涉及电路图、波　形图繁多，基本公式罗列复杂等特点，传统的　“课堂讲授＋实验检验”的教学模式，不仅给老　师的“教”和学生的“学”都带来了很大的困　难，而且极大地打击了学生学习的积极性。　近年来．随着计算机软、硬件性能与质量　的提高，计算机的应用越来越普及，计算机仿　真技术也越来越广泛地应用于控制系统的分析　与设计过程中。在国内外各高校中，ＭＡＴＬＡＢ　是目前最流行的计算机仿真软件，特别是在控　制理论的教学中。每个章节都有仿真内容，帮　助学生理解所学的内容。【１】作为电气自动化专业　高职类学生。同样应该学会使用先进的计算机　技术来分析控制系统。通过ＭＡＴＬＡＢ仿真来验　证所学过的理论知识，更能提高自身的竞争能　力，适应当前人才市场的需求。因此在电气自　动化专业的主干课程中引人生动的ＭＡＴＬＡＢ计　算机辅助教学，把抽象的理论知识以可视化的　具体形式进行展示，对激发学生的学习兴趣和　提高教学效果是十分必要的。　２　ＭＡＴＬＡＢ及其仿真工具ＳＩＭＵＬＩＮＫ简介回　ＭＡＴＬＡＢ（Ｍａｔｒｉｘ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）　是Ｍａｔｈ　Ｗｏｒｋｓ公司提供的一种以矩阵为基础的交互式程　序计算语言。早期的ＭＡＴＬＡＢ主要用于解决科　学和工程的复杂数学计算问题。经过不断更新　和扩充，现已成为一个功能强、效率高、有着　完善的数值分析、强大的矩阵运算、复杂的信　息处理和完善的图形显示等多种功能的工具软　件。　ＳＩＭＵＬＩＮＫ是ＭＡＴＬＡＢ提供的一个图形化的　建模仿真工具，提供了多种实用工具箱（如控制系　统工具箱、通信模块工具箱、数字信号处理模块　工具箱、非线性控制模块工具箱、系统辨识工具　箱、神经网络模块工具箱、模糊工具箱等），广泛　地应用于自动控制、图像信号处理、语音处理、　雷达工程、信号分析、优化设计等领域。　３　ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真的教学应用　３．１　ＭＡＴ　／ＳＩＭｕＬＩＮＫ仿真在《电力电子技　术》课程教学中的应用案例　《电力电子技术》作为电气自动化专业的重　要专业基础课程。其教学过程中涉及很多电路及　波形分析内容，传统的教学方法板书费力费时，　

信息工程学院

课程设计报告书

题目: 基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真

课 程： 电子线路课程设计

专 业： 电气工程及其自动化

班 级：

学 号：

学生姓名：

指导教师：

2014年 12月 28日 信息工程学院 课程设计

信息工程学院课程设计任务书

学 号 学生姓名 专业（班级）

设计题目 基于Matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真

设

计

技

术

参

数 1. 晶闸管参数设置Ron=0.001Ω，Lon=0H，Uf=0.8V；Ic=0A，Rs=10Ω，Cs=4.7e-6F

2. 电源模块设置为：幅值220V，初相位0，频率是50HZ的正弦交流电

3. RLC元件模块设置参数：负载R=1Ω，L=0H，根据需要相应的调整

4. 同步脉冲发生器（Pulse Generater）模型参数设置为：脉冲幅值为10V，周期为0.02s，脉宽占整个周期的30%，相位延迟（1/50）*（30/360）s=1/600s（即α=30°，后面参数60°、90°、120°相应的调整）

设

计

要

求

熟悉整流电路的基本原理，能够运用所学的理论知识分析设计任务。

掌握基本电路的数据分析、处理；描绘波形并加以判断。

能正确设计电路，画出线路图，分析电路原理。

广泛收集相关技术资料。

参

考

资

料

[1]王兆安、刘进军.电力电子技术 西安[M].: 机械工业出版社 2009

[2]黄俊,王兆安.电力电子变流技术[M]. 北京:机械工业出版社,1994

[3]赵良炳.现代电力电子技术基础[M]. 北京:清华大学出版社,1995

[4]陈治明. 电力电子器件基础[M]. 北京:机械工业出版社,1992

电气工程自动化在matlab仿真应用

摘要：MATLAB是多学科多工作平台的大型科技应用软件。它包含众多的工具各异的工具箱，现如今，仿真软件的种类非常的多，而MATLAB正是由于其强大的功能，所以在许多的领域得到了广泛的应用。因此，本文主要就电气工程自动化在matlab仿真应用为课题进行探讨分析，以供参考。

关键词：电气工程自动化；matlab仿真；应用

前言

电气工程及其自动化主要涉及的是自动控制原理、现代控制理论、电力电子技术、电力系统分析、电力拖动等等，这些涉及的方面理论性强，且较难掌握。为了改善这些情况，可以利用MATLAB进行模拟仿真，从而在设计、开发电子产品等工作时，可以仿真计算以及计算机模拟自己所设计的电路，进一步的对参数和配置进行优化。

一 Matlab 概述

Matlab能够构建出一个高科技环境，在这个环境中可以实现高科技计算，具有更好的交互式友好界面，并且还可以实现一种交互式的程序设计。Matlab将各种强大的功能集成到一个可视化窗口中，在这种环境中不仅可以实现矩阵计算和数值分析，还能够进行非线性动态系统的建模与方针，将所应用的科学数据已可视化窗口的形式进行交互，使数据运算能够更为直观的展现出来，在工程设计以及科学研究领域实现数值运算与处理，是一套完整而全面的科学解决方案，并且不会受到诸如C、Fortran等程序语言在程序设计与编辑方面的的制约，是当前国际主流的计算软件。

二 Matlab 在电力系统仿真领域中的应用

基于负荷元件构成及特性和配电网络的Matlab建模技术，基于实际测量数据和特殊负荷模型参数辨识软件，对国家电网公司所属五大区域电网的负荷点特性进行了普查和详细调查，建立了我国负荷特性和Matlab模型参数库，为电网的仿真计算提供了技术依据。

实际工程中的电源不可能是理想的交流或直流电，电源经常会出现波动或突变，而这种波动或突变在有些情况下是不能被忽略的。在实际工程中，电力系统经常用到非交流性电源或直流电源，类如雷电冲击电流实验等。一些实验需要特殊的电源来测试，因些这些实验品具有许多特殊性能，如绝缘材料耐压性所需要用到缓慢递增电源。因此，电力系统需要考虑使用其它方法，来实际真正意义上能够满足要求的非线性电源。