基于Matlab的异步电机电磁核算程序设计

基于Matlab的异步电机电磁核算程序设计

毕业设计(论文)任务书

题目基于Matlab的异步电机电磁核算程序设计

姓名张三李四院系电气信息学院专业电气工程班级10xx 学号123456789012 指导老师林友杰职称副教授/博士教研室主任谢卫才

一、基本任务及要求:

设计内容:掌握计算辅助电机设计的基本原理和方法,掌握用计算机查表、读图常用方和基本算法。

利用MATLAB,编写异步电机的电磁计算程序。主要内容如下:

1、掌握异步电机的电磁设计方案和方法;

2、电机设计的计算机辅助设计的一般问题如(曲线、表格等的处理)及解决的方法;

3、电磁计算的MA TLAB编程;

4、利用Matlab设计异步电机电动机的电磁设计程序;特性曲线等的绘制。

设计要求:

1、绘制规范的程序流程图;

2、计算准确(与商业设计程序进行对比);

3、编程规范(程序要添加必要的注释说明内容)、易维护。

4、人机界面(用户界面)友好;

二、进度安排及完成时间:

1、?月??日~?月??日:查阅资料;撰写文献综述和开题报告;确定总体方案;

2、?月??日~?月??日:毕业实习、撰写实习报告;

3、?月??日~?月??日:毕业设计;

4、?月??日~?月??日:撰写毕业设计论文;

5、?月??日~?月??日:指导老师评阅、电子文档上传FTP;

6、?月??日~?月??日:毕业设计答辩;

7、?月??日~?月??日:毕业设计成绩评定;

8、?月??日~?月??日:毕业设计资料归档;

《应用计算方法教程》matlab作业二

6-1 试验目的计算特征值,实现算法 试验容:随机产生一个10阶整数矩阵,各数均在-5和5之间。 (1) 用MATLAB 函数“eig ”求矩阵全部特征值。 (2) 用幂法求A 的主特征值及对应的特征向量。 (3) 用基本QR 算法求全部特征值(可用MATLAB 函数“qr ”实现矩阵的QR 分解)。 原理 幂法:设矩阵A 的特征值为12n ||>||||λλλ≥???≥并设A 有完全的特征向量系12,,,n χχχ???(它们线性无关),则对任意一个非零向量0n V R ∈所构造的向量序列1k k V AV -=有11()lim ()k j k k j V V λ→∞ -=, 其中()k j V 表示向量的第j 个分量。 为避免逐次迭代向量k V 不为零的分量变得很大(1||1λ>时)或很小(1||1λ<时),将每一步的k V 按其模最大的元素进行归一化。具体过程如下: 选择初始向量0V ,令1max(),,,1k k k k k k k V m V U V AU k m +===≥,当k 充分大时1111,max()max() k k U V χλχ+≈ ≈。 QR 法求全部特征值: 111 11222 111 ,1,2,3,k k k k k A A Q R R Q A Q R k R Q A Q R +++==????==??=???? ??????==?? 由于此题的矩阵是10阶的,上述算法计算时间过长,考虑采用改进算法——移位加速。迭 代格式如下: 1 k k k k k k k k A q I Q R A R Q q I +-=?? =+? 计算k A 右下角的二阶矩阵() () 1,1 1,() (),1 ,k k n n n n k k n n n n a a a a ----?? ? ??? 的特征值()()1,k k n n λλ-,当()()1,k k n n λλ-为实数时,选k q 为()()1,k k n n λλ-中最接近(),k n n a 的。 程序

Y2-160M1-2三相异步电动机电磁设计解读

目录 摘要 ..................................................................... I Abstract................................................................. II 第一章绪论........................................................ - 4 - 1.1 工程背景...................................................... - 4 - 1.2 该课题设计的主要内容.......................................... - 4 - 第二章三相异步电动机................................................ - 6 - 2.1 三相异步电动机结构............................................ - 6 - 2.1.1 异步电动机的定子结构..................................... - 7 - 2.1.2 异步电动机的转子结构..................................... - 8 - 2.1.3 三相异步电动机接线图..................................... - 8 - 2.2 三相异步电动机工作原理........................................ - 9 - 2.3 三相异步电动机的机械特性和工作特性........................... - 12 - 第三章三相异步电机电磁设计......................................... - 14 - 3.1 主要尺寸和空气隙的确定....................................... - 14 - 3.2 定子绕组与铁芯设计........................................... - 14 - 3.2.1 定子绕组型式和节距的选择................................ - 15 - 3.2.2 定子冲片的设计.......................................... - 16 - 3.3 额定数据及主要尺寸........................................... - 17 - 3.4 磁路计算..................................................... - 19 - 3.5 性能计算..................................................... - 22 - 3.5.1 工作性能计算............................................ - 22 - 3.5.2 起动性能计算............................................ - 26 - 第四章电机转动轴的工艺分析......................................... - 28 - 4.1 转动轴的加工工艺分析......................................... - 28 - 4.2 选择设备和加工工序........................................... - 30 - 4.3 成品的最后工序............................................... - 31 - 小结与致谢........................................................... - 32 - 参考文献............................................................. - 33 -

各种计算电磁学方法比较和仿真软件

各种计算电磁学方法比较和仿真软件 各种计算电磁学方法比较和仿真软件微波EDA 仿真软件与电磁场的数值算法密切相关,在介绍微波EDA 软件之前先简要的介绍一下微波电磁场理论的数值算法。所有的数值算法都是建立在Maxwell 方程组之上的,了解Maxwell 方程是学习电磁场数值算法的基础。计算电磁学中有众多不同的算法,如时域有限差分法(FDTD )、时域有限积分法(FITD )、有限元法(FE)、矩量法(MoM )、边界元法(BEM )、谱域法(SM)、传输线法(TLM )、模式匹配法(MM )、横向谐振法(TRM )、线方法(ML )和解析法等等。在频域,数值算法有:有限元法( FEM -- Finite Element Method)、矩量法(MoM -- Method of Moments ),差分法( FDM -- Finite Difference Methods ),边界元法( BEM --Boundary Element Method ),和传输线法 ( TLM -Transmission-Line-matrix Method )。在时域,数值算法有:时域有限差分法( FDTD - Finite Difference Time Domain ),和有限积分法( FIT - Finite Integration Technology )。这些方法中有解析法、半解析法和数值方法。数值方法中又分零阶、一阶、二阶和高阶方法。依照解析程度由低到高排列,依次是:时域有限差分法(FDTD )、传输线法(TLM )、时域有限积分法(FITD )、有限元法(FEM )、矩量法(MoM )、线方法(ML )、边界元法(BEM )、谱域法(SM )、模式匹配法

计算电磁学

电磁学: 电磁学是研究电磁现象的规衛[]应用的物理学分支学科,起源于18世纪。广义的电磁学可以说是包含电学和磁学”但狭义来说是_ 门探讨电性与磁性交互关系的学科。主要硏究电磁波、电磁场以及有关电荷、带电物体的动力学等等。 计算电磁学: 内容简介: 本书在论述计算电磁学的产生背景、现状和发展趋势的基础上, 系统地介绍了电磁仿真中的有限差分法、人工神经网络在电磁建模中的应用,遗传算法在电磁优化中的应用等。 图书目录: 第一童绪论 1.1计算电磁学的产生背景 1.1.1高性能计算技术 1.1.2计算电磁学的重要性 1.1.3计算电磁学的硏究特点 1.2电磁场问题求解方法分类 1.2.1解析法 1.2.2数值法 1.2.3半解析数值法 13当前计算电磁学中的几种重要方法 13.1有限元法

1.3.2时域有限差分法 1.3.3矩量法 1.4电磁场工程专家系统 1.4.1复杂系统的电磁特性仿真 1.4.2面向CAD的复杂系统电磁特性建模1.4.3电磁场工程专家系统 第一篇电磁仿真中的有限差分法 第二童有限差分法 2.1差分运算的基本概念 2.2二维电磁场泊松方程的差分格式 2.2.1差分格式的建立 2.2.2不同介质分界面上边界条件的离散方法2.2.3第一类边界条件的处理 2.2.4第二类和第三类边界条件的处理 2.3差分方程组的求解 2.3.1差分方程组的特性 2.3.2差分方程组的解法 2.4工程应用举例 2.5标量时域有限差分法 2.5.1瞬态场标量波动方程 2.5.2稳定性分析 2.5.3网格色散误差

2.5.4举例 第三童时域有限差分法I——差分格式及解的稳定性3.1FDTD基本原理 3.1.1Yee的差分算法 3.1.2环路积分解释 3.2解的稳定性及数值色散 3.2.1解的稳定条件 3.2.2数值色散 3.3非均匀网格及共形网格 3.3.1渐变非均匀网格 3.3.2局部细网格 3.3.3共形网格 3.4三角形网格及平面型广义Yee网格 3.4.1三角形网格离散化 3.4.2数值解的稳定性 3.4.3平面型广义Yee网格 3.5半解析数值模型 3.5.1细导线问题 3.5.2增强细槽缝公式 3.5.3小孔耦合问题 3.5.4薄层介质问题 3.6良导体中的差分格式

计算方法_全主元消去法_matlab程序

%求四阶线性方程组的MA TLAB程序 clear Ab=[0.001 2 1 5 1; 3 - 4 0.1 -2 2; 2 -1 2 0.01 3; 1.1 6 2.3 9 4];%增广矩阵 num=[1 2 3 4];%未知量x的对应序号 for i=1:3 A=abs(Ab(i:4,i:4));%系数矩阵取绝对值 [r,c]=find(A==max(A(:))); r=r+i-1;%最大值对应行号 c=c+i-1;%最大值对应列号 q=Ab(r,:),Ab(r,:)=Ab(i,:),Ab(i,:)=q;%行变换 w=Ab(:,c),Ab(:,c)=Ab(:,i),Ab(:,i)=w;%列变换 n=num(i),num(i)=num(c),num(c)=n;%列变换引起未知量x次序变化for j=i:3 Ab(j+1,:)=-Ab(j+1,i)*Ab(i,:)/Ab(i,i)+Ab(j+1,:);%消去过程 end end %最后得到系数矩阵为上三角矩阵 %回代算法求解上三角形方程组 x(4)=Ab(4,5)/Ab(4,4); x(3)=(Ab(3,5)-Ab(3,4)*x(4))/Ab(3,3); x(2)=(Ab(2,5)-Ab(2,3)*x(3)-Ab(2,4)*x(4))/Ab(2,2); x(1)=(Ab(1,5)-Ab(1,2)*x(2)-Ab(1,3)*x(3)-Ab(1,4)*x(4))/Ab(1,1); for s=1:4 fprintf('未知量x%g =%g\n',num(s),x(s)) end %验证如下 %A=[0.001 2 1 5 1; 3 -4 0.1 -2 2;2 -1 2 0.01 3; 1.1 6 2.3 9 4]; %b=[1 2 3 4]'; %x=A\b; %x1= 1.0308 %x2= 0.3144 %x3= 0.6267 %x4= -0.0513

异步电动机机械特性的MATLAB仿真

辽宁工业大学 实验室开放课题设计(论文) 题目:异步电动机机械特性的MATLAB仿真》 院(系):电气工程学院 专业班级:自动化 131 学号: 0 ` 学生姓名:徐峰 指导教师:赵丽丽

起止时间:

摘要 异步电动机以其结构简单、运行可靠、效率较高、成本较低等特点,在日常生活中得到广泛的使用。目前,电动机控制系统在追求更高的控制精度的基础上变得越来越复杂,而仿真是对其进行研究的一个重要手段。MATLAB是一个高级的数学分析和运算软件,可用动作系统的建模和仿真。在分析三相异步电动机物理和数学模型的基础上,应用MATLAB软件简历了相对应的仿真模型;在加入相同的三相电压和转矩的条件下,使用实际电机参数,与MALAB给定的电机模型进行了对比仿真。 第一章对异步电机的实验要求做出了相关的描述,第二章对MATLAB仿真软件做了一定的介绍,第三章是对异步电动机的机械特性、启动、制动和正反转进行理论分析和仿真模拟以及仿真结果的分析。 经分析后,表明模型的搭建是合理的。因此,本设计将结合MATLAB的特点,对三相异步电机进行建模和仿真,并通过实际的电动机参数,对建立的模型进行了验证。 关键词:异步电机、数学模型、MATLAB仿真、三相异步电动机

目录 第1章实验任务及要求 (1) 第2章 MATLAB及SIMULINK的介绍 (2) MATLAB介绍 (2) S IMULINK模块的介绍 (3) 第3章仿真实验 (4) 三相异步电动机的机械特性 (4) 三相异步电动机起动的仿真 (6) 三相异步电动机制动仿真 (8) 三相异步电动机正反转仿真 (10) 第4章总结 (12) 参考文献 (13) 附录 (14)

计算电磁学入门基础介绍

计算电磁学入门基础介绍 一. 计算电磁学的重要性 在现代科学研究中,“科学试验,理论分析,高性能计算”已经成为三种重要的研究手段。在电磁学领域中,经典电磁理论只能在11 种可分离变量坐标系中求解麦克斯韦方程组或者其退化形式,最后得到解析解。解析解的优点在于: ①可将解答表示为己知函数的显式,从而可计算出精确的数值结果; ②可以作为近似解和数值解的检验标准; ③在解析过程中和在解的显式中可以观察到问题的内在联系和各个参数对数值结果所起的作用。 这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题。当遇到不规则形状或者任意形状边界问题时,则需要比较复杂的数学技巧,甚至无法求得解析解。20 世纪60 年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法也迅速发展起来,并在实际工程问题中得到了广泛地应用,形成了计算电磁学研究领域,已经成为现代电磁理论研究的主流。简而言之,计算电磁学是在电磁场与微波技术学科中发展起来的,建立在电磁场理论基础上,以高性能计算机技术为工具,运用计算数学方法,专门解决复杂电磁场与微波工程问题的应用科学。相对于经典电磁理论分析而言,应用计算电磁学来解决电磁学问题时受边界约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。原则上来讲,从直流到光的宽广频率范围都属于该学科的研究范围。近几年来,电磁场工程在以电磁能量或信息的传输、转换过程为核心的强电与弱电领域中显示了重要作用。 二. 电磁问题的分析过程 电磁工程问题分析时所经历的一般过程为: 三. 计算电磁学的分类 (1) 时域方法与谱域方法 电磁学的数值计算方法可以分为时域方法(Time Domain或TD)和频域方法(Frequeney Domain或FD)两大类。 时域方法对Maxwell方程按时间步进后求解有关场量。最著名的时域方法是时域有限差分法(Finite Difference Time Domain或FDTD)。这种方法通常适用于求解在外界激励下场

三相异步电动机电磁计算

三相电机 额定电压U=380V,f=50HZ,机座号Y132,输出P2=8KW,p=4极 螈 1. 2.芄型号:Y132M 3. 4.蒂输出功率:P N=8KW 5. 6.袂相数:m1=3 7. 8.薇接法: 9. 10.莃相电压:Uφ=380V 11. 13. 14.极对数:p=2 15. 16.定子槽数:Z1=36

17. 18.转子槽数:Z2=32 19. 20.定子每极每相槽数: 21. 22.肂定子外径:D1=21cm D i1=13.6cm 荿定子内径: =0.4mm 蒃气隙长度:δ 转子外径:D2=13.52cm 13.6-0.04*2=13.52cm 转子内径:D i2=4.8cm 定子槽型:半闭口圆底槽 定子槽尺寸:b o1=0.35cm b1=0.67cm h o1=0.08cm R1=0.44cm h12=1.45cm 转子槽形:梯形槽 转子槽尺寸:b o2=0.1cm b r1=0.55cm b r2=0.3cm h o2=0.05cm h r12=2.3cm

23.极距: 24.定子齿距: 25.转子齿距: 26.气隙长度: 27.转子斜槽距:b sk=t1=1.187cm 28.铁芯长度:l=16cm 29.铁芯有效长度:无径向通风道:l ef=l+2δ=16.08cm 30.净铁芯长:无径向通风道:l Fe=K Fe l=0.95*16=15.2cm K Fe=0.95(不涂漆) 31.绕组型式:单层交叉式 32.并联支路数:a1=1 33.节距:1-9,2-10,11-18 34.每槽导线数:由后面计算的数据根据公式计算为: 每极磁通φ1=0.00784wb 波幅系数:K A=1.46 绕组系数:K dp1=0.96

计算电磁学结课论文

《计算电磁学》学习心得 姓名:桑dog 学号: 班级: 联系方式:

前言 计算电磁学是科技的重要领域它的研究涉及到应用计算机求解电磁方程它的重要性基于麦克斯韦方程——唯一的可以描述小到亚原子大到天体尺度的所有物理现象的方程, 。而且, 麦克斯韦方程式对于结果拥有很强的预测能力: 对于一个复杂问题的麦克斯韦方程的解通常可以准确的预知实验结果。因此, 麦克斯韦方程的解对于提高我们对复杂系统之物理现象的洞察力和设计复杂系统的能力均有极大帮助所以, 成功求解麦克斯韦方程式拥有广泛的应用前景: 例如纳米技术, 电脑微电子电路, 电脑芯片设计, 光学, 纳米光学, 微波工程, 遥感, 射电天文学, 生物医学工程, 逆散射和成象等等。 这篇文章的安排如下:第一章介绍了计算电磁学的重要意义以及发展状况。第二章介绍了计算电磁学中解决问题的方法分类。第三章对主要的数值方法进行了简介。第四章展望了计算电磁学的发展趋势。

第1章计算电磁学的重要性 在现代科学研究中,“科学试验,理论分析,高性能计算”已经成为三种重要的研究手段[1]。在电磁学领域中,经典电磁理论只能在11 种可分离变量坐标系中求解麦克斯韦方程组或者其退化形式,最后得到解析解。解析解的优点在于: ●可将解答表示为己知函数的显式,从而可计算出精确的数值结果; ●可以作为近似解和数值解的检验标准; ●在解析过程中和在解的显式中可以观察到问题的内在联系和各个参数对数值 结果所起的作用。 这种方法可以得到问题的准确解,而且效率也比较高,但是适用范围太窄,只能求解具有规则边界的简单问题[2]。当遇到不规则形状或者任意形状边界问题时,则需要比较复杂的数学技巧,甚至无法求得解析解。20 世纪60 年代以来,随着电子计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法也迅速发展起来,并在实际工程问题中得到了广泛地应用,形成了计算电磁学研究领域,已经成为现代电磁理论研究的主流。简而言之,计算电磁学是在电磁场与微波技术学科中发展起来的,建立在电磁场理论基础上,以高性能计算机技术为工具,运用计算数学方法,专门解决复杂电磁场与微波工程问题的应用科学。相对于经典电磁理论分析而言,应用计算电磁学来解决电磁学问题时受边界约束大为减少,可以解决各种类型的复杂问题。原则上来讲,从直流到光的宽广频率范围都属于该学科的研究范围。近几年来,电磁场工程在以电磁能量或信息的传输、转换过程为核心的强电与弱电领域中显示了重要作用。[3]

(整理)matlab16常用计算方法.

常用计算方法 1.超越方程的求解 一超越方程为 x (2ln x – 3) -100 = 0 求超越方程的解。 [算法]方法一:用迭代算法。将方程改为 01002ln()3 x x =- 其中x 0是一个初始值,由此计算终值x 。取最大误差为e = 10-4,当| x - x 0| > e 时,就用x 的值换成x 0的值,重新进行计算;否则| x - x 0| < e 为止。 [程序]P1_1abs.m 如下。 %超越方程的迭代算法 clear %清除变量 x0=30; %初始值 xx=[]; %空向量 while 1 %无限循环 x=100/(2*log(x0)-3); %迭代运算 xx=[xx,x]; %连接结果 if length(xx)>1000,break ,end %如果项数太多则退出循环(暗示发散) if abs(x0-x)<1e-4,break ,end %当精度足够高时退出循环 x0=x; %替换初值 end %结束循环 figure %创建图形窗口 plot(xx,'.-','LineWidth',2,'MarkerSize',12)%画迭代线'.-'表示每个点用.来表示,再用线连接 grid on %加网格 fs=16; %字体大小 title('超越方程的迭代折线','fontsize',fs)%标题 xlabel('\itn','fontsize',fs) %x 标签 ylabel('\itx','fontsize',fs) %y 标签 text(length(xx),xx(end),num2str(xx(end)),'fontsize',fs)%显示结果 [图示]用下标作为自变量画迭代的折线。如P0_20_1图所示,当最大误差为10-4时,需要迭代19次才能达到精度,超越方程的解为27.539。 [算法]方法二:用求零函数和求解函数。将方程改为函数 100()2ln()3f x x x =-- MATLAB 求零函数为fzero ,fzero 函数的格式之一是 x = fzero(f,x0) 其中,f 表示求解的函数文件,x0是估计值。fzero 函数的格式之二是 x = fzero(f,[x1,x2])

电磁学复习计算题(附答案)

《电磁学》计算题(附答案) 1. 如图所示,两个点电荷+q 和-3q ,相距为d . 试求: (1) 在它们的连线上电场强度0=E ? 的点与电荷为+q 的点电荷相距多远? (2) 若选无穷远处电势为零,两点电荷之间电势U =0的点与电荷为+q 的点电荷相距多远? d +q 2. 一带有电荷q =3×10-9 C 的粒子,位于均匀电场中,电场方向如图所示.当该粒子沿水平方向向右方运动5 cm 时,外力作功6×10-5 J ,粒子动能的增量为4.5×10-5 J .求:(1) 粒子运动过程中电场力作功多少?(2) 该电场的场强多大? 3. 如图所示,真空中一长为L 的均匀带电细直杆,总电荷为q ,试求在直杆延长线上距杆的一端距离为d 的P 点的电场强度. 4. 一半径为R 的带电球体,其电荷体密度分布为 =Ar (r ≤R ) , =0 (r >R ) A 为一常量.试求球体内外的场强分布. 5. 若电荷以相同的面密度均匀分布在半径分别为r 1=10 cm 和r 2=20 cm 的两个同心球面上,设无穷远处电势为零,已知球心电势为300 V ,试求两球面的电荷面密度的值. (0 =8.85× 10-12C 2 / N ·m 2 ) 6. 真空中一立方体形的高斯面,边长a =0.1 m ,位于图中所示位 置.已知空间的场强分布为: E x =bx , E y =0 , E z =0. 常量b =1000 N/(C ·m).试求通过该高斯面的电通量. 7. 一电偶极子由电荷q =1.0×10-6 C 的两个异号点电荷组成,两电荷相距l =2.0 cm .把这电偶极子放在场强大小为E =1.0×105 N/C 的均匀电场中.试求: (1) 电场作用于电偶极子的最大力矩. (2) 电偶极子从受最大力矩的位置转到平衡位置过程中,电场力作的功. 8. 电荷为q 1=8.0×10-6 C 和q 2=-16.0×10-6 C 的两个点电荷相距20 cm ,求离它们都是20 cm 处的电场强度. (真空介电常量 =8.85×10 -12 C 2N -1m -2 ) 9. 边长为b 的立方盒子的六个面,分别平行于xOy 、yOz 和xOz 平面.盒子的一角在坐标原点处.在 此区域有一静电场,场强为j i E ? ??300200+= .试求穿过各面的电通量. E ? q L d q O x z y a a a a

matlab用于计算方法的源程序

1、Newdon迭代法求解非线性方程 function [x k t]=NewdonToEquation(f,df,x0,eps) %牛顿迭代法解线性方程 %[x k t]=NewdonToEquation(f,df,x0,eps) %x:近似解 %k:迭代次数 %t:运算时间 %f:原函数,定义为内联函数 ?:函数的倒数,定义为内联函数 %x0:初始值 %eps:误差限 % %应用举例: %f=inline('x^3+4*x^2-10'); ?=inline('3*x^2+8*x'); %x=NewdonToEquation(f,df,1,0.5e-6) %[x k]=NewdonToEquation(f,df,1,0.5e-6) %[x k t]=NewdonToEquation(f,df,1,0.5e-6) %函数的最后一个参数也可以不写。默认情况下,eps=0.5e-6 %[x k t]=NewdonToEquation(f,df,1) if nargin==3 eps="0".5e-6; end tic; k=0; while 1 x="x0-f"(x0)./df(x0); k="k"+1; if abs(x-x0) < eps || k >30 break; end x0=x; end t=toc; if k >= 30 disp('迭代次数太多。'); x="0"; t="0"; end

2、Newdon迭代法求解非线性方程组 function y="NewdonF"(x) %牛顿迭代法解非线性方程组的测试函数 %定义是必须定义为列向量 y(1,1)=x(1).^2-10*x(1)+x(2).^2+8; y(2,1)=x(1).*x(2).^2+x(1)-10*x(2)+8; return; function y="NewdonDF"(x) %牛顿迭代法解非线性方程组的测试函数的导数 y(1,1)=2*x(1)-10; y(1,2)=2*x(2); y(2,1)=x(2).^+1; y(2,2)=2*x(1).*x(2)-10; return; 以上两个函数仅供下面程序的测试 function [x k t]=NewdonToEquations(f,df,x0,eps) %牛顿迭代法解非线性方程组 %[x k t]=NewdonToEquations(f,df,x0,eps) %x:近似解 %k:迭代次数 %t:运算时间 %f:方程组(事先定义) ?:方程组的导数(事先定义) %x0:初始值 %eps:误差限 % %说明:由于虚参f和df的类型都是函数,使用前需要事先在当前目录下采用函数M文件定义% 另外在使用此函数求解非线性方程组时,需要在函数名前加符号“@”,如下所示 % %应用举例: %x0=[0,0];eps=0.5e-6; %x=NewdonToEquations(@NewdonF,@NewdonDF,x0,eps) %[x k]=NewdonToEquations(@NewdonF,@NewdonDF,x0,eps) %[x k t]=NewdonToEquations(@NewdonF,@NewdonDF,x0,eps) %函数的最后一个参数也可以不写。默认情况下,eps=0.5e-6 %[x k t]=NewdonToEquations(@NewdonF,@NewdonDF,x0,eps)

三相异步电动机功率的计算(完整资料).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 现场找不到功率表,要求以钳式电流表代替。即用电流表套住一根主电缆,测量其交流电流值,并换算为功率。 ※工人师傅的经验公式为:P=0.5*I 其中:P为电机有功功率,单位千瓦;I为实测电流,单位安培。 然则问题是,何以证明此经验公式? 三、问题的研究 电机是普通三相异步电动机,Y型接法。额定电压380V,额定功率7.5KW,额定电流15.2A。 通过经验可知,三相电机总功率等于3乘以每相的功率,即p=3*u*i,其中: p为三相电机总功率,单位瓦 u为相电压,单位伏 i为相电流,单位安注:暂用字母大小写区分相电压与线电压 又查阅资料知,线电压等于1.732倍相电压,线电流等于相电流,即p=3*(U/1.732)*I,其中:

p为三相电机总功率,单位瓦 U为线电压,即380伏 I为线电流,即钳式电流表实测电流,单位安故:得到公式p=1.732*U*I 四、问题的解决 综上,P=1.732*U*I*cosφ/1000,其中: P为三相电机有功功率,单位千瓦 U为线电压,即380伏 I为线电流,即钳式电流表实测电流,单位安cosφ为功率因数,针对电机通常取0.8 故:P=0.52*I≈0.5*I(KW),公式得证。 五、问题的补充 1 三相四线制

三相四线制供电方式,即国际电工委员会(IEC)规定的TN-C方式,是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE表示。故三根相线、一根中性线。 三相五线制供电方式,即国际电工委员会(IEC)规定的TN-S方式,是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。故三根相线、一根工作零线、一根保护零线。 单相三线制是三相五线制的一部分,即根据国际电工委员会(IEC)标准和国家标准而定的TN—S系统,在配电中出现了N线和PE线。故相线、零线、接地线。 三相三线制一般常用于电力输送和工厂强力电源供电,它不是国际电工委员会(IEC)规定的方式。 2 Y型接法

计算电磁学之FDTD算法的MATLAB语言实现

South China Normal University 课程设计实验报告 课程名称:计算电磁学 指导老师: 专业班级: 2014级电路与系统姓名: 学号:

FDTD算法的MATLAB语言实现 摘要:时域有限差分(FDTD)算法是K.S.Yee于1966年提出的直接对麦克斯韦方 程作差分处理,用来解决电磁脉冲在电磁介质中传播和反射问题的算法。其基本思想是:FDTD计算域空间节点采用Yee元胞的方法,同时电场和磁场节点空间与时间上都采用交错抽样;把整个计算域划分成包括散射体的总场区以及只有反射波的散射场区,这两个区域是以连接边界相连接,最外边是采用特殊的吸收边界,同时在这两个边界之间有个输出边界,用于近、远场转换;在连接边界上采用连接边界条件加入入射波,从而使得入射波限制在总场区域;在吸收边界上采用吸收边界条件,尽量消除反射波在吸收边界上的非物理性反射波。 本文主要结合FDTD算法边界条件特点,在特定的参数设置下,用MATLAB语言进行编程,在二维自由空间TEz网格中,实现脉冲平面波。 关键词:FDTD;MATLAB;算法 1 绪论 1.1 课程设计背景与意义 20世纪60年代以来,随着计算机技术的发展,一些电磁场的数值计算方法逐步发展起来,并得到广泛应用,其中主要有:属于频域技术的有限元法(FEM)、矩量法(MM)和单矩法等;属于时域技术方面的时域有限差分法(FDTD)、传输线矩阵法(TLM)和时域积分方程法等。其中FDTD是一种已经获得广泛应用并且有很大发展前景的时域数值计算方法。时域有限差分(FDTD)方法于1966年由K.S.Yee提出并迅速发展,且获得广泛应用。K.S.Yee用后来被称作Yee氏网格的空间离散方式,把含时间变量的Maxwell旋度方程转化为差分方程,并成功地模拟了电磁脉冲与理想导体作用的时域响应。但是由于当时理论的不成熟和计算机软硬件条件的限制,该方法并未得到相应的发展。20世纪80年代中期以后,随着上述两个条件限制的逐步解除,FDTD便凭借其特有的优势得以迅速发展。它能方便、精确地预测实际工程中的大量复杂电磁问题,应用范围几乎涉及所有电磁领域,成为电磁工程界和理论界研究的一个热点。目前,FDTD日趋成熟,并成为分析大部分实际电磁问题的首选方法。

三相异步电动机功率的计算

三相异步电动机功率的计算 2008-4-29 0:40:40 现场找不到功率表,要求以钳式电流表代替。即用电流表套住一根主电缆,测量其交流电流值,并换算为功率。 ※工人师傅的经验公式为:P=0.5*I 其中:P为电机有功功率,单位千瓦;I为实测电流,单位安培。 然则问题是,何以证明此经验公式? 三、问题的研究 电机是普通三相异步电动机,Y型接法。额定电压380V,额定功率7.5KW,额定电流15.2A。 通过经验可知,三相电机总功率等于3乘以每相的功率,即p=3*u*i,其中: p为三相电机总功率,单位瓦 u为相电压,单位伏 i为相电流,单位安注:暂用字母大小写区分相电压与线电压 又查阅资料知,线电压等于1.732倍相电压,线电流等于相电流,即p=3*(U/1.732)*I,其中: p为三相电机总功率,单位瓦 U为线电压,即380伏 I为线电流,即钳式电流表实测电流,单位安 故:得到公式p=1.732*U*I 四、问题的解决 综上,P=1.732*U*I*cosφ/1000,其中: P为三相电机有功功率,单位千瓦

U为线电压,即380伏 I为线电流,即钳式电流表实测电流,单位安 cosφ为功率因数,针对电机通常取0.8 故:P=0.52*I≈0.5*I(KW),公式得证。 五、问题的补充 1 三相四线制 三相四线制供电方式,即国际电工委员会(IEC)规定的TN-C方式,是用工作零线兼作接零保护线,可以称作保护中性线,可用NPE表示。故三根相线、一根中性线。 三相五线制供电方式,即国际电工委员会(IEC)规定的TN-S方式,是把工作零线N和专用保护线PE严格分开的供电系统。故三根相线、一根工作零线、一根保护零线。 单相三线制是三相五线制的一部分,即根据国际电工委员会(IEC)标准和国家标准而定的TN—S系统,在配电中出现了N线和PE线。故相线、零线、接地线。 三相三线制一般常用于电力输送和工厂强力电源供电,它不是国际电工委员会(IEC)规定的方式。 2 Y型接法 采用三相三线制的三角形接法,为三组线圈头尾相接,适用于4.5KW以下电动机 采用三相四线制的Y形接法又称星形接法,为三组线圈的三个尾相接,形成一个Y形,适用于4.5KW以上电动机

计算电磁学

计算电磁学 计算电磁学是指对一定物质和环境中的电磁场相互作用的建模 过程,通常包括麦克斯韦方程计算上的有效近似。计算电磁学被用来计算天线性能,电磁兼容,雷达散射截面和非自由空间的电波传播等问题。 计算电磁学的主要思想有,基于积分方程的方法,基于微分(差分)方程的方法,及其他模拟方法。 1.基于积分方程的方法 1.1 离散偶极子近似(discrete dipole approximation,DDA) DDA是一种计算电磁波在任意几何形状物体上散射和吸收的方法,其表达式基于麦克斯韦方程的积分形式。DDA用有限阵列的可极化点来近似连续形式的物体。每个点通过对局部电场的响应获得对应的偶极子矩量,然后这些偶极子通过各自的电场相互作用。因此,DDA 有时也被认为是耦合偶极子近似。这种线性方程的计算一般采用共轭梯度迭代法。由于离散矩阵的对称性,就可能在迭代中使用FFT计算矩阵的向量乘法。 1.2 矩量法(Method of Moments,MoM ),边界元法(Boundary Element Method,BEM ) MoM和BEM是求解积分形式(边界积分形式)的线性偏微分方程的数值计算方法,已被应用于如流体力学,声学,电磁学等诸多科技领域。自从上世纪八十年代以来,该方法越来越流行。由于只计算边界值,而不是方程定义的整个空间的数值,该方法是计算小表面(体

积)问题的有效办法。从概念上讲,它们在建模后的表面建立网格。然而对于很多问题,此方法的效率较基于体积离散的方法(FEM,FDTD)低很多。原因是,稠密矩阵的生成将意味着存储需求和计算时间会以矩阵维数的平方律增长。相反的,有限元矩阵的存储需求和计算时间只会按维数的大小线性增长。即使可以采用矩阵压缩技术加以改善,计算成功率和因此增加的计算复杂性仍强烈依赖问题的本质。 BEM可用在能计算出格林函数的场合,如在线性均匀媒质中的场。为了能使用BEM,需要对问题有很多限制,使用上不方便。 以下是运用MoM的计算程序:Vector Fields Ltd Concerto、CST MICROWAVE STUDIO、Numerical Electromagnetic Code (NEC)、Sonnet Lite、FEKO 1.3 快速多极子法(Fast Multipole Method,FMM ) FMM是一种可以替代MoM的电磁计算方法,其效率比MoM的计算效率更高,也更准确,而且对内存和处理运行时间的要求比MoM小很多。FMM基于多极子展开技术,并首先被Greenyard和Rokhlin提出。 2.基于微分(差分)方程的方法 2.1 时域有限差分(FDTD) FDTD是计算电磁学中广泛应用的一种方法,很容易理解和软件实现。由于它是时域方法,求出的解将涵盖很宽的频率范围。 FDTD属于一类基于网格的时域差分数值建模方法。麦克斯韦方程被改写成中心差分方程,并在软件中离散实现。方程的求解采用蛙跳

计算电磁学数值方法的探究

计算电磁学数值方法的探究 13208-2 许嘉晨 摘要:本文介绍了计算电磁学数值求解方法的研究进展和状态,对几种富有代表性的算法做了介绍,并比较了各自的优势和不足,其中包括矩量法、有限元法以及时域有限差分方法。关键词:电磁学数值求解、矩量法、有限元法、时域有限差分法。 1引言 计算电磁学是指基于麦克斯韦方程组,建立逼近实际问题的连续型数学模型,合理地利用理想化或工程化假设,准确地给出问题的定解条件(初始条件、边界条件),然后采用相应的数值计算方法,经离散化处理,将连续型数学模型转化为等价的离散型数学模型,应用有效的代数方程组解法,求解出该数学模型的数值解(离散解)。再经各种后处理过程,得出场域中任意点处的场强,或任意区域的能量、损耗分布,以及各类电磁参数值等,以达到理论分析、工程判断和优化设计等目的。对计算天线性能,电磁兼容,雷达散射截面和非自由空间的电波传播等问题具有深刻意义。本文将介绍计算电磁学的研究进展,并重点探究矩量法、有限元法以及时域有限差分方法的基本思路和特点。 2计算电磁学发展 1864年,Maxwell在前人理论和实验的基础上建立了统一的电磁场理论,并用数学模型揭示了自然界一切宏观电磁现象所遵循的普遍规律,这就是Maxwell方程组。笼统而言,所有的宏观电磁问题都可以归结为Maxwell 方程组在各种边界条件下的求解问题。从整个电磁理论发展的过程来看,可以大概地把它分为2个阶段。20世纪60年代以前可以称为经典电磁学阶段。在这个时期,电磁场理论和工程中的许多问题大多采用解析或渐进的方法进行处理,即在11种可分离变量的坐标系中求解Maxwell方程组或其退化形式,最后得到解析解。这种方法能够得到问题的准确解,而且计算效率比较高,但适用范围较窄,只能求解具有规则边界的简单问题,对任意形状的边界则无能为力或需要很高的数学技巧。20世纪60年代以后以基于积分方程的矩量法和基于微分方程的差分类方法为代表的数值计算方法的运用标志着计算电磁学阶段的到来,当然这也得益于电子计算机的迅速发展,使大型数值计算成为可能。相对于经典电磁学而言,数值方法几乎不再受限于边界的约束,能解决各种类型的复杂问题。经过几十年世界各国学者的研究和发展,计算电磁学已成为现阶段电磁理论的主要组成部分。当然这种划分也不是绝对的,经典电磁理论的研究也一直在进行着,它是计算电磁学的理论基础,没有它,计算电磁学也不可能得到蓬勃的发展。 计算电磁学之所以能取代经典电磁学而成为现代电磁理论研究的主流,主要得益于计算机硬件和软件的飞速发展以及计算数学的丰富成果。计算机内存容量不断增大,计算速度不断提高,软件功能不断强大,计算方法不断改进,再加上并行计算机的使用,使得我们能解决的电磁问题越来越大,越来越复杂,因此计算电磁学已经被广泛应用于诸如天线、雷达、电磁兼容等各种电磁领域,具有巨大的实用价值。 3 计算电磁学数值方法概述 当前电磁学研究领域十分广泛,电磁学问题的数值求解方法从求解方程的形式看,可以分为两大类,一类是以电磁场问题的积分方程为基础的数值方法——积分方程法(IE),如:矩量法、直接积分法、等效源法、边界元法等;另一类是以电磁场问题的微分方程为基础的数值方法——微分方程法(DE),如:有限差分法、有限元法等。

计算方法及其MATLAB实现第一章作业

计算方法作业(作者:夏云木子) 1、help linspace type linspace 2、a1=[5 12 47;13 41 2;9 6 71];a2=[12 9;6 15;7 21];B=a1*a2, C=a1(:,1:2).*a2, D=a1.^2,

E=a1(:).^2 3、a1=[5 12 47;13 41 2;9 6 71];a2=[12 9;6 15;7 21];a1(4:5,1:3)=a2.';a1([4 5],:)=a1([5 4],:);b1=a1

c1=b1(4,1),c2=b1(5,3),D=b1(3:4,:)*a2 4、a1=[5 12 47;13 41 2;9 6 71]; E=eye(3,3); S = a1 + 5*a1' - E, S1=a1^3-rot90(a1)^2+6*E 5、a1=[5 12 47;13 41 2;9 6 71];s=5;A=s-a1,B=s*a1,C=s.*a1,D=s./a1,E=a1./s

6、c=[1 2 3 4;5 6 7 8;9 10 11 12;13 14 15 16];A=c^-4,B=(c^3)^-1,C=(3*c+5*c^-1)/5

7、a=[1 i 3;9i 2-i 8;7 4 8+i];A=a.' 8、abc=[-2.57 8.87;-0.57 3.2-5.5i];m1=sign(abc),m2=round(abc),m3=floor(abc) Sign为符号函数,round表示四舍五入取整,floor表示舍去小数部分取整

9、x=[1 4 3 2 0 8 10 5]';y=[8 0 0 4 2 1 9 11]';A=dot(x,y) 10、a=[3.82 5.71 9.62];b=[7.31 6.42 2.48];A=dot(a,b),B=cross(a,b) 11、P=[5 7 8 0 1];Pf=poly(P);Px=poly2str(Pf,'x') 12、P=[3 0 9 60 0 -90];K1=polyval(P,45),K2=polyval(P,-123),K3=polyval(P,579) 13、P1=[13 55 0 -17 9];P2=[63 0 26 -85 0 105];PP=conv(P1,P2);P1P2=poly2str(PP,'x'),[Q,r]=deconv(P2,P1)

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