Matlab和LabVIEW在电力电子虚拟实验中的应用
基于Multisim和LabVIEW的模拟电路虚拟实验平台的设计
规律能科学合理运用该课件。多媒体辅助教学虽然优点
很多， 但一 旦使用不 当 ， 如 忽视 了传统教学手段 的应用 、 重点难点不突出、 多媒体教学课件的设计存在误 区等 ． 课
学 效 果 的关 键 。
参考文献：
单的传播员 、 解说员 。
在 课堂 教 学 过 程 中 ，教 师 可根 据 教学 进 度 调 整 课 件 的相 应 课 时 。针 对重 点 、 难 点 等 不 易 掌 握 的 知识 点 ， 可 根
『 １ １ 范小彬． 多媒 体 课 件 软 件 的对 比 与 选 用 ｍ． 中 国现 代 教 育装 备 ， ２ ０ １ ０ （ ２ １ ） ： ３ ２ — ３ ３ ．
对 主要 知 识 点 的关 注
三、 课 件 的应 用
量不断提高 ，一方面与该课 件内容 的精心选择和制作息 息相关 ，另一方面就决定 于教师对植保类课程的特点是
否掌握 ， 是否 具 有 丰 富 的专 业 知识 及 技 能 。 是 否 掌 握 教 学
多媒体教学课 件虽有助于扩大课堂信息量 、激发学
《 园林植 物病虫害防治》 课程教学多媒体课件在 连续
多 年 的教 学 中能 得 到 教 师 和学 生 的认 可 ，该课 程教 学 质 ６ ６中 国教育信息化／ ２ ０ １ ４ ． ０ ２
《 中国教 育信 息化 编辑部 ： ｍ ｉ ｓ ＠ｎ ｌ ｏ ｅ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
义， 只有通过理论和实践的结合 ， 才能够培养学生 的实际 动手能力 。 深人 了解理论原理 ， 这样就更好地掌握课程基 础和应用。＿ ｌ 】 这对 于提高学生实践操作能力至关重要 。 目前 ， 各类高校都存在着 先进理论知识 和实验方案 与落后 的实验 器材 和传统实验 仪器不匹配的矛盾 。 而学 生 的大基数 和仪 器的紧缺 也使得 实验教 学 出现 了相 当 种基 于图形编程语言 的功能强大 的开发平 台 ， 它类似于
LabVIEW在电力电子系统中的应用
LabVIEW在电力电子系统中的应用随着电力电子技术的迅速发展，LabVIEW作为一种强大的工程开发平台，被广泛应用于电力电子系统的设计、控制与优化中。
本文将介绍LabVIEW在电力电子系统中的应用，并探讨其在实践中的优势与挑战。
一、LabVIEW简介及其在电力电子领域中的优势LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的面向计算机系统和仪器的数据采集、过程控制与测量分析软件。
LabVIEW以其直观的可视化编程环境和强大的功能被广泛应用于电力电子系统的设计与控制。
LabVIEW在电力电子领域中的应用具有以下优势：1. 可视化编程环境：LabVIEW使用图形化的编程语言，使得电力电子系统的设计和控制更加直观和易于理解。
开发人员可以使用图形化的函数和模块进行系统建模，并通过简单的鼠标操作连接模块，完成系统的控制算法的设计。
2. 开放性和易扩展性：LabVIEW支持多种编程语言，如G语言、C 语言等，使得开发人员可以根据需要选择最适合的编程语言进行开发。
此外，LabVIEW还支持多种硬件设备和通信协议，可以方便地与其他设备进行连接与通信。
3. 高效的数据处理和分析：LabVIEW提供了丰富的数据处理和分析函数，可以实时处理和分析电力电子系统中产生的各种数据。
开发人员可以通过LabVIEW的强大数据采集功能，快速获取电压、电流等数据，并利用丰富的信号处理函数对数据进行分析和优化。
二、LabVIEW在电力电子系统中的具体应用1. 电力变换器控制系统电力变换器是电力电子系统中常用的一种设备，用于将电能从一种形式转换为另一种形式。
LabVIEW可以用于设计和优化电力变换器的控制系统。
开发人员可以利用LabVIEW的图形化编程环境，实时监测和控制电流、电压等参数，并根据实时反馈的数据进行控制算法的调整。
Matlab仿真技术在电力电子课程教学中的应用
Matlab仿真技术在电力电子课程教学中的应用【摘要】本文主要介绍了Matlab仿真技术在电力电子课程教学中的应用。
引言部分包括研究背景、研究意义和研究目的。
正文部分分别从Matlab仿真技术的基本概念、在电力电子课程中的应用介绍、具体应用案例、优势和挑战以及未来发展进行详细阐述。
结论部分强调了Matlab仿真技术在电力电子课程教学中的重要性，并展望了未来研究方向。
通过本文的阐述，读者可以了解Matlab仿真技术在电力电子课程教学中的实际运用，以及其在未来的发展趋势和挑战，为相关研究和教学提供参考和指导。
【关键词】Matlab仿真技术、电力电子、课程教学、应用案例、优势、挑战、未来发展、重要性、研究方向、总结、引言、正文、结论。
1. 引言1.1 研究背景电力电子技术是现代电气工程领域中的重要分支之一，广泛应用于电力系统、电力驱动、新能源等领域。
随着电力电子设备的发展和应用越来越广泛，对电力电子技术的研究和教育也提出了更高的要求。
在电力电子课程的教学过程中，如何进行有效的实践和仿真已成为当前教育领域中的热点问题。
通过深入研究Matlab仿真技术在电力电子课程中的应用，可以推动电力电子课程的教学模式改革，提高教学质量和学生的实践能力。
对电力电子领域的研究与创新也将受益于Matlab仿真技术的应用。
本研究将重点探讨Matlab仿真技术在电力电子课程教学中的应用，为推动电力电子学科的教育和研究提供新的思路和方法。
1.2 研究意义电力电子作为现代电力系统中非常重要的一部分，其在能源转换、逆变器设计、节能控制等方面发挥着至关重要的作用。
而在电力电子课程的教学中，为了更好地理解和掌握相关知识，学生通常需要进行大量的实验和仿真。
而传统实验受制于设备成本高昂、操作复杂等问题，因此Matlab仿真技术的应用变得尤为重要。
研究Matlab仿真技术在电力电子课程教学中的应用具有重要的意义。
不仅可以提升学生的实验能力和创新意识，还可以加强学生对电力电子知识的理解和掌握，为其未来的职业发展奠定坚实的基础。
LabVIEW在电气工程仿真与模拟中的应用与发展
LabVIEW在电气工程仿真与模拟中的应用与发展LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一款由美国国家仪器公司（National Instruments）开发的图形化编程语言和集成开发环境。
该软件在电气工程领域中具有广泛的应用，并且在仿真与模拟方面发展迅速。
本文将探讨LabVIEW在电气工程仿真与模拟中的应用与发展，并介绍一些相关案例。
一、LabVIEW在电路仿真中的应用1. 电路图设计与仿真LabVIEW提供了丰富的电路元件库，用户可以通过拖拽、连线等简单的操作方式进行电路图的设计。
通过使用LabVIEW提供的各种测量仪器模拟模块，用户可以对电路进行仿真，验证设计的正确性和性能。
此外，LabVIEW还提供了参数变化和参数扫描等功能，方便用户对电路进行优化和参数调整。
2. 信号处理与滤波在电气工程中，信号处理和滤波是非常重要的环节。
LabVIEW提供了丰富的信号处理模块和算法，并且可以方便地与数据采集设备进行集成。
用户可以通过LabVIEW进行信号采集、滤波、傅里叶变换等操作，实现对信号的处理和分析，为后续的控制和模拟提供准确的输入数据。
二、LabVIEW在电力系统仿真中的应用1. 电力系统模型构建LabVIEW提供了电力系统模型构建的相关工具和函数库，能够帮助用户模拟和分析各种电力系统的行为。
用户可以通过LabVIEW建立电力系统的拓扑结构、定义各种元器件的参数，并进行状态估计、潮流计算、短路分析等操作。
此外，LabVIEW还支持用户自定义电力系统的模型，以满足特定仿真需求。
2. 电力系统稳定性分析电力系统稳定性分析是电力系统仿真中的重要内容之一。
LabVIEW提供了稳定性分析的相关工具和算法，能够帮助用户评估电力系统的稳定性状况。
通过对系统的频率响应、时间响应等进行仿真和分析，可以及时发现潜在的稳定性问题，并采取相应的措施进行调整和优化。
Matlab技术在电力电子中的应用
Matlab技术在电力电子中的应用近年来，电力电子技术在电力系统中的应用日益广泛。
随着能源需求的不断增长，电力电子技术成为提高系统效率、稳定电力质量和实现能量转换的重要手段。
而Matlab软件作为一种功能强大的数值计算和数据可视化工具，在电力电子领域也发挥着重要的作用。
本文将探讨Matlab技术在电力电子中的应用，包括电力器件建模、系统仿真和控制算法设计等方面。
第一部分：电力器件建模电力电子器件在电力系统中起到了关键作用，如交流电机驱动系统、直流输电系统等。
Matlab软件提供了丰富的电力器件建模工具，可以帮助工程师们快速建立电力器件的数学模型。
以交流电机为例，通过Matlab的电机建模工具箱，可以对不同类型的电机进行建模，如感应电机、永磁同步电机等。
通过建立电机的电路和动态方程，可以分析电机的性能、效率和动态响应，并进行系统优化。
第二部分：系统仿真为了实现电力系统的高效运行，需要进行系统级仿真，以评估电力电子设备的性能和系统的稳定性。
Matlab可以帮助实现电力系统的仿真模型搭建和仿真运行。
通过Matlab的Simulink模块，可以建立电力系统的仿真模型，并通过有效的模块连接和参数设定，模拟电力设备的运行和电力系统的能量流动。
同时，可以结合Matlab强大的计算能力，进行系统性能指标的分析，如功率因数、谐波扰动和电压稳定性等。
第三部分：控制算法设计在电力电子系统中，控制算法的设计对系统性能至关重要。
Matlab不仅提供了丰富的控制系统工具箱，还可以快速实现各种控制算法的设计与验证。
例如，通过Matlab的Control System Toolbox，可以进行PID控制器的设计和参数优化。
此外，Matlab还支持更高级的控制算法，如模糊控制、自适应控制和模型预测控制等。
通过Matlab的工具，工程师们可以更好地分析系统的稳定性和鲁棒性，并快速优化和调整控制策略。
第四部分：系统优化和可靠性分析除了建模、仿真和控制算法设计，Matlab还提供了系统优化和可靠性分析的工具。
MATLAB软件在电力电子技术实践中的应用
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ ｌ （ ２ ０ １ ４ ） ２ ８ — ０ ２ ３ ９ — ０ ２
依 次编号为 Ｔ １ 、 Ｔ ３ 、 Ｔ ５ ）和 一组 共阳极接法的三相半 波相 １ 电力电子技 术 共 阳极组 的晶闸管依 次编号为 Ｔ ４ 、 Ｔ ６ 、 １ ’ ２ ） 串 电力电子技 术是 气工程及 自动化专业 必修 的基础 ， 控整 流 电路（ 把交流 电源一个周期的六 其 重点突 出相控 整流 电路、 直流 变换 电路、 无 源逆 变 电路 联起来 组成 的。为了方便 分析 ， 和交流 变换 电路在 内的常用 电力 电子 电路 的工作 原理 、 参 个 自然换流 点划分为六段 ， 共阴极组 的 自然换流 点（ ｏ ｒ ＝ ０ 。 ） 数计 算方法和 应用范 围。 由于在 实践 教学 中设备长 期使 在 （ ＾ ） ｔ １ 、 ｏ ） ｔ ３ 、 （ ｜ ） ｔ ５时刻 ， 分别触 发 Ｔ １ 、 Ｔ ３ 、 Ｔ ５晶 闸管 ， 同理 可 用， 导致器件 老化 ， 在通 电情况下存在一定 的危 险 ， 以及 由 知共阳极组 的 自然换流 点（ ０ 【 ＝ ０ 。 ） 在ｏ ｏ ｔ ２ 、 ｃ ｏ ｔ ４ 、 ｔ ｏ ｔ ６时刻 ， 分 ２ 、 Ｔ ４ 、 Ｔ ６晶闸管。 晶 闸管的导通顺序为 Ｔ １ — 于学生 的错误操作和 外界不定 因素 ， 所得到 的测量 结果与 别触 发 Ｔ 理论数据差距较 大 ， 无法正确分析。 针对这一情况 ， 在实践 教 学 中引入 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿真 技术来 解 决 以上 问题 ， 使学 生 能够更好 更快地 掌握这一技术的应用。 ２ Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ和 Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ Ｉ ＮＫ简 介 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ是 Ｍａ ｔ ｒ ｉ ｘ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ （ 矩 阵实验 室 ） 的缩 写 ， 这 是一种 以矩 阵为基础 的交互 式程序 计算语 言。早 期的 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ主要用于解决科学和工程 的复 杂数学计 算问题。 由于 它使 用方便 、 输 入便 捷、 运算高效、 适应科技人 员的思 维 方式 ， 并且 有绘 图功能 ， 有用户 自行扩展 的空间 ， 因此特 别 受到用 户的欢 迎 ，使 它成 为在科技界广 为使 用的软 件 ， 也是 国内外高校 教学和 科学研究 的常用软件。 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ是 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ最重要 的组件 之一 ， 它提供 了一 个动态 系统 建模 、 仿真和 综合分析的集成环境。在该环境 中， 无需大量 书写程序 ， 而只需 要通过简 单直 观 的鼠标 操 作， 就可构造 出复 杂的系统。Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 具 有适应面广、 结构 和流程 清晰及 仿真精细 、 贴 近 实际、 效率 高、 灵 活等优 点 ， 并基于 以上优点 ， Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ已被 广泛应用于控 制理论 和数 字信号处理 的复 杂仿真和 设计 中。 同时有大量 的第三方软 件和硬件 可应 用于或被 要求应用于 Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 。Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ是 用于动 态 系统和嵌 入式 系统 的多领 域仿 真和基 于模 型的 设计工具。 对各种时 变系统 ， 包括通讯 、 控制、 信 号处理 、 视 频 处理和 图像处理 系统 ， Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ提供 了交互 式 图形 化环 境和可定制模块库来对其进行 设计 、 仿 真、 执行和测试。 ３ 三相桥式全控整流 电路设 计和仿真 ３ ． １建立仿真模 型 三相全控桥式 整流 电路是 由～组 共阴极接法 的三相 半波 相控 整流 电路（ 共阴极组 的晶闸管 Ｔ ３ —Ｔ ４ 一Ｔ ５ —Ｔ ６ ，每个时刻 分别有一个共 阴极晶 闸管和 个共阳极 晶闸管导通 ， 输 出 电压 为线 电压 。三 相桥 式相 控 整流 电路阻感 性负载 接续流 二极 管 ｏ ｒ ＝ ９ ０ 。 时的情 况如
MATLAB在电力电子技术中的应用MATLAB仿真论文
MATLAB在电力电子技术中的应用摘要20世纪60年代发展起来的电力电子技术，使电能可以交换和控制，产生了现代各种高效节能的新型电源和交直流调速装置，为工业生产，交通运输，楼宇办公家庭自动化提供了现代化的高新技术，提高了生产效率和人们的生活质量，使人类社会生产生活发生了巨大变化。
电力电子技术和电力拖动控制系统组合了电子电路电机拖动自动控制理论微机原理和应用等多学科知识，由于电力电子器件自身的非关联性，给电力电子电路和系统的分析了一定的复杂性和困难，一般常用波形分析和分段线性化处理的方法来研究电力电子电路。
现代计算机仿真技术为电力电子电路和系统的分析提供了崭新的方法，可以使复杂的电力电子电路系统的分析和设计变得更加容易和有效。
MATLAB软件是由美国Math Works公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算软件系统被誉为“巨人肩上的工具”MATLAB早期主要用于控制系统的仿真，经过不断扩展已经成为包含通信电气工程优化控制等诸多领域的科学计算软件，可以用于电力电子电路和电力拖动控制系统的仿真。
因此本课题在MATLAB的基础上进行电力电子变流电路的仿真，运用现代仿真技术研究和比较各种电力电子变流电路。
关键词：MATLAB,电力电子技术,仿真MATLAB in power electronics applicationAbstractIn the 1960s developed the power electronics. enabled the electrical energy to be possible to exchange and to control, has produced the modern each kind of highly effective energy conservation new power source and the alternating and direct speeder, was the industrial production, the transportation, the building work household automation has provided the modernized high technology and new technology, raised the production efficiency and people's quality of life, caused the human society to produce the life to have the immense changes.The power electronics and the electric drive control system combined the electronic circuit electrical machinery dragging automatic control theory microcomputer principle and the application and so on multi-disciplinary knowledge, as a result of power electronics device own non-relatedness, for the power electronics circuit and system's analysis certain complexity and the difficulty, generally the commonly used waveform analysis and the partition linearization processing method studied the power electronics circuit. The modern computer simulation technology has provided the brand-new method for the power electronics circuit and system's analysis, may cause the complex power electronics circuit system's analysis and the design becomes is easier and is effective.The MA TLAB is Corporation promotes by American Math Works uses in the numerical calculus and the graphic processing science computation software s ystem is honored as “on the giant shoulder's tool” the MA TLAB early time mainly to use in control system's simulation,passed through expands unceasingly already became contains the correspondence electrical engineering optimization control and so on many domains the science computation software, might use in the power electronics circuit and the electric drive control system's simulation.This topic carries on the power electronics electron variable current electric circuit's simulation in the MATLAB foundation, studies and compares each kind of power electronics electron variable current electric circuit using the modern emulation technique.Key words: matlab,power electronics, simulation目录MATLAB在电力电子技术中的应用 (1)MATLAB in power electronics application (2)目录 (4)1绪论 (6)1.1关于MATLAB软件 (6)1.1.1 MATLAB软件是什么 (6)1.1.2 MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7)1.1.3 MATLAB软件的基本操作方法 (10)1.2电力电子技术 (12)1.3 MA TLAB和电力电子技术 (13)1.4本文完成的主要内容 (14)2 MA TLAB软件在电路中的应用 (15)2.1基本电气元件 (15)2.1.1基本电气元件简介 (15)2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17)2.2如何简化电路的仿真模型 (19)2.3基本电路设计方法 (19)2.3.1电源功能模块 (19)2.3.2典型电路设计方法 (20)2.4常用电路设计法 (21)2.4.1ELEMENTS模块库 (21)2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22)2.5 MA TLAB中电路的数学描述法 (22)3电力电子变流的仿真 (25)3.1实验的意义 (25)3.2 交流-直流变流器 (25)3.2.1 单相桥式全控整流电路仿真 (26)3.2.2 三相桥式全控整流电路仿真 (38)3.3 三相交流调压器 (53)3.3.1 无中线星形联结三相交流调压器 (53)3.3.2 支路控制三角形联结三相交流调压器 (59)3.4交流-交流变频电路仿真 (64)3.5矩阵式整流器的仿真 (67)MATLAB在电力电子技术中的应用 (1)MATLAB in power electronics application (2)目录 (4)1绪论 (7)1.1关于MATLAB软件 (7)1.1.1 MATLAB软件是什么 (7)1.1.2 MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (8)1.1.3 MATLAB软件的基本操作方法 (11)1.2电力电子技术 (13)1.3MATLAB和电力电子技术 (14)1.4 本文完成的主要内容 (15)2 MA TLAB软件在电路中的应用 (16)2.1基本电气元件 (16)2.1.1基本电气元件简介 (16)2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (18)2.2如何简化电路的仿真模型 (20)2.3基本电路设计方法 (20)2.3.1电源功能模块 (20)2.3.2典型电路设计方法 (21)2.4常用电路设计法 (22)2.4.1ELEMENTS模块库 (22)2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (23)2.5 MA TLAB中电路的数学描述法 (23)3电力电子电路的仿真 (26)3.1实验的意义 (26)3.2 交流-直流变流器 (26)3.2.1 单相桥式全控整流电路仿真 (27)3.2.2 三相桥式全控整流电路仿真 (39)结论 (55)致谢 (56)参考文献 (57)1绪论1.1关于MATLAB软件作为当今世界最流行的第四代计算机语言，MATLAB软件语言系统，由于它在科学计算，网络控制，系统建模与仿真，数据分析，自动控制，图形图像处理航天航空，生物医学，物理学，通信系统，DSP处理系统，财务，电子商务，等不同领域的广泛应用以及它自身所具备的独特优势，目前MATLAB已备受许多科研领域的青睐与关注。
LabVIEW与MATLAB混合编程在电力系统潮流计算中的应用
LabVIEW与MATLAB混合编程在电力系统潮流计算中的应用作者：胡恒汤允凤张航来源：《数字技术与应用》2018年第06期摘要：电力系统潮流分布计算是电网进行规划设计、电力系统稳定经济运行以及继电保护装置进行计算整定的重要依据。
而MATLAB具有强大的数值计算能力以及包含大量的计算算法，非常适合进行电力网络复杂的运算，但其在设计用户界面却稍逊于LabVIEW图形化编程软件。
本文介绍了一种利用MATLAB Script节点技术，实现LabVIEW与MATLAB混合编程并开发出具有良好用户操作界面的电力系统潮流计算软件的方法。
关键词：LabVIEW；MATLAB；混合编程；潮流计算；用户界面中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）06-0100-031 引言迄今为止，计算机在各个行业的运用已十分普遍，而在利用计算机计算、分析、研究电力系统并实现电网安全稳定运行与电能的经济调度时，往往离不开计算电力系统的潮流分布情况[1]。
本文中所涉及到的潮流计算算法是在已知电力网络中各线路、变压器、发电机以及负荷等参数的情况下，对系统进行建模、编制计算程序进行求解、最后得出系统中各个节点的相关运行参数的程序[2]。
LabVIEW是美国NI公司创立的一种图形化编程软件，它在数据采集、数据处理显示存储等方面拥有着其他编程软件无可比拟的优势，广泛地被研究实验室、工业测控以及学术研究所接受。
其突出的优势是采用了图形化的编程方式、提供了大量的功能函数库以及具有设计高级用户界面（UI）的功能[3]，但在复杂庞大的数值计算与分析方面却显得力不从心，这制约了它在开发大型应用程序方面的发展。
由美国MathWorks公司开发的MATLAB具有强大的数值运算能力，在矩阵计算以及图形处理上有着丰富、高效的工具箱[4]。
但其在界面设计开发方面的能力较差，且生成的.m文件只能在MATLAB环境中运行，程序的可移植性、拓展性、通用性较差[5]。
基于LabVIEW和MatLab的电力电子虚拟实验室的构建
理 工 高 教 研 究
Ｊｕ ｎｌ ｆ ｉ ｅ Ｅ ｕａ ｏ ｃ ｎｅ＆ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｏ ｒａ ｏ ｇ ｒ ｄ ｃｔ ｎｉ Ｓ ｉ ｃ Ｈ ｈ ｉ ｎ ｅ ｅｈ ｏ ｇ ｏ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ ６ Ｄｅ ｅ ｅ ２ １ Ｉ２ ． ｃ ｍｂ ｒ ００
基 于 Ｌ ｂ Ｉ Ｗ 和 ＭａＬ ｂ的 电 力 电子 虚 拟 ａＶ Ｅ ｔａ 实 验 室 的构 建 ＊
程 琼 余 露 向斓 毛 莉。 ， ， ，
（． １ 湖北工 业大 学 ， 湖北 武 汉 ４ ０ ６ ；． 汉地铁集 团有 限公 司 ， ３０８２ 武 湖北 武汉 ４ ０ ３ ； ３ ０ ０
器件 、 加入 新实 验 和 制定 实 验 步 骤 等操 作 。系统 管
理员是 虚 拟实验 室 的高级 用户 ， 负责对 教师 、 学生 信 息及各 种 实验教 学 资 源 和实 验 数 据进 行 管理 ， 拥有
管理服 务器 整个 系统 硬软 件 的权 限 。实验人员通过 运行浏 览器 请求 远端 ＨＴ．Ｐ服务器 ， Ｔ 服务器 响应请 求并根 据客 户类 型传 送 到 相 应 的 页面 ， 览器解 析 浏
像或 动画 的形式 呈现 给用 户 。用 户可 以看到逼真 的
动态 实验过 程 ， 还可 以对 实 验所 得 到 的数 据进 行 分
行 相关实 验操 作［ 。在 虚 拟 实 验 室 中 ， 户 可 以选 １ ］ 用
＊湖 北 省 教育 规 划 办 公 室 教 育 信 息 化 专 项 项 目（０ ９ ４ ８ ； 北 工 业 大 学 校 级 教 研 项 目（ ００ ０ ） ２ ０ Ｂ ５ ）湖 ２ １０ ４ ．
基于LabVIEW及Matlab的“电力电子技术”教学
０ 引言
“ 电力 电子 技 术 ” 课 程 的 教 学 过 程 中 经 常 涉 及
Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ制 作 动画来 模 拟 变 流 器 工 作 过程 中 的 电流 流 动 及 波形变 化 １ Ｊ 。但 仍很 难 绘 制 出符 合 电路 特 性
的精 确波形 ， 若 再把 其转 化成 动 画 （ 时 变 曲线 ） 就 更
困难 了 。
到 变流 电路 的原 理分 析 ， 需 要 学生 详 细掌 握 各 种 状 态下 变 流器 输入 及输 出波 形 的变化 。有 时还 需要 知
道 变流器 中的每个 元 件所 承受 的电压 以及 流过 软 件 ， 如 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ －
第３ ５卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
电 气 电 子 教 学 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ＯＦ Ｅ ＥＥ
Ｖ０ １ ． ３ ５ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ３
基于 Ｌ ａ ｂ ＶＩ Ｅ Ｗ 及 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ的 “ 电力 电子技 术 ＂ 教 学
于 飞 ，向 东， 魏永 清
Ｔｈｅ Ｔｅ ａ ｃ ｈｉ ｎｇ ｏ ｆ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔｅ ｃ ｈ ｉｃ ｎ ｓ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｌａ ｂ ＶＩ ＥＷ ａ ｎｄ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ
ＹＵ Ｆｅ ｉ ，ＸＩ ＡＮＧ Ｄｏ ｎ ｇ，Ｗ ＥＩ Ｙｏ ｎｇ － ｑ ｉ ｎｇ （ Ｄｅ ｐ ａ ｒ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｎａ ｖ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆＥ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｎ ｎ ｇ， Ｗｕ ｈ ａ ｎ ４ ３ ０ ０ ３ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａｃ ｔ ：Ｔｈ ｅ Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｆａ ｒ ｃ ｅ Ｔ ｏ ｏ ｌ ｋｉ ｔ ｉ ｓ ａ ｄ ｏ ｐ ｔ ｅ ｄ ｔ ｏ ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｌ ｉ ｎ ｋ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｌａ ｂ ＶＩ ＥＷ ａ ｎ ｄ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔｅ ｃ ｈ ｎｉ ｃ ｓ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ．Ｔｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ａ ｃ ｈｉ ｎｇ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｐｏ ｓ ｅ ｄ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｈ ａ ｖ ｅ
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第 ２期
电气 电子教学学报
Ｊ Ｏ ＵＲＮＡＬ ＯＦ ＥＥ Ｅ
Ｖ０ １ ． ３ ６ Ｎｏ ． ２
Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ４
２ ０ １ ４年 ４月
Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ和 Ｌ ａ ｂ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 在 电力 电子虚 拟 实验 中的应 用
王 慧 ，王 毅 ，付 超
ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｓ ｅ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｍｉ ｘ — ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ；ｖ ｉ ｔｕ ｒ ａ ｌ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ；ｅ ｘ ｐｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ
目前 ， 国 内很 多 高 校 对仿 真技 术 和 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ技 术 在 电力 电子 教学 中的应用进 行 了探索 和实 践 。很 多 高校教 师将 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ应 用 于 电力 电子 教 学 ， 采用递 进式 实验 教学 方 法 和 仿 真实 验 ， 提高 了学 生 分析 和理 解 问题 的能 力 ， 取 得 了 良 好 的 教 学 效 果¨ ４ 。 。还 有 的学 校 基 于 Ｆ ｌ ａ ｓ ｈ技 术 使 用 Ｄ ｅ ｌ ｐ ｈ ｉ 和
Ｗ ＡＮＧ Ｈｌ ｌ ｉ ，Ｗ ＡＮＧ Ｙｉ ，Ｆ Ｕ Ｃｈ ａ ｏ
（ Ⅳ ０ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ， Ｂ ａ ｏ ｄ ｉ ｎ ｇ ０ ７ １ ０ ０ ３， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｗ ｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｐ ｉ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｎ ｅ ｗ ｅ ｎ ｅ ｒ ｇ ｙ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｇ ｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｍａ ｒ ｔ ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｎ ｄ ｓ ，ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ 生 动 和 使 用灵 活 的教 学 软 件 ｊ 。如 果 在 实 验 教 学 中 让 学 生 自己 动 手 搭 建
Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ仿真 模 型 模 拟 真 实 的 电路 ， 并 且 编 制前 台界 面 虚 拟 真 实 的仪 器 ， 学 习效 果 将 会 更 好 。 但 采用 Ｄ ｅ ｌ ｐ ｈ ｉ 和Ｖ Ｂ等软件 编制 前 台界 面 的方 法 却 相 对 困难 ， 学生不 易在 短 时间 内掌握 。 我校 电力工 程系 通 过教 育 部 高等 学 校 “ 专 业 综
合 改革试 点 ” 及“ 国家 大 学 生 校 外 实践 教 育 基 地 建 设 工作 ” 项 目， 开 展 了基 于 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ和 Ｌ ａ ｂ —
Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ 混合仿真技术的虚拟实验方法 的探索。该方 法 能减少 实验 室设 备 投 入 经 费 ， 突破 实 验 时 问 和 空 间限制 ， 为后 期学 习和科 研奠 定 良好 的基础 。
ｔ ｅ ｃ ｈ ｎｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｉ ｓ ｗｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｅ ｄ ｉ ｎ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ．Ｈｏ ｗｅ ｖ ｅ ｒ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｙ ｇ ｉ ｓ ｈ ａ ｒ ｄ ｆ ｏ ｒ ｓ ｏ ｍｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｏ ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｏ ｓ ｅ ｗａ ｖ ｅ ｏｒ ｆ ｍｓ ．Ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｃ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｔ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐｅ ｒ ｐｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｒ ｔ ｕ ａ ｌ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｍｉ ｘ — ｐｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍｍｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／Ｓ ｉ ｍｕｌ ｉ ｎ ｋ ａ ｎ ｄ Ｌ ａ ｂ ＶＩ ＥＷ ．Ｐｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ｅ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｉ ｔ ｉ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｅ ｘ ｐｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ａ ｌ
（ 华北 电力 大学 电力与 电子 工程 学院 ，河北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘要 ： 随着新能源发电与智 能电网的快速发展 ， 电力电子技术在 电力 系统中的应用越来越广泛 ， 但 学生普遍反 映“ 电力 电子 技术” 课程理 解困
难 。针对这种情况 ， 本文提出了一种基于 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 和Ｌ ａ ｂ Ｖ ｌ Ｅ Ｗ 混 合仿真技术 的虚拟实 验方法 ， 实 践表 明该方 法能提 高学生 的实践能
力， 取得 良好 的实验教学效果 。 关键词 ： 混合编程 ； 虚拟实验 ； 实验教学
中 国分 类 号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ １ ． ９ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编号 ： １ ０ ０ ８ － ０ ６ ８ ６（ ２ ０ １ ４ ） ０ ２ － ０ １ １ ２ ０３ －
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ａ ｎ ｄ Ｌａ ｂＶＩ ＥＷ ｉ ｎ Ｖｉ ｒ ｔ ｎ ＿ ａ ！Ｅｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｆ ｏ Ｐｏ ｗｅ ｒ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ