电气工程及其自动化专业中MATLAB的仿真应用
电气工程及其自动化毕业论文_利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型
摘要电力工业迅速发展，电力系统规模日益庞大和复杂，出现的各种故障，会给发电厂以及用户和电厂内的多种动力设备的安全带来威胁，并有可能导致电力系统事故的扩大，从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小，迫切要求运用电力仿真来解决这些问题，依据电网用电供电系统电路模型要求，因此，论文利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了单机—无穷大电力系统的仿真模型，能够满足电网可能遇到的多种故障方面运行的需要。
论文以MATLAB R2009b电力系统工具箱为平台，通过SimPowerSyetem搭建了电力系统运行中常见的单机—无穷大系统模型，设计得到了在该系统发生各种短路接地故障并故障切除的仿真结果。
本文做的主要工作有：（1）Simulink下单机—无穷大仿真系统的搭建（2）系统故障仿真测试分析通过实例说明，若将该方法应用到电力系统短路故障的诊断中，快速实现故障的自动诊断、检测，对于提高电力系统的稳定性具有十分重要的意义。
关键词电力系统；暂态稳定；MATLAB；单机—无穷大；AbstractWith the rapid development of power industry,the scale of power system is increasingly large and complex,all kinds of fault,to power plants and power plants and users in a variety of power equipment safety threat,and is likely to lead to the expansion of power system accident,from the technical and safety considering direct electricity experiment was carried out on the possibility is very small,urge electric power simulation are used to solve these problems,according to the power supply system of power grid power circuit model,as a result,paper use MATLAB dynamic simulation software Simulink has set up a simulation model for the single-infinite power system,can satisfy the needs of the running of a fault may encounter a variety of ways.Paper R2009b with MATLAB toolbox power system as a platform,through SimPowerSyetem set up power system in the operation of the common single-infinity system model,design the various kinds of short-circuit ground fault occurs in the system and simulation results of fault removed.The main work is:(1)Building this simulation system of single-infinite under Simulink(2)Fault simulation test analysis of systemThrough examples,if this method to the power system fault diagnosis,fast fault detection and diagnosis,automatic for improving the stability of power system has important significance.keywords：Single—infinite；SimPowerSyetem；Short circuit faults；Wavelettransform目录绪论 (1)第一章电力系统稳定性概述 (1)1.1电力系统的静态稳定性 (1)1.2电力系统的暂态稳定性 (1)第二章基于MATLAB的电力系统仿真 (3)2.1电力系统稳定运行的控制 (3)2.2MATLAB及SimPowerSystem简介 (3)2.3配电网的故障现状及分析 (4)2.4暂态稳定仿真流程 (5)第三章单机—无穷大暂态稳定仿真分析 (5)3.1电力系统暂态稳定性分析 (6)3.1.1引起电力系统大扰动的原因 (6)3.1.2定性分析 (6)3.1.3提高电力系统稳定性的措施 (8)3.2单机—无穷大系统原理 (9)第四章Simulink下SimPowerSystem模型应用 (12)4.1仿真模型的搭建 (12)4.2运行效果仿真图 (13)4.2．1改变故障模块中的短路类型 (13)4.2．2改变系统中的元件参数(改变线路的电阻) (17)4.3加入电容补偿器后的的仿真图 (18)4.4小结 (22)第五章结论和展望 (22)参考文献 (24)致谢 (25)绪论随着电力系统规模不断扩大，系统发生故障的影响也越来越大，尤其大区域联网背景下的电力系统故障将会给经济、社会造成重大经济损失，因此保证电力系统安全稳定运行是电力生产的首要任务。
Matlab软件在电气工程中的应用
Matlab软件在电气工程中的应用Matlab软件,在电力工程的应用实践过程中，是一种功能性强、操作简便、效率比较高仿真软件。
目前已经成为相关专业领域内,使用最广泛、影响最大的软件。
它可以将很多复杂而繁琐的数值计算工作，用最短的时间、最高的效率计算出来，大大降低人力计算所花费的时间.一、Matlab软件简介Matlab软件综合了符号计算、矩阵计算、数值计算、图形处理等很多功能,里面涵盖了很多常用的数字分析和函数计算公式，因而可以建立起完整而系统的学习模型.它可以将很多繁重的人工计算工作，在很短的时间内通过计算机的软件操作工序完成，极大地提高了实际的编程效率和正常编程所需要的时间，在解决实际的工程中所遇到的问题起到了很好的果效，而且Matlab软件特别善于解决一些数学或者工程方面的问题。
Matlab 6。
5、Matlab 7.0是两款目前应用过程中比较广泛的软件版本，而且随着时代的发展与计算机信息技术的加强，加之科学水平的不断进步与提高，Matlab软件的版本也在不断地提高，软件的计算功能也在不断地更新和加强。
在科学研究领域与某些技术分析领域的计算工作，基本上大部分都可以由该软件来解决和完成。
Matlab软件中有很多不同类型的子程序系统，为实际的程序运算预编了很多的常用的函数,并且每一个使用该软件的用户可以根据自身的个人喜好与函数了解的程度，合理选用不同的函数，并且所有的使用函数都可以直接从软件的库函数中直接调取出来.此外,Matlab软件还具有十分强大的图形的绘制功能，同样在软件内部已经预先安设了很多的不同的图形绘制软件,可以满足用户方方面面的图形绘制要求。
在电气工程系统的应用过程中，该软件能够迅速建立用户个人的电力系统的数字模型,通过这个模型，用户可以直接按照的软件中的操作界面所显示的图形，准确地分析电气工程中电路的电压情况，分析电流的波形变化情况。
图1为Matlab软件的操作界面: 图1 Matlab软件的操作界面二、Matlab软件在电气工程中的应用电气工程图在电气工程的施工过程中占据了重要的地位,只有科学精准的工程图的使用,才能更好地指导实际的电气施工，提高电气工程的施工质量。
浅谈MATLAB仿真在电气工程中的应用
电气工程 中的应用
陈天恩 李红月
（ 安徽理工大学 电气与信息工程学院 ， 安徽 淮南 ２ ３ ２ ０ ０ １ ）
摘 要： 我 国能源结构调整的重点是大力发展 清洁能源， 电能是能源体 系中的重要一环 ， 也是 重要的清洁能源之一。国民经济的增长 和可持 续发展 离不开电能的广泛应 用， 与此 同时带动和促进 了电气工程等重点学科的发展 。 电气工程 包含着丰 富的 内容 ， 是 一门宽 口径 学科 。ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ以其独特的优 势广泛应 用于科技领域 。结合 当前 电气工程的发展现状 ， Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿真技 术在 电气工程 中的应用越来越普 遍 。本 文通过 ＭＡ １ １ Ｂ仿真在 电气工程典型环节 中的应 用来加深我们对 电气工程和 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿 真的理解和认 识 ， 以期有助 于电气工程 学科 的进 步和发展 。 关键词 － 电气工程 ； ＭＡ ⅡＡＢ ； Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ仿真 ； 应用
电力 电子器件的开关特性 ， 并且不 同型号的 电力 电子器件具有相似 １ ． １电气工程 的模型结构。 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ 中含有 常用 的电力 电子元器件模 型。 电气工程的应用非常广泛 ， 不断推动 国民经济的增 长。它是现 电力电子变流技术 的仿真是 电力 电子技术仿真 的重点 ， 电力电子变 代科学技术的重要课 题之一 ， 也是 当今 高新技术 领域 中不可缺少的 流技术通过 电力 电子器件来实 现对 电能 的转换 ，电能转换包 括电 电流 、 频率 、 相数 等转换 ， 其 形式主要包括 ： 交流 一直流变流器 、 关 键学科。 它包含 的内容非常丰富 ， 如 电力 电子技术 ， 计算机控制技 压 、 术， 电机 与拖动技 术 ， 电力系统与智 能电网技术等 ， 综合性 较强 ， 其 直流 一直流斩波调压器 、 直流 一交流变流器 、 交流 一交流变流器。 具 最 主要 的特征是 强电与弱 电、 机械与电气 、 软件与硬件 的结合。 电能 体应用如单相 和三相桥式整流器 的仿真 、 并 网逆 变器的仿真 、 直 流 是发展 国民经济 和提 高人 民生 活水 平的重要能源物质基础 ， 电气工 斩波调压器 的仿真 。 程技术将伴 随着基础理论 的深入研究 以及全新的设计理念 、 设计 方 ２ ． ４调速系统的仿 真 调速 系统是 最基 本的电力拖动控制系统 ， 它是根据某种控制 方 法 的提 出而得到进一步 的发展 。 在未来 ， 可以毫不夸 张的说 ： 电气工 程 的发展程度将对 国家科技进步水平产生重大影响 。 式、 控制方 法建立起来 的 ， 主要调节 电机的机 电能量转 换效率 和电 １ ． ２ ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ与 Ｓ Ｉ ＭＵ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ仿真 机转 速。根据 电机 流过的电流划分为直 流调速系统 和交流调速 系 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 是一种 以矩 阵为基础 的交互式程序 设计语言 ， 它是一 统 ， 直 流调速 系统通常 以他励 直流电机为控制对 象 ， 但其 结构上 的 近年来 ， 交流调 种科学计算软件 。它具有使用方便 、 输入便捷 、 运 算高效等特点 ， 以 局 限性在一定程度 上限制了直流调速 系统 的发展 ， 其强大 的功能在很多领域都得到了普遍的推广与应用。 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 语 速系统发展迅速 ，特别是变频调 速。调速系统中必然要 用到电机 ， 言的 出现与推广 ，使得仿真技术进入到实质性 的应用 阶段 。Ｍ Ａ Ｔ － Ｍ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｓ 中有 丰富的电机模块 ， 通过搭建相应 的模型来实现对调速 Ｌ Ａ Ｂ的计算 功能很强大 ， Ｓ Ｉ Ｍ Ｕ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ是基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ环境的仿真平 系统 的基本原理和调速性 能的研究 。 具体应用如双闭环直 流调速 系 台， 以直观的模块 框图进行仿真 和计算 。Ｓ Ｉ Ｍ Ｕ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ中包含有大量 统 的仿 真 、 无刷直流 电机 Ｐ Ｉ Ｄ控制系 统的仿真 、 基于 Ｐ ＷＭ控 制技 的模块库 ， 为 系统 的仿真提供 了便利 。本 文所 使用到的模块库主要 术的三相逆变 器调 速系统 的仿真 。 有两个 ： Ｓ ｉ ｍｕ ｌ ｉ ｎ ｋ和 Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｓ Ｂ ｌ ｏ ｃ ｋ ｓ ｅ ｔ 。 ３ 结论 ２ 应 用 综上所述 ， 电气工程是一门专业性 、 实用性 都很强的重点学科 ， 与我们 的生活 息息相关 ， 越来越受 到人 们的重视和青 睐 ， 目前 为止 ２ ． １电力系统 的仿真 电力系统常称为电力 网络 ， 既强大又复杂 。电力系统仿真技术 已取得了许多辉煌 的成就 。在未来 ， 科 技的不 断进步将对电气工程 主要包 括 ： 物理动 态模拟 技术 、 数字仿 真技术 、 数模混合 式仿 真技 产生及重大影 响 ， 电气工程与其 它学科相互交叉的领域将会不断加 日新月异 的新 技术 、 新 方法的不断涌现将 为 电气工程 带 术 。Ｓ Ｉ Ｍ Ｕ Ｌ Ｉ Ｎ Ｋ为 电力 系统 的仿真 计算和 分析提 供 了强 有力 的平 强和拓宽 ， 台， 通过绘制 电力系统的电路原理图 ， 能够得到其数学模型 。 电路模 来更科学 、 更实用的技 术方案。Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿 真技术 已成 为电气工程 型图有 良好 的人 机界 面 ， 方便了操作。 在电路图模 型建立以后 ， 还需 师必须掌握的基本技能之一 ，随着 当今科 技的不断前进 ， ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ 将Ｐ ｏ ｗ ｅ ｒ ｇ ｕ ｉ 模块放置到电路图模 型中 ， 其 主要 目的是 为了分 析电力 仿真技术也正朝着更加人性化的方 向发展 。当然 ， Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ也会 随 系统提供 图形用户 界面（ Ｇ Ｕ Ｉ ） ， 用 来在仿真过程 中储 存 由状态空 间 着 电气工程等重点 学科 的发展 而进步 ， 同时 ， 也会 以其 更加强大 的 方 程所组成 的等效 电路 。具体 应用如 电力传 输线路 串联补偿 的仿 功能 为电气工程等关键学科的发展 助力 。 参 考 文献 真 、含 同步发 电机和异步发 电机 的分布式 电力传 输系统的仿真 、 提 高功率 因数 的电力变流 电路 的仿真 。 ［ Ｉ 】 祝 龙记 ． 电气工程与 自动化控制 系统的 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿真［ Ｍ 】 ． 徐 州： 中 国矿 业大学出版社 ， ２ ０ １ ４ ． ２ ． ２控制系统的仿真 在 了解一个控制系统 的数学模型之后 ， 以此为基础设计一个控 【 ２ 】 王 兆安 ， 刘进 军． 电力 电子技 术（ 第五版 ） 【 Ｍ］ ． 北京 ： 机械 工业 出版 ２ ０ １ ３ ． 制器 ， 然后对 系统进行仿 真 ， 使系统达到预期 目标 ， 进而满足实际 的 社 ． 需要 。ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ中含有许多与控制系统分析 与设计相关联 的函数 ， 【 ３ 】 陈伯 时． 电力拖 动 自动控 制 系统——运 动控 制 系统 （ 第三版 ） 【 Ｍ 】 ． 控制 系统经典和 现代 的分析和设计 方法可 以通 过这些 函数进行计 北京 ： 机械 工 业 出版 社 ， ２ ０ １ ２ ． 算并能 以图形模块的形式展现 出来 。Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ提供 了许 多控制系统 ｆ ４ 】 洪乃刚． 电力电子 和电力拖动控制 系统的 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ仿真［ ＭＩ ． 北京 ： ２ ｏ ｏ ６ ． 所 需的基本模块 ，通过调用这些模 块在模型窗 口中构造 系统模 型 ， 机 械 工 业 出版 社 ， 并 且能够灵 活的改变 系统的结构 和参 数 ， 快速 、 直观的仿 真便 于系 统 的动 态性 能和稳态性 能的分析 ， 从而使 系统 的设计 得到优化。具 体应用如 ： 线性连续系统的仿真 、 线性定 常离散系统的仿真 、 非 线性 系统 的仿真 。 ２ ＿ ３电力电子技 术的仿 真 电力电子技术的仿真是基于电力 电子器件展开 的 ， 开关特性是 电力电子器件的主要特性 ， ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ电力 电子器件模型主要仿真 了
Matlab软件在电气工程专业教学中的应用
（1） 传递函数的分子、分母均按 s'的降幂排列，在 MATLAB 中， 用分子、分母多项式系数构成的两个向量 num 与 den 表示系统。
（2）
用 tf() 函数命令 来建 立传 递函数 模 型， 或 者将 零 极点 模 型 或 者 状 态 空 间 模 型 转 为 传 递 函 数 模 型， 调 用 格 式 为 sys=tf(num,den)。
图 1 含非线性特性的系统方框图模型
运行以下指令，可以得到系统的 Bode 图及阶跃给定响应。 sys=tf(5,[1 0]);sys1=tf([1],[1 5 2]); figure(1); margin(sys*sys1); hold on; figure(2); closys1=sys*sys1/(1+sys*sys1); step(closys1) 系统的 Bode 图如图 2 所示，给定阶跃响应曲线如图 3 所示。 四、Matlab 软件在电力系统仿真中的应用 Matlab 在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真 模 块 Power System Blockset ( 简 称 PSB) 来 完 成。PSB 是 在 Simulink 环境下使用的模块，采用变步长积分法，可以对非线 性、刚性和非连续系统进行精确仿真，并精确地检测出断点和 开关发生时刻，PSB 程序库含有代表电力网络中一般部件和设 备的 Simulink 程序块，通过 PSB 可以迅速建立模型，并立即
电气工程及其自动化专业中MATLAB的应用与研究-
International Conference on Advances in Mechanical Engineering and Industrial Informatics (AMEII 2015)The Application and Study of MATLAB in Electrical Engineering and ItsAutomationBowen Wang1, aNorth China Electric Power University, Baoding 071000, China;a*****************Keywords: MATLAB; Electricity Engineering and Its Automation; Simulation; Teaching Design Abstract. Electrical engineering courses are featured on combination of strong and weak electricity and take account into the specialized knowledge of the both. In the design of electricity tests and new products, it will significantly increase the complexity of test system and decrease teaching efficiency if adopting the real physical model design. While if simulating the real conditions by computers, it will achieve the effect that real tests don't have. Therefore, for the electrical engineering major, computer simulation plays a very important role. MATLAB has various tool bags and functional modules, including many corresponding electricity equipment models, which can achieve the analysis and design of motor speed control and electricity system, etc. And it has high-reliability simulation results and can fully mobilize the initiative of students. To analyze the application of MATLAB in electrical engineering and its automation, it gives a brief analysis of MATLAB first, and then analyzes the application of MATLAB in electrical engineering and its automation, expecting to offer some references for electrical engineering major teaching. Electrical engineering and its automation has specialized knowledge of motor and its control, electricity system automation and manufacturing management, etc. It requires students to master such strong electricity fields as mathematics, computer, motor and high voltage, as well as weak electricity fields like operation control, research and development field. It has high speciality. In the specific teaching, although there are some differences in different universities' teaching focuses, yet all of them require the studies of electricity system and circuit and so on. Adopting traditional teaching modes will cost a lot and there may be test failures, so it's very bad for teaching. MATLAB software is one of the large aircraft application software. It has features of multidiscipline platform and involves a number of fields. It can be applied to Electrical engineering and automation speciality teaching. This article mainly analyzes the application of MATLAB software in Electrical engineering and its automation.General Introduction to MATLABMATLAB is a kind of commercial teaching software produced by the U.S. MathWords Company. It is the combination of matrix and laboratory, meaning rectangular laboratory. It's one of the frequently used teaching software and mainly services to data visualization, data analysis and algorithm development, etc. The basic data unit of MATLAB software is matrix, similar to the directive expression frequently used in mathematics engineering. MATLAB software includes various functional tool bags software, such as numerical analysis, digital image processing, digital signal processing and demodulation and financial engineering, etc. This paper mainly analyzes Slimulink tool bag. Slimulink is a tool bag for model simulation and analysis, supporting linear and nonlinear system at the same time and can offer complete model base. It has visual and reloadable features and can significantly increase the reliability of simulation in the simulation tests. Due to its openness, MATLAB software allows users to independently design models they need, which is of great advantage in teaching.Slimulink tool bags include subject models of power electronics, electric machinery and electrical engineering, which falls into 7 module bases: application base, measurement module base, discrete measurement module base, etc. Power module base includes DC voltage source, current source and AC power. Element module base includes transformer, switches and AC transformer, etc.Additional module base includes synchronization 6 pulse generator, clocks, discrete measurement module base and PID controller, etc. Measurement module base mainly includes current voltage measurement modules.Application of MATLAB in simulation of the Electrical Engineering and its Automation There are problems of various aspects existing in the experiment teaching activities of electrical engineering and its automation. For example, due to the establishment of digital platforms in most courses at present, students can accomplish the experiments via reading guide books even if they do not have a deep insight into the relevant knowledge, which leads to the separation of theory and practice, weakening the students' research ability. In addition, with the fast updating pace of electric appliance parts, the experimental conditions cannot meet the needs of some new-type experiments, large electric power experiments and so on.The adoption of MATLAB software can enable the computer simulation design and virtual experiment to synchronously implement the design and experiment without the restrictions of components. Meanwhile, it will facilitate the adjustment and coverage of circuit parameters and realize the updating change of the electric appliance parts, which helps improve the comprehensive design and experiment ability of the students. The simulation is beneficial to cultivate students' thinking and innovation ability, ensure them to master experimental analysis methods on the basis of the grasp of software technology, and boost their study interest.In the process of teaching activities of electrical engineering and its automation, theories concerning mainly include automatic control principles, modern control theories, power system theories and so on, which are excessively theoretical, and the adoption of traditional teaching methods can hardly achieve the ideal teaching effects. However, the adoption of MATLAB software will realize the application of simulation and enhance the figurativeness of theoretical knowledge and students' exploring desire.The application of MATLAB software in the control system. In the professional learning process, the main content of the control system includes modern control theories, automatic control principles and so on. In the learning process of control principles, MATLAB software can be applied to the analysis and design of simulation experiments to get full knowledge of the system's working principles, control parameters and other contents. In the control system, the simulation analysis is mainly carried out by the Simulink system's qualitative experimental analysis to analyze the changes of the system performance along with different parameters and make improvements accordingly. For example, in the learning process of the analysis on spring-mass-damper mechanical displacement system, Chart 1 is a simulation model with a mass of 5 kg, a spring damping factor f of 0.5 and an elasticity coefficient of 5. Assuming that the initial speed of the object is 0, under the condition that the external force F(t) has changed, we analyze the displacement changes of the mass and further obtain knowledge of the system performance by the simulation results.Figure 1 Spring-mass-damper mechanical displacement dynamic system simulation modelThe application of MATLAB software in the electric traction system. The electric traction system drives the operation of machines by motors and at the same time runs according to the relevant rules. In the electric drive system, the automatic control device is a major part. To control automatic machinery equipment, it is essential to find the corresponding regular changes, control the important physical parameters and the rotating speed of motors, and so on. The electric traction system includes mainly AC velocity modulation, pulse width modulation and so on, the simulation of which can all be realized by MATLAB software.The application of MATLAB software in electricity system modeling. The electricity system belongs to the consumption and production system, including different parts like electricity generating, electricity distributing, electricity consuming and so on. Transient process, stable state running and so on need to be analyzed in electricity system, like Electricity System Tidal Current Energy Computation and short circuit failure computation and so on, which are all basic knowledge of electricity system learning. During learning, simulation modeling can be realized through the usage of MATLAB software. In practical work, staff can get the optimal parameters through simulation modeling by MATLAB software.The application of MATLAB in teaching of main curriculumsElectrical engineering and its automation main curriculums include electricity and motor technology, automatic control system and so on. It is very complex in derivation of working principle, involving many ionization figures, waveform figures, formulas and so on. So it is of great difficulty in the adoption of traditional teaching. Application of MATLAB software can well resolve these problems. In the Siomulink part of MATLAB software, electricity system module includes DC asynchronous motor and synchronous magneto, which provides prodigious advantage for teaching.Taking triphase bridge regulator circuit as an example, through modeling and parameter setting of Simulink and power system blockset, single-phase AC voltage source can be gained from the power system blockset and things like triphase voltage measurement unit and oscilloscope can be displayed clearly, and the simulation results are clear at a glance.Figure 2 Simulation models and results of differential equationSolve the differential equation by using integrator. In computation, second-order differential equation is required to be abstracted from realistic nature. Application of direct construction models by stages needs to be considered in mask, and differential equation is illustrated in figure 2. After running, relevant simulation results can be gained.The teaching of triphase bridge full controlled rectifier circuit. For example, in full controlled rectifier circuit, phase voltage electricity source, rectifier transformer output voltage are required to be 220V and 100V respectively, and observe the change of output voltage and current with different loads and trigger angles, as well the main subharmonic and AC side current waveform. Suppose that the resistor is 5 ohm, the peak of triphase electricity source voltage is 220 and the frequency is 50Hz, rectification ratio Nayaqi parameter primary winding connection and secondary winding connection are chosen to be D11 and Y respectively, of which line voltages are 380V and 173V respectively. If the demand is not strict, other transformers absorption numbers can remainunchanged. Primary winding connection and secondary winding connection of synchronous transformer are chosen to be D11 and Y respectively, of which line voltages are 380V and 150V respectively, and other parameters default to be unchanged. Simulation time is set to be 0.06s and simulation experiment can begin after the setup of simulation parameters is done. Simulation results can be seen in figure 3. Rectifier output voltage is positive, and the change is consistent with the change of voltage waveform, but Y coordinate is different. If you change the control, the waveform change in different work situations can be observed.Figure 3 Changes when triphase current is input into the rectifier at 30 degreesIn the simulation model of resistance-inductance load (resistance value is set to the same of 5 ohm), the load PLC parameter should be modified. L value is set to 0.01H, the trigger angle 60 degrees, the simulation time 0.16s, and starting the simulation model can get the output current and voltage value. During the current changes, there is a rising period followed by stability. It is applied in the current loop speed control of double closed-loop speed tuning. As shown in Figure 4, the simulation model is established in the integrated environment. After 0.3s, the unit step response signal is input, and the PID controller module is required to be put in as shown in the figure.Figure 4 Double-loop speed controller applying the PID adjusterApplication of MATLAB in Graduation DesignIn the graduation design of electrical engineering and its automation, there is a lot of professional knowledge, and the update rate is very fast. In the traditional teaching, priorities were focused on the electrical design or protective relaying, but little attention was paid to the popular electric power telecommunication and fault diagnosis. Moreover, in the traditional teaching, the literature search was very difficult, but the adoption of MATLAB software can be very useful to make up for the shortage of traditional teaching.In the process of graduation design, the students are very likely to encounter quite complex simulation programs. In the power system modeling and simulation of the graduation design, MATLAB software provides the students with various components needed by electrical major, so they can build a variety of power system models, then observe the adopted changing models, and verify the experimental results. As shown in Figure 5, MATLAB software is used to build a model of Electricity System Tidal Current Energy Computation. The data of node flow analysis could be obtained through the simulation, and results could be got through comparison with the design flow calculation results. Moreover, the analysis of establishing the model could offer help to the design of power system simulation interface.Figure 5 Simulation Model of Electricity System Tidal Current Energy Computation Application of MATLAB in electric parameter acquisition. In the graduation design, electrical parameters involved include power, current and phase change, and these parameters could be implemented through the model. With the help of FFT analysis in the MATLAB software, the result could be obtained. The graphic editor in the MATLAB software could provide the corresponding observation modules for designers. For instance, in the oscilloscope module, they can clearly see the simulation results and waveform at the point of observation and analysis the parameter values at any time, and in the display module, they can directly read the current value and voltage value on every power line. The most typical example is the data reading of stable electric power parameters in the electric power system. In the neutral ungrounded system, the different phases on the line could be seen. With reasonable judgment, these obtained parameters can provide the basis for the judgment of the fault lines.The use of GUI graphic interface design of MATLAB software can be of great help to electrical simulation interface design. Here graphical user interfaces mainly include window, cursor, menu, etc. Users can import and export correlation parameters through keyboard and use mouse to activate these parameters to complete the calculation of relevant data or waveform drawing, etc. The graphic interface design of MATLAB software is mainly implemented through image objects manipulation. Therefore, users need to be clear about the properties and characteristics of various graphic objects when using MATLAB software, which can fully train designer's design capability. For example, in the MATLAB simulation experiment of Electricity System Tidal Current Energy Computation, model and function files of GUI kernel were integrated, and sub-interface could be accessed by clicking corresponding buttons. In the mutually exclusive design of various menu bars on the main interface, mutually exclusive programs need to be added to realize this operation, for example: set(andles. radicbutton2, "value", 0); set(andles. radicbutton4, "value", 0); the returned value of unchecked and clicked buttons are set at 0 and 1 respectively to realize mutually exclusive function, and the programming capability and the capability to build an electrical model were also tested.ConclusionIn conclusion, this paper analyzes the application of MATLAB software in electrical engineering and its automation from different aspects. The process of teaching activities of electrical engineering and its automation involves knowledge of various subjects. In the teaching, students are required to master research methods of electrical engineering and its automation major on the basis of mastering basic theory, so as to enhance ability in practice. In simulation, the use of MATLAB software is conducive to involve teaching categories to achieve the aim of optimizing resource allocation as well as increasing students' interests and enthusiasm in participation.Reference[1] Zhu Junnan. Discussion on the Value of MATLAB Simulation Application in the Electrical Engineering and Its Automation [J]. Silicon Valley, 2014, 05:189-190.[2] Zhang Lili, Wu Yan. The Simulation Application of MATLAB in the Electrical Engineering and Its Automation [J]. Computer CD Software and Application, 2012, 16:63-64.[3] Xu Yubao, Zhang Xiaodong, Fang Jie, Yang Ting. Research and Reform of Practice Curriculum System of the Electrical Engineering and Its Automation [J]. China Electric Power Education, 2014, 31:46-47.[4] Liu Duyu, Shao Shiquan. Discussion on the Teaching of Matlab in the Electrical Engineering and Its Automation [J]. Academic Journal of Southwest University for Nationalities (Natural Science Edition), 2011, S1:38-40.[5] Su Liangyu, Zhao Zhongbiao, Shi Luhuan. Research on the Application of MATLAB in the process of teaching activities of electrical engineering and Its Automation [J]. Scientific and Technological Information, 2011, 18:11.6] Li Xiao, Liu Tianye. Research on Engineering Talents Cultivation of the Electrical Engineering and Its Automation [J]. Academic Journal of North University of China (Social Science Edition), 2007, 01:83-86.[7] Wei Liming, Han Chenghao, Wang Congze. Exploration on Comprehensive Teaching Reform of Applied Talents Cultivation of the Electrical Engineering and Its Automation [J]. Academic Journal of Jilin Jianzhu University, 2013, 01:91-93.。
matlab在电气工程及其自动化专业中的仿真应用
matlab在电气工程及其自动化专业中的仿真应用MATLAB在电气工程及其自动化专业中是最常用的仿真工具之一。
以下是MATLAB在电气工程及其自动化专业中的常见应用：
1. 电路仿真：MATLAB是一个强大的电路仿真工具，在电路分析和设计方面有广泛应用，包括传输线、滤波器、放大器、功率电子器件等。
2. 电机控制仿真：电机控制仿真是电气工程的重点之一，MATLAB中可以利用Simulink工具箱实现电机控制仿真，包括交流电机、直流电机、步进电机等的控制。
3. 信号处理仿真：MATLAB在信号处理方面的优势是无可比拟的，可以进行数字信号处理、滤波器设计、图像处理等方面的仿真。
4. 智能电网仿真：随着智能电网的普及和推广，MATLAB上也推出了针对智能电网的仿真工具箱，可以进行智能电网的负载预测、电力系统仿真、稳定性分析等。
5. 电力系统仿真：MATLAB中的工具箱可以模拟电力系统的动态行为、稳态操作、电流干扰等，非常适合电力系统的建模和仿真。
总之，MATLAB在电气工程及其自动化专业中有着广泛的应用，其强大的数值
计算和仿真功能使其成为电气工程专业中必不可少的工具之一。
MATLAB-7(MATLAB及其在电气工程下的应用)
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软件在电气工程中的应用
• 146•从国内目前电气发展来看，在电气发展方面投入仍然较小，致使电网一直处在超负荷工作状态。
但是，国内近些年经济发展较快，对于电力的需求越来越高。
如在2010年国内全年在用电量上达到了4.5万亿千瓦时，而预计到2020年，国内人均消耗电量可达到1个千瓦，那对于发电装机的需求是非常高的。
为进一步保障电气工程顺利开展，因此，本文则主要立足于Matlab 软件在电气工程中的应用展开了探讨分析。
而针对国内目前电网架构结构进行分析，因为部分电网仍存在结构低、抗故障能力不足等问题。
并且，在城市中也会存在大面积停电问题，给人们生活和工作带来严重影响。
因此，针对以上所述问题，只有从电网发展方面给予改变，且在电网建设方面加大建设力度，以此推动智能电网的应用，才能有效的解决大面积停电的问题，才能从范围上解决能源集约化使用，彻底改变电网建设存在的问题。
在电气工程施工过程中可以以Matlab 软件来发挥其应有技术，从而提高电气工程的效率，进而改善电气工程质量。
1 Matlab软件部门的功能变电工程项目施工中Matlab 软件技术得到了充分应用，而监理作用也只会在变电工程中得以体现。
也可以说，Mat-lab 软件工作是顺应某电气工程监理目标进行的定制。
而在工程施工阶段，则要按照施工质量要求来对电气工程质量进行监管，以确保电气工程施工质量在监理标准内容。
与此同时，Matlab 软件的工作核心体系主要体现在三方面：质量和技术规范方面、网络方面、质量目标实现与计划这三方面。
电气工程为该工程Matlab 软件的主要对象，所以在电气工程施工过程中监理的工作范围则要对施工全周期的质量，以及工期是否与施工进度相符、施工成本是否合理、施工安全以及文明施工等内容都涵盖在监理的工作范畴中。
并且，Matlab 软件主要是由电气工程所在的电力公司委托监理，以此对实际工程实际情况进行的现场监理工作。
并且，电力企业还会根据现场实际情况而成立Matlab 软件操作部门，主要对电气工程施工情况进行管理和监督。
电气工程自动化毕业论文基于Matlab的电力系统潮流仿真计算
目录摘要 (1)第一章电力系统潮流计算简介 (2)第二章电力网络的数学模型-节点电压方程 (4)2.1 电力网络的节点电压方程 (2)2.2节点导纳矩阵 (2)2.2.1 自导纳和互导纳的确定方法 (2)2.2.2 节点导纳矩阵的性质和意义 (4)2.2.3 非标准变比变压器等值电路 (5)第三章潮流计算的数学模型-潮流方程 (7)3.1 潮流计算的基本方程 (7)3.2 电力系统节点分类 (10)3.3 潮流计算的约束条件 (11)第四章牛顿-拉夫逊法潮流计算 (12)4.1 牛顿-拉夫逊法基本原理 (12)4.2 牛顿-拉夫逊法潮流计算方法 (14)4.2.1 以直角坐标形式表示 (14)4.2.2 牛顿-拉夫逊法程序框图 (17)4.2.3 牛顿-拉夫逊法求解过程 (18)4.2.4 程序需要输入数据 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录牛顿—拉夫逊法潮流计算程序及其结果分析 (22)基于Matlab的电力系统潮流仿真计算学员姓名：单位：摘要：Matlab是一种交互式、面向对象的程序设计语言，广泛应用于工业界与学术界，主要用于矩阵运算，同时在数值分析、自动控制模拟、数字信号处理、动态分析、绘图等方面也具有强大的功能。
通过M语言，可以用类似数学公式的方式来编写算法，大大降低了程序的难度并节省了时间，从而可把主要的精力集中在算法的构思而不是编程上。
传统的潮流计算程序缺乏图形用户界面，结果显示不直观，难于与其他分析功能集成，网络原始数据输入工作量大且易于出错。
Matlab潮流计算研究近年来得到了长足的发展。
针对这一现状结合电力系统的基本特点，以牛顿—拉夫逊法潮流计算方法为例，对IEEE-6BUS标准试验系统的潮流计算进行仿真,提出了基于Matlab的电力系统潮流仿真计算。
它大大提高了计算速度，占用内存少；计算结果有良好的可靠性和可信性；适应性好，即能处理变压器变比调整，系统元件的不同描述和与其它程序配合的能力强。
数学建模案例分析--MATLAB在电气工程中的应用
MATLAB 的启动 桌面快捷方式启动 开始菜单方式启动
MATLAB的退出 Matlab菜单命令/关闭按钮 在Matlab命令窗口输入exit或quit
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MATLAB 的用户界面窗口
Command window
Workspace
History command window
MATLAB软件主要由主包、Simulink 动态系统仿 真和工具箱（ Too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。
* Simulink是用于系统仿真的交互式图形系统，
是MATLAB非常重要的共生产品。
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MATLAB的workspace中的变量管理
who：显示当前工作空间中所有变量的一个简单列 表；
whos：显示出变量的大小、数据格式等详细信息；
clear ：清除工作空间中所有的变量；
clear 变量名：清除指定的变量；
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MATLAB的workspace中的变量保存和载入 save ：将工作空间的所有变量存到matlab.mat的二进 制文件中。
help 库名：得到库中全部函数名；
help 函数名或命令； 得到函数或命令的帮助信息；
lookfor 命令
如在命令窗口中键入：lookfor su，则只要有与‘su’ 匹配的单词就显示出来。其收索条件比help命令宽。
demo 命令
demo：可得到MATLAB及其所以工具箱中的全部演 示程序。是学习MATLAB的一种很好的途径。
当A是标量时： x b A
当A是非奇异矩阵时： x A1b