基于Matlab的电工电子技术虚拟实验仿真平台
基于Matlab的电力系统电压调整仿真实验教学平台设计
第４３卷 第１期２０２１年２月电气电子教学学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＥＥＥＶｏｌ．４３ Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０２１收稿日期：２０１９ ０６ １４；修回日期：２０２０ ０９ ３０基金项目：福建省中青年教师教育科研项目（ＪＴ１８０７９７），漳州市自然科学基金项目（ＺＺ２０１９Ｊ２８）第一作者：杨家豪（１９９０ ），男，讲师，硕士，主要从事电力系统优化运行的教学和研究，Ｅ ｍａｉｌ：ｙａｎｇｊｉａｈａｏ１９９０＠ｆｏｘｍａｉｌ．ｃｏｍ基于Ｍａｔｌａｂ的电力系统电压调整仿真实验教学平台设计杨家豪，何 畅，叶子薇（厦门大学嘉庚学院普瑞特先进打印技术创新实验室，福建漳州３６３１０５）摘要：电压调整是“电力系统分析”课程中一个重要内容。
传统教学大多依靠理论分析，抽象且不易理解，配套实验存在局限性。
本文基于Ｍａｔｌａｂ图形用户界面设计并开发了一种电力系统电压调整仿真实验教学平台，师生通过计算机以交互方式进行电压调整仿真实验，界面友好、操作简捷、教学便利，帮助学生加深对电力系统电压调整的理解，有助于开放式实验教学、培养学生实践能力。
关键词：电力系统；电压调整；仿真实验中图分类号：Ｇ６４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８ ０６８６（２０２１）０１ ０１４５ ０６ＤｅｓｉｇｎｏｆＶｏｌｔａｇｅＡｄｊｕｓｔｍｅｎｔＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔＴｅａｃｈｉｎｇＰｌａｔｆｏｒｍｆｏｒＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＭａｔｌａｂＹＡＮＧＪｉａ ｈａｏ，ＨＥＣＨａｎｇ，ＹＥＺｉ ｗｅｉ（ＴｈｅＰＲＴＡｄｖａｎｃｅｄＰｒｉｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＩｎｎｏｖａｔｉｏｎＬａｂ，ＴａｎＫａｈＫｅｅＣｏｌｌｅｇｅ，ＸｉａｍｅｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈａｎｇｚｈｏｕ３６３１０５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＶｏｌｔａｇｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＡｎａｌｙｓｉｓｃｏｕｒｓｅ．Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｓｔｌｙｒｅ ｌｉｅｓｏｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｈｉｃｈｉｓａｂｓｔｒａｃｔａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｔｏｕｎｄｅｒｓｔａｎｄ．Ｔｈｅｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈａｖｅｌｉｍｉｔａ ｔｉｏｎｓ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｉｇｎｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓｖｏｌｔａｇｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｔｅａｃｈｉｎｇｐｌａｔｆｏｒｍｆｏｒｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＭａｔｌａｂｇｒａｐｈｉｃａｌｕｓｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｔｅａｃｈｅｒｓａｎｄｓｔｕｄｅｎｔｓｃａｎｃｏｎｄｕｃｔｖｏｌｔａｇｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｔｈｒｏｕｇｈｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎａｎｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅｗａｙｗｉｔｈｆｒｉｅｎｄｌｙｉｎｔｅｒｆａｃｅａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆｏｒｕｎ ｄｅｒｇｒａｄｕａｔｅｔｅａｃｈｉｎｇ．Ｉｔｃａｎｈｅｌｐｓｔｕｄｅｎｔｓｄｅｅｐｅｎｔｈｅｉｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｖｏｌｔａｇｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔａｎｄｉｔｉｓｕｓｅｆｕｌｔｏｏｐｅｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｔｅａｃｈｉｎｇａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｓｔｕｄｅｎｔｓ＇ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ；ｖｏｌｔａｇｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ０ 引言“电力系统分析”是电气工程及其自动化专业本科阶段的专业必修课，由于课程本身理论性强、难度较大，教学过程中仅对模型、公式进行理论分析常使学生不易理解，且形式较为枯燥，无法取得较好的教学效果［１］。
基于MATLAB的自动控制原理虚拟实验平台
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering软件开发与应用Software Development And Application基于M ATLAB的自动控制原理虚拟实验平台潘建伟(武成职业学院甘肃省武成市733000 )摘要：本文搭建了基于M A T L A B的“自动控制原理”虛拟实验平台，利用M A T L A B中的SIM ULINK仿真软件包的强大功能设计实验模型，不仅拓宽了学生的创新思维，而且保证了在应急情况下的实验。
关键词：虚拟实验；SIM U LIN K;M A T L A B1引言近十几年，国内的虚拟实验室的发展也突飞猛进。
结合虚拟实 验技术的特点以及它在理工教学中实际应用，尤其在电气自动化、电子信息工程、医学、建筑、生物化等学科有重要作用，国内的许 多高校都根据本院校的实际教学需求建立了各类虚拟实验室。
高职 院校的学生相对本科院校的学生，在课程的学习上存在一定难度，从而导致该课程的实验操作也困难，面对复杂的硬件电路，不知该 如何下手，对控制系统的模型也不是很了解，在实验过程中接错电 子元件很容易造成硬件电路的损坏，不仅没有达到实验的目的，而且导致学生对实验课程的排斥。
此外传统的硬件实验扩展性较 差，实验的内容逐渐脱离实际。
基于此，利用MATLAB软件的图 形用户开发工具（GUITOOLS)和SIMULINK搭建虚拟实验平台，SIMULINK是对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包，不 仅支持线性和非线性系统，也支持连续和离散的混合系统，而且系 统可以是多进程的。
运作的工具箱和模块己覆盖航空、航天、通信、控制、信号处理、电力系统、机电系统等诸多领域，所涉及的内容 专业性越来越强，使用也越来越方便。
在应用数学，电工电子，自动控制以及信号处理等多个专业的教学实验中均有广泛应用。
2虚拟实验平台的优越性虚拟实验是一个多功能的实验平台，不仅便于各个学科的实验 交叉而且便于实验功能的扩充，而且不受场地的限制、时间的限制，随时随地只需一台电脑就可以进行试验。
基于Matlab的电力电子仿真平台开发
中图分类号 ： Ｔ Ｍ ７ ４ ３ 文献标 识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ６ ７ ２ — ４ ３ ０ ５ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ４ ． ０ ３ ０
电力 电子 技术 是一 门新兴 的应 用 于电力 领域 的 电子 技术 ， 主要 是 利用 电力 电子 元器 件 对 电能 进行
变换和控制的技术。要想学好该课程 ， 除了学习理 论 知识外 ， 还要 通 过实 际硬件 电路 进行测 试 验证 ， 这 就需 要 学校加 大 投入 ， 除 了前 期 购 买硬 件 电路 及元 器件 外 ， 还需 要后 期 的维 护及 更新 。然 而 ， 随着计算 机 的不 断发 展 ， 电 力 电子 仿 真 软 件 也 层 出不 穷 ， 如 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 、 Ｍ ｕ ｈ ｉ ｓ ｉ ｍ 、 Ｐ ｒ ｏ ｔ ｅ ｕ ｓ 等。提高学习效率 ， 本文利 用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ Ｇ Ｕ Ｉ 设计 了 电力 电子 的仿 真平 台 Ｊ ， 学
ｔ ｕ ａ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ，ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｒ ｅ ｄ ｕ ｃ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｓ ｔ ｏ ｆ ｈ ａ ｒ ｄ ｗ ａ ｒ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｉ ｆ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｙ ｏ ｆ ｌ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ；ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ｅ ｎ ｅ ｒ ｙ ｇ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｏ ｎ；ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｙ ｇ
基于MATLAB的模拟电路与数字电路虚拟实验平台
关断。晶闸管VT2、VT3一直要导通到下一周期ωt=2π+α处再次触収晶闸管
VT1、VT4为止。
单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
各区间晶闸管的导通、负载电压和晶闸管端电压的情冴 :
单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
单相双半波可控整流电路仿真模型（阻-感性负载）
单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
2) α=60º，R=1Ω，L=0.1H,period=0.02s，peakamplitude=10V，
frequency=50HZ，phase delay（secs）1=1/300,phase delay（secs）
2=1/300 +0.01;
单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
3) α=90º，R=1Ω，L=0.1H,period=0.02s，peakamplitude=10V， frequency=50HZ，phase delay（secs）1=1/200,phase delay（secs） 2=1/200 +0.01;
发压器的有效利用率。
单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
阻-感性负载电路如图所示
id
T
i2
a
VT1
VT3
u1
u2 b VT2 VT4 R
ud
单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）
工作原理 1）在电压u2正半波的（0~α）区间。晶闸管VT1、VT4承叐正向电压，但无触収脉 冲，VT1、VT4处于关断状态。假设电路已经工作在稳定状态，则在0~α区间由于 电感的作用，晶闸管VT2、VT3维持导通。 2）在u2正半波的（α~π）区间。在ωt=α时刻，触収晶闸管VT1、VT4使其导通，
单相桥式全控整流电路（电阻性负载）
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现一、引言电路仿真是电子工程领域中重要的工具之一，在电子电路设计过程中起着至关重要的作用。
而基于Matlab的电路实时仿真平台则是利用Matlab软件对电路进行仿真实验的重要应用之一。
本文将介绍基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现过程。
二、电路仿真平台的设计与实现1. 平台功能需求分析基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现主要包含以下功能需求：（1）电路建模：能够支持电路元件的建模以及电路的连接和布线。
（2）仿真参数设置：能够设置仿真的时间范围、步长等参数。
（3）仿真结果分析：能够实时显示电路中各个元件的电压、电流、功率等参数，并提供结果分析的功能。
（4）实验控制：能够控制实验的开始、暂停、恢复、停止等操作。
（5）数据记录与导出：能够记录仿真实验过程中的数据，并支持数据导出为Excel或其他格式。
2. 平台设计与实现基于以上功能需求，我们设计了一套基于Matlab的电路实时仿真平台。
平台的实现主要分为以下几个模块：（1）电路建模模块：利用Matlab提供的图形用户界面工具，搭建了一个电路建模界面。
用户可以通过该界面选择电路元件，并将元件进行连线和布线，从而实现电路的建模。
在建模过程中，用户还可以设置元件的参数和初始条件。
（2）仿真参数设置模块：通过设定仿真的时间范围、步长等参数，用户可以对仿真实验进行灵活的配置，以满足不同的需求。
（3）仿真运行模块：在完成电路建模和参数设置后，用户可以点击“运行”按钮，开始进行仿真实验。
平台利用Matlab强大的计算能力，根据电路模型和仿真参数进行实时的仿真计算，并实时绘制出电路中各个元件的电压、电流曲线等。
用户可以通过切换窗口或界面，实时观察仿真结果。
（4）实验控制模块：平台提供了开始、暂停、恢复、停止等操作按钮，用户可以根据需要自由控制仿真实验的进行。
例如，在观察到关键数据点时，用户可以暂停仿真实验，通过对元件参数的调整，进一步优化电路设计。
基于Matlab GUI的电力电子技术教学平台设计-最新教育资料
基于Matlab GUI的电力电子技术教学平台设计Design of instructional platform for power electronic technique based on Matlab GUIAn shu, Yan Yingmin, Liu ZhengchunOrdnance engineering college, Shijiazhuang, 050003, China: According to power electronic technique course having the features of many waveform and equally important experience and theory, a interactive auxiliary software of instructional platform for power electronic technique is designed based on matlab GUI in this paper. The courseware interface is friendly and open, which has many merits of modifiable experimental parameters. It can be used on academic and experimental instruction.电力电子技术是电气工程及其自动化等专业的重要专业基础课，也是实用性、工程性和综合性很强的课程。
课程内容以电力电子器件和四大类变流电路为主线，通过分析各类电力电子器件的通断情况来理解整流、逆变、斩波、调压等典型电路的工作原理，从而得出电路在不同负载作用下各点的电流、电压波形。
因此，本课程涉及电力电子技术各种装置的分析与大量的计算、电能变换的波形分析、测量与绘制等，这些工作特别适合应用Matlab来完成[1]。
基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计
电子技术与软件工程Electronic Technology&Software Engineering电子技术Electronic Technology基于MATLAB的电力电子技术虚拟实验仿真平台的设计张岩贾小龙（宁夏理工学院宁夏回族自治区石嘴山市753000）摘要：本文在MATLAB的基础上，利用现代仿真技术对电力电子变换器电路进行了SIMULINK仿真，完成了借助于图形用户界面GUI 功能的虚拟实验平台的搭建，达到了基本的实验要求。
关键词：MATLAB;电力电子技术；仿真模型；GUI1背景传统高校实验室所占实验经费比例大，软硬件设备一般比较昂贵的，容量有限且电气信息类技术更新非常快，要建立非常完备且与时俱进的实验教学环境是很困难的。
虚拟仿真实验既节省了资金，又可突破传统实验室在硬件设备上的限制，缓解了实验经费不足与实验人数过多的矛盾，突破了时空的局限，优化了教育资源，提高了学习兴趣和效率，真正实现理论教学与实验教学的结合。
因此，虚拟实验室的研究对于现代远程教学和高等院校的实验教学、课堂教学都很有意义。
2虚拟实验平台的国内外研究现状近年来计算机技术的发展为虚拟仿真实验平台开发提供了技术支持，已有很多高校和企业着手研究虚拟实验仿真平台。
例如：美国卡耐基梅隆大学早期开发的虚拟实验平台，他们的技术方案是通过计算机所搭建出来的函数发生器、示波器等实验硬件设备连接到Internet上，学生或其他用户可以通过上网然后网络远程连接并加以使用。
麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）,该院校着手项目的主要是为了建设众多学科科目的虚拟实验平台，此项目是同微软公司通力合作开发出来的I-Lab,设计出来的平台可以用来研究基于虚拟现实的科学技术与电气工程的创新型教育体系。
目前国内的一些高等院校逐渐设计出了自己的虚拟实验平台。
中国科学技术大学早期设计的物理虚拟实验平台是把实验运用在教学的演示和简单物理实验这些问题上，此设计是国内第一套有推广价值的实验教学平台。
MATLAB的_电力电子技术_虚拟实验仿真平台
基于MAT LAB 的《电力电子技术》虚拟实验仿真平台刘艳(大连大学信息工程学院,辽宁大连116622)Ξ摘 要:《电力电子技术》是一门实践性较强的专业基础课,为改善该门课的实验条件和教学效果,本文提出了一种基于M AT LAB/SI M U LI NK 的虚拟实验的设计思想,开发出相应的仿真平台.该仿真软件既可用于教师的课堂教学和实验模拟,又可作为学生自学的辅助工具.关 键 词:电力电子技术;虚拟实验;M AT LAB/SI M U LI NK中图分类号:O4233 文献标识码:A 文章编号:100822395(2004)0420071204Virtual lab simulation platform of pow er electronic technology based on MAT LAB LI U Y an(C ollege of In formation Engineering ,Dalian University ,Dalian 116622,China )Abstract :《P ower E lectronic T echnology 》is a course which concerns lots of engineering knowledge.T o enhance the quali 2ty of teaching ,this paper introduces ideas of virtual lab based on M AT LAB/SI M U LI NK.The design of simulation plat 2form is discussed.The virtual lab intends for course teaching ,simulation of experiment and students ’self 2study.K ey w ords :power electronic technology ;virtual experiment ;M AT LAB/SI M U LI NK《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业和其它相关专业的主干基础课程之一.它主要研究采用功率半导体器件进行功率变换、控制以及大功率电路开关技术及其应用,是一门实践性很强的课程.在教学过程中常需借助大量的波形来分析各种能量转换过程.过去,主讲教师在课堂教学活动组织过程中,常常将大量的时间花费在画图上,影响了教学进度,学生也常感到教学内容枯燥无味,教学效果不佳.后来,有些教师在课前就将有关波形图制成幻灯片,留更多时间给学生们进行讲解,情况有所改善,但同学们普遍感到只看静止不变的波形,对其动态响应过程不是很了解,仍感到所学内容非常抽象.另外,目前许多普通高校中,受到经费、学时的限制,专业课实验设备很难满足教学要求,大部分学生没有动手实践的机会,难以激发学生的学习的兴趣,这也严重影响了该门课程的教学效果.针对上述普遍存在的问题,本文基于M AT LAB 设计了一套虚拟实验仿真平台,它由操作实验、演示实验和虚拟实验网络版三个独立部分组成,可用于《电力电子技术》课程的课堂教学演示、实验辅助教学、也可作为学生课后自学的辅助工具.该仿真平台整体设计采用WI NDOWS 风格,方便了用户使用和操作、也易于扩展.1 虚拟实验的总体结构设计在《电力电子技术》课程的教学活动中,波形的测试和分析是核心,也是同学们最难于理解和掌握的部Ξ收稿日期:2004207215作者简介::刘 艳(1967-),女,副教授.第25卷 第4期2004年8月大连大学学报J OURNA L OF DA LI AN UNI VERSITY Vol.25 No.4Aug. 2004分,本文设计如图1所示的虚拟实验环境,使得各种复杂的能量转换过程比较直观地呈现在学生面前,以求在该门课程的教与学的效果上能有重大的突破.图1 系统结构图操作平台和演示平台相互独立.演示平台主要用于教师课堂演示;操作平台是教师对演示平台所示教学内容进行详细分析的环境,也是学生亲手实践的虚拟环境,在此环境中还可对学生进行实验课程的考核.为提高学生自主安排实验的灵活性,用M AT LAB Web Server 配置服务器,用M AT LAB WebServer 语言进行编程架构了该虚拟环境网络版雏形.2 虚拟实验各模块功能与实现2.1 演示实验演示实验是虚拟实验的主要部分之一,它包括了实验内容的讲解、实验电路的计算机仿真、实验结果的实时显示等.利用演示实验环节,教师可以方便、快捷地完成变流装置能量转换过程的分析.仿真电路是已达建好的,教师在上课时只需点击鼠标就可以完成实验结果的显示.利用鼠标和键盘可以对系统的参数进行修改,能方便地观测到同一系统不同参数对输出结果的影响.同时,实验结果的显示可以以两种方式进行.第一,用M AT LAB 提供的虚拟示波器观测输出波形,其优点是直观,过渡过程可视;第二,将输出结果按矩阵形式显示,其优点是有利于以后的数据分析,可操作性好.演示实验的实现方法是,利用G uide 创建图形用户界面,利用SI M U LI NK 进行实验电路的计算机仿真,利用SI M U LI NK 中的模块实现输出结果的显示.2.2 操作实验作为虚拟实验室的一个重要组成部分,操作实验为教师、同学提供了一个自己动手,用计算机模拟实验过程、分析实验结果的平台.为了使用者的操作方便,将其界面设计成为WI NDOWS 风格.使用者可以用鼠标拖动微机上的虚拟实验仪器,按照实验要求、组装成为一个完整的实验系统.同时,可以在这个系统上完成整个实验,包括实验参数的改变,数据采集以及实验结果的模拟、分析等等.操作实验的实现方法是,利用M AT LAB/SI M U LI NK 搭建实验平台,其操作方法类似于SI M U LI NK 的操作.为了方便使用者,将电力电子技术实验中常常用到的模块挑选出来,创建了一个新的库文件,模块的添加和删除操作十分方便.2.3 虚拟实验网络版充分利用校园网的资源,将虚拟实验教学系统移植到校园网上,提高学生自主安排实验的灵活性是本实验设计的目标之一.但是,目前为止基于M AT LAB 网络虚拟实验室在应用方面还有一些限制.比如,现在仅能在局域网中运行,要求服务器和客户端必须使用WI NDOWS 2000系统等等.尽管如此,由于它的应用前景十分看好,本文对它的实现进行了初探.它的实现方法是,利用M AT LAB Web Server 配置服务器,并应用M AT LAB Web Server 语言进行编程.3 操作实例在M AT LAB 的主命令窗口中键入启动命令,弹出如图2所示的界面.学生和教师都可以点击“操作平台入口”按钮进入操作实验环节.“进入”按钮仅教师有使用权限,按下后,将出现图3所示的登陆界面,明确身份后,教师方可进入演示实验环境.这样做的目的是要保证学生在实验课考核中确实是独立自主完成的. 72 大连大学学报第25卷图2 主界面图3 登陆界面 在用户名和密码准确无误后,即可进入演示实验主界面,如图4所示.图4 演示实验的主界面图5 逆变实验原理演示界面 如果点击演示实验主界面上的“逆变实验”按钮,则可打开如图5的界面.图6 基于SI MULI NK 的三相逆变电路仿真预习实验原理和要求,按“演示”按钮,进入仿真演示实验环境开展仿真研究,电路原理图已达建完成,如图6示.启动仿真过程即可实时观测到仿真结果如图7和图8所示. 第4期刘 艳:基于MAT LAB 的《电力电子技术》虚拟实验仿真平台73图7 六相触发脉冲图8 电流和电压波形 如直接从“操作平台入口”进入,将会弹出自建的电力电子技术元件库浏览器和一页空白SI M U LI NK 设计界面如图9、10所示,供操作者自行设计实验进行仿真研究.图9 电力电子元件库浏览器图10 SI MULI NK 设计界面4 结束语虚拟实验与传统实验教学相比,具有如下几个特点:①可降低科研成本和节省研究经费,并能够充分发挥现有科学仪器的作用,提高使用效率,尤其是通过联网后能实现大型科学仪器的资源共享,避免了大型仪器设备的重复添置、购买和浪费.②突破了传统教学模式受时间、地点的限制,并且可以利用网络教育提高教学效率.③实验内容确定后,通过调用不同的软件,即可完成不同的实验,因而用户可以自行选择实验系统及测试仪器.④虚拟实验的控制者—计算机具有开放性,因而容易实现网络及其它部件间的连接.⑸组建系统的效率高,由于硬件和软件的标准化、规范化,用户往往只需经历一次组建工作.参考文献:[1]黄 俊,王兆安.电力电子变流技术[M].北京:机械工业出版社(第四版),2000.[2]何 强,何 英.M AT LAB 扩展编程[M].北京:清华大学出版社,2002.[3]张葛祥,李 娜.M AT LAB 仿真技术与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.[4]马胜甫,刘振鹏,等.虚拟实验系统的构建策略与原则[J ].世界电子元器件,2003.[5]霍爱清,杨 楠.基于M AT LAB 的C AI 课件的开发与设计[J ].航空计算技术,2001.[6]文玉梅.用M AT LAB 建立理工科教学虚拟实验室[J ].重庆大学学报(社会科学版),2001.[7]顾小军.利用M AT LAB 构建网络化信号分析虚拟实验室[J ].嘉兴学院学报,2002. 74 大连大学学报第25卷。
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基于Matlab的电工电子技术虚拟实验仿真平台*
马向国 刘同娟 姚志英 龚祥林
北京物资学院 北京 101149
摘要：本文将Matlab引入电工电子技术课程的教学和实验中，通过Matlab软件提供的电气系统工具箱，可以对直流电路进行稳态分析、暂态分析；同时该软件也可以对交流电路进行分析。
通过教学实践表明，基于Matlab的电工电子技术虚拟实验仿真平台的建立和应用，改革了电工电子技术课程实验教学的形式和内容，培养了学生的兴趣和实践能力，提高了课堂教学的效率。
关键词：Matlab；电工电子；仿真
收稿日期：2009-11-09
作者简介：马向国，工学博士，副教授。
刘同娟，工学博
士，讲师。
*本文获北京物资学院2009年《电工电子技术》重点课程建
设项目资助。
Virtual experiment simulation platform of electrician electronics technique based on Matlab
Ma Xiangguo, Liu Tongjuan, Yao Zhiying, Gong Xianglin
Beijing Wuzi university, Beijing, 101149,China
Abstract: In this paper, Matlab software is introduced in “electrical and electronic technology” course teaching and experiments. Through the MATLAB software provides a toolbox of electrical system, DC circuit steady-state analysis and transient analysis can be simulated，at the same time, the software can also analyze AC circuits. Teaching practice shows that the establishment and application of “electrical and electronic technology” Virtual experiment simulation platform based on MATLAB software reform the “electrical and electronic technology” Experimental Teaching in the form and content and cultivate the students’ interest and practical ability and improve the classroom teaching efficiency.
Key words: Matlab software;electrician electronics; simulation。