matlab在电气工程中应用课程设计部分学生版.doc

MATLAB在电气工程及其自动化中的应用课程设计 1.1 电气工程及其自动化专业概论 电气工程及其自动化涉及 HYPERLINK /view/19220.htm \t _blank 电力电子技术，计算机技术，电机电器技术与 HYPERLINK /view/1748575.htm \t _blank 网络控制技术， HYPERLINK /view/667555.htm \t _blank 机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科，其主要特点是强弱电结合，机电结合，软硬件结合，电工技术与电子技术相结合，元件与系统相结合，使学生获得 HYPERLINK /view/4138015.htm \t _blank 电工电子、系统控制、 HYPERLINK /view/8714345.htm \t _blank 电气控制、 HYPERLINK /subview/542557htm \t _blank 电力系统自动化、电气自动化装置及 HYPERLINK /subview/498366/6274223.htm \t _blank 计算机应用技术等领域的基本技能。 1.2 MATLAB简介 MATLAB是MatrixLaboratory两个词的组合，译为矩阵实验室。MATLAB是由美国 HYPERLINK /view/1855191.htm \t _blank mathworks公司发布的主要面向科学计算、可视化以及交互式程序设计的计算环境，主要包括MATLAB、MATLAB工具箱和Simulink三大部分。 MATLAB软件是主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案。 MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB解算问题要比用C，FORTRAN等语言简捷得多，且MATLAB吸收了Maple等软件的优点，使它成为一个强大的数学软件。同时，在新版本中也加入了对C，FORTRAN，C++，JAVA的支持。MATLAB软件主要应用于工程计算、控制设计、 HYPERLINK /view/642820.htm \t _blank 信号处理与通讯、 HYPERLINK /view/14662.htm \t _blank 图像处理、 HYPERLINK /view/1345304.htm \t _blank 信号检测、 HYPERLINK /view/2659790.htm \t _blank 金融建模设计与分析等领域。 1.3 SimPowerSystems模块库简介 Simulink是MATLAB软件中的一种可视化仿真工具，是一种基于MATLAB的框图设计环境，是实现动态系统建模、仿真和分析的一个软件包，被广泛应用于线性系统、非线性系统、数字控制及数字信号处理的建模和仿真中。Simulink可以采用连续采样时间、离散采样时间或两种混合的采样时间进行建模，它也支持多速率系统，也就是系统中的不同部分具有不同的采样速率。为了创建动态系统模型，Simulink提供了一个建立模型方块图的图形用户接口(GUI)，这个创建过程只需单击和拖动鼠标操作就能完成，它提供了一种更快捷、直接明了的方式，而且用户可以立即看到系统的仿真结果。 Simulink的电力系统模块库（SimPowerSystems）是专用于RLC电路，电力电子电路，电机传动控制和电力系统仿真的模块库，它包含了各种交/直流电源，大量电气元器件和电工测量仪表以及分析工具等。利用这些模块可以模拟电力系统运行和故障的各种状态，并进行仿真和分析。 SimPowerSystems工具箱包含电源模块库（Electrical Sources）、元件模块库（Elements）、电力电子模块库（Power Electronics）、电机模块库（Machines）、测量模块库（Measurements）、应用库（Application Libraries）、接口元件库（Interface Library）、控制和测量元件库（Control and Measurements Libraries）以及电源柜（Powergui）九大部分组成，如图1-1所示。每一部分又包括许多相应的电力设备模块。 图1-1 SimPowerSystems工具箱组成 电源模块库包括直流电压源（DC Voltage Source）、交流电压源（AC Volt