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MATLAB在电气工程课程设计中的关键应用与Simulink模块库详解
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更新于2024-06-29
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MATLAB在电气工程及其自动化中的应用课程设计着重探讨了该领域的核心概念和技术工具。首先,电气工程及其自动化是一个广泛而综合的学科,涵盖电力电子、计算机技术、电机电器、网络控制、机电一体化等多个方向,强调强电弱电、机电、软硬件结合,旨在培养学生的多方面技能,包括电工电子技术、系统控制、电气控制、电力系统自动化以及计算机应用等。 MATLAB作为课程设计的核心工具,是由MathWorks公司开发的计算环境,主要用于科学计算、可视化和交互式程序设计。MATLAB的主要组成部分包括MATLAB主程序、丰富的工具箱和Simulink模块。MATLAB以其简洁的矩阵表达式,极大地提高了数值分析、矩阵运算、科学数据可视化和非线性系统建模与仿真等复杂任务的效率。它不仅支持多种编程语言的集成,如C、FORTRAN等,还适用于工程计算、控制系统设计、信号处理、图像处理、金融建模等多种应用场景。 Simulink作为MATLAB的一部分,是一个专门的可视化仿真工具,它以框图形式构建动态系统模型,适用于线性、非线性和混合采样时间的系统仿真。Simulink的强大之处在于其灵活的建模能力,能够适应不同系统的采样速率差异,使得动态系统的设计和分析变得更加直观和高效。 通过MATLAB和Simulink的学习和实践,电气工程专业的学生可以掌握高级工程分析和设计技能,这在现代工业自动化和信息技术发展中显得尤为重要。课程设计将引导学生运用MATLAB解决实际问题,提升其在电气工程领域的专业素养和创新能力。
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单元(Simplified Synchronous Machine pu Units )、同步电机归一化基本模
型(Synchronous Machine pu Fundamental)、同步电机归一化标准模型
( Synchronous Machine pu Standard)、简化的同步电机国际单位单元
(Simplified Synchronous Machine SI Units)、同步电机国际单位基本模型
(Synchronous Machine SI Fundamental)以及永磁同步电机(Permanent
Magnet Synchronous Machine)。异步电机模型 包括异步电机归一化单元
(Asynchronous Machine pu Units)、异步电机国际单位单元(Asynchronous
Machine SI Units)、单相异步电机(Single Phase Asynchronous Machine)。
电动机模型包括开关磁阻电机( Switched Reluctance Motor)和步进电机
(Stepper Motor)。原动机与调速器模型包括通用电力系统稳定器( Generic
Power System Stabilizer)、多带电力系统稳定器(Multi-Band Power System
Stabilizer)、励磁系统( Excitation System)、附加的励磁系统( Additional
Excitation System)、水轮机和调速器(Hydraulic Turbine and Governor)以
及蒸汽机和调速器(Steam Turbine and Governor)。
图 1-5 电机模块库组成
测量模块库 主要包括电流测量( Current Measurement )、电压测量
( Voltage Measurement)、 三 相电 压 电流 测 量 模 块 ( Three-Phase V-I
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Measurement )、 阻 抗 测 量 ( Impedance Measurement )、 万 用 表
(Multimeter)、负载流量总线(Load Flow Bus)以及附加的测量模块,如图
1-6 所示。
附加的测量模块库如图 1-7 所示。它包括单相测量(平均值(Mean)、有
效值(RMS)、总谐波畸变(THD)、傅立叶变换器(Fourier)、功率(Power)
以及锁相环驱动的基值(Fundamental(PLL-Driven)))、三相测量(序列分析
仪( Sequence Analyzer )、锁相环驱动的正向序列( Positive- Sequence
(PLL-Driven))以及功率以及向量测量(平均向量(Mean(Phasor))、序列
分析仪向量、功率向量(Power(3ph.Phasor))测量))。
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