电机 matlab 仿真 实验总结,Matlab/Simulink仿真技术在电机实验教学中的应用
为适应军队信息化建设和军队院校教育教学转型的需要,军队院校的实验教学必须不断创新、深化改革,形成系统、完整的实验教学创新理论,指导院校实验教学实践,推动实验教学水平跃上新台阶。电机实验的特点是机电结合、电为机用、密切联系工程实际,涉及电路和磁路等方面的理论知识,数据分析复杂困难。采用传统的实验教学方法已不能满足实验教学现代化发展的要求,迫切需要采用新的教学方法和手段来提高教学效果。采用专业仿真软件进行虚拟实验教学是一个值得推荐的方法,往往可以取得事半功倍的效果。本文以直流电机实验为例,来阐述Matlab/Simulink在实验教学中的应用。1Matlab/Simulink概述使用计算机仿真技术进行虚拟实验,具有不受教学时间限制、方便灵活、可以完成真实实验不能完成的项目及有助于激发学生的创造力等优点。在众多仿真语言和仿真软件包中,Matlab以其模块化的计算方法,可视化与智能化的人机交互功能,丰富的矩阵运算、图形绘制、数据处理以及模块化的动态系统仿真工具Simulink,成为仿真领域最受欢迎的软件系统。Matlab是一种科学计算软件,专门以矩阵的形式处理数据,它将高性能的数值计算和可视化集成在一起,广泛应用于各个领域的分析、设计和仿真工作。Simulink是在Matlab环境下对动态系统进行建模、仿真和分析的一个软件包,在该软件环境下,用户从模块库中调用标准模块,适当连接起来构成动态系统的模型。同时Matlab也是一种优秀的仿真环境和语言,其内含的Simulink和SimPowerSysterms(电力系统仿真工具箱)已成为研究和分析电机运动控制系统的重要工具[1-2]。SimPowerSysterms工具箱以Simulink为运行环境,可以方便地进行RLC电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统的仿真,主要包括ElectricalSources(电源模块库)、Elements(电力元件模块库)、PowerE-lectronics(电力电子元器件模块库)、Machines(电机模块库)、Measurements(测量模块库)、ApplicationLibraries(应用模块库)、特别模块库(ExtraLibrary)以及Powergui(电气系统仿真分析的图形用户接口)等模块库。Matlab已在国外电机学基础教材中广泛应用。然而,国内在全面普及此类软件并将其融入电机学知识结构体系、实验教学等方面仍存在不足[3-4]。将Matlab仿真工具融合到实验教学中,将会产生以下几个好处[5-7]:(1)能够形象直观地显示电机起动、运动过程的特性及各种信号的波形,加深对基础理论知识的理解,提高实验教学的效果;(2)用Simulink仿真工具可以设计出真实实验不能测量的一些项目,有利于提高学生的学习兴趣,提高教学质量,培养学生分析问题、解决问题的能力;(3)将真实实验的参数输入到虚拟实验中,比较虚拟实验的结果与真实实验的结果,这种虚实相结合实验教学模式,有利于增强学生对实验数据及实验现象的分析能力,加强对学生综合素质的培养。2直流电动机直接起动实验仿真直流电动机直接起动时,起动电流很大,一般是额定电流的1020倍,由此产生巨大的冲击转矩,所以在实际运行时不允许直接起动。在实际教学中,如果采用实际设备进行直接起动实验时,势必会损坏电机。为了让学生更好地掌握直流电机的起动特性,采用软件仿真的方法可以让学生形象、直观地观察直流电机直接起动的特性,不存在损坏实际设备的问题,而且也能达到良好的实验教学效果[8-10]。利用Simulink对直流电机直接起动进行仿真实验
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