电工学的MATLAB实践,基于Matlab/Simulink的电工学电路仿真

－86－信息科学基于 Matlab/ Simulink 的电工学电路仿真朱霞清 (山东英才学院机械制造及其自动化工程学院，山东济南 250104) 引言目前,《电工学》课程所涉及的理论和技术应用十分广泛,发展迅速,并且日益渗透到其他学科领域, 在我国社会主义现代化建设中具有重要的作用。《电工学》课程是高等学校工程类专业的一门技术基础课程, 是我校面向机械制造、电气自动化、计算机信息技术、建筑工程等工科类专业开设的一门技术基础课程。这门课程知识覆盖面广,理论严密,逻辑性强,且有广阔的工程背景, 其教学内容中有许多教学难点过于抽象, 用传统的教学模式教师无法讲解清楚, 学生也难以理解和接受。因此在电工学的教学过程中可以借助其他方式来加强教学效果。Matlab 由于其本身具有的特点成为电类课程教学中的一个重要的工具。 1 MA IAB简介 MATLAB 是 Matrix Laboratory 的缩写,其核心是一个基于矩阵运算的快速解释程序,它以交互式接受用户输入的各项指令, 输出计算结果,它提供了一个开放式的集成环境,用户可以运行系统提供的大量的命令, 包括数值计算和图形绘制等。Simulink 是基于 MATLAB语言环境下的一个集成软件包, 具有框图界面和交互仿真功能的动态系统建模、仿真和综合分析等功能。Simulink 处理的系统包括:线性、非线性系统,离散、连续及混合系统,单任务、多任务离散事件系统, 用户只需在 Simulink 提供的图形用户界面 GUI 上, 对所需要的系统模块进行鼠标的简单拖拉操作, 就可构造出复杂的仿真和分析模型。 MATLAB 提供很多工具箱,以 MATLAB6.5 为例,在电工学 CAI 中,分析和计算所要用到的 Simulink 工具库模块库集主要有: (1)Simulink 库集 ; (2)PowerSystems 库集 (PSB);(3)Extra Simulink 库集。 2 电工学电路的仿真 2.1 直流电路求解利用 Matlab 分析电路时,应该首先对电路进行分析,列出电流方程和电压方程,然后将方程用矩阵形式表示, 最后用 Matlab 求解矩阵的方法得到所求电流和电压。如图所示,已知 , , , , ,采用支路电流法列写支路电流方程和回路电压方程。列出方程为: 上面这个三元一次方程组可以改写为下面矩阵的形式定义上面这个方程最左边这个矩阵为系数矩阵 A,第二个矩阵为电流矩阵 I,右边这个矩阵为 U, 因此可得到 A.I=U, 所以电流矩阵 I=A-1U。可在 matlab 窗口键入如下指令: <

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