在電氣工程及其自動化專業(yè)中MATLAB的仿真應用價值探討

1、 在電氣工程及其自動化專業(yè)中MATLAB的仿真應用價值探討 朱軍楠摘 要 現(xiàn)如今，仿真軟件的種類非常的多，而MATLAB正是由于其強大的功能，所以在許多的領域得到了廣泛的應用，文章對在電氣工程及其自動化業(yè)中MATLAB的仿真應用價值進行了闡述。在交直流調(diào)速系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力電子應用技術以及電路和磁路中，我們可以利用MATLAB的仿真來對實踐能力和積極性進行提高，從而在今后從事設計、開發(fā)電子產(chǎn)品等工作時，可以仿真計算以及計算機模擬自己所設計的電路，進一步的對參數(shù)和配置進行優(yōu)化。Key 電氣工程；自動化業(yè)；MATLAB；仿真應用：TP3 ：A ：1671-7597（2014）05-0189-02

2、MATLAB是大型的科技應用軟件中的一類，同時它還是一個多工作多學科的平臺。它具有很多的工具箱而且工具各不相同，同時，它也涉及了眾多的領域，具體包括：虛擬現(xiàn)實技術、系統(tǒng)仿真、數(shù)值統(tǒng)計等。1 在電氣工程及其自動化專業(yè)中MATLAB的仿真應用在電氣工程及自動化專業(yè)中，其主要有電力系統(tǒng)分析、自動控制原和現(xiàn)代控制理論等，這些內(nèi)容都具有非常強的理論性，所以對其比較難以掌握，同時，又具有很差的探索的積極性，因而無法得到理想的效果。所以，為了可以對這些情況進行改進，我們可以充分的對MATLAB中的Simulink工具進行利用，來仿真模擬一些相應的內(nèi)容，這樣可以使枯燥的內(nèi)容更加的生動形象，從而探索的興趣進行提

3、高。1）控制系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在電氣工程及自動化專業(yè)中，現(xiàn)代控制理論和自動控制原理是主要的和控制系統(tǒng)有關的內(nèi)容。對于自動控制原理來說，我們在對系統(tǒng)進行自動控制的方式等進行設計和分析時可以運用MATLAB的仿真促使對設計和分析系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的各類方法、自動控制系統(tǒng)的工作原理以及控制器參數(shù)對于系統(tǒng)性能的影響等有一個充分的了解。在控制系統(tǒng)中，我們可以用Simulink系統(tǒng)定性的對仿真進行分析，對各參數(shù)、各環(huán)節(jié)對于系統(tǒng)性能的影響以及改進性能的方法做出闡述。下面就用一個實例來進行分析，圖1所示的是彈簧-質(zhì)量-阻尼器機械位移的系統(tǒng)。圖2是此動態(tài)系統(tǒng)Simulink的仿真模型，對在外力F（

4、t）的影響下系統(tǒng)的反應進行分析，即質(zhì)量塊發(fā)生的位移。（在這里，質(zhì)量塊的質(zhì)量m為5 kg，阻尼系數(shù)f為0.5，彈性系數(shù)k為5，而且質(zhì)量塊的初始速度和初始位移都是0。）在進行仿真模擬時，用戶可以自己對外力進行定義，這樣在不同作用下用戶可以對系統(tǒng)的性能進行更深入的了解。圖1 彈簧-質(zhì)量-阻尼器械系統(tǒng)位移的示意圖圖2 彈簧-質(zhì)量-阻尼器械位移的動態(tài)系統(tǒng)Simulink的仿真模型2）電力拖動系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在生產(chǎn)的過程中，電力拖動系統(tǒng)是一種電氣設備，它是通過電動機來對生產(chǎn)機械進行帶動的，同時它還要根據(jù)所給定的規(guī)律進行運動。自動控制裝置和電動機是電力拖動裝置的構成部分。若想要自動控制裝置

5、可以對自動化的對機械設備進行控制，我們可以通過按一定的規(guī)律變化對某些物理參量進行控制、控制電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)整、控制電動機的轉(zhuǎn)矩等方式來實現(xiàn)。所以，對于電氣工程及自動化專業(yè)來說，電力拖動自動控制系統(tǒng)：運動控制系統(tǒng)是一個很重要的內(nèi)容。其主要包括交流調(diào)速、閉環(huán)控制直流的調(diào)速以及脈寬調(diào)制等，這些內(nèi)容都能夠利用MATLAB仿真來進行驗證，從而對探索的興趣進行提高。3）電力系統(tǒng)分析中對MATLAB的仿真與建模。電力系統(tǒng)是一種消費、分配、傳輸以及生產(chǎn)電能的系統(tǒng)，它是由用電、配電、輸電、變電和發(fā)電等環(huán)節(jié)構成的。電力系統(tǒng)分析包含對暫態(tài)過程、故障和穩(wěn)態(tài)運行所進行的分析。我們需要對穩(wěn)定進行計算、對短路故障進行計算和對

6、電力系統(tǒng)潮流進行計算，這些也都是分析電力系統(tǒng)的基礎。對這些主要內(nèi)容進行分析時，我們都可以利用MATLAB的語言來進行輔助計算或者利用MATLAB中的simulink系統(tǒng)進行仿真建模。電力系統(tǒng)的故障分析主要對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障（包括非正常操作、斷線和短路）時故障的電流電壓以及他們在電網(wǎng)中的分布情況進行研究。4）其他典型系統(tǒng)中MATLAB的應用。上述幾點簡單的對在電氣工程及自動化專業(yè)的內(nèi)容中MATLAB仿真的應用進行了闡述，在實際的工作中，通常情況下，工作人員在對一些準備建立的典型系統(tǒng)利用MATLAB仿真進行建模后來獲取最佳的參數(shù)。運動控制聯(lián)合系統(tǒng)以及電力電子技術得到了特別廣泛的應用，它們包括了微

7、機原理、自動控制、電機拖動等多種學科領域，同時也是一種應用性、綜合性和實踐性非常強的研究對象。對于電子電力器件來說，由于其自身具備開關非線性，因此它給分析系統(tǒng)和電路時造成了一定的阻礙，因此，一般我們經(jīng)常使用分段線性處理以及波形分析的方法去對電力電子電路開展研究。在對運動控制聯(lián)合的系統(tǒng)和電力電子的系統(tǒng)進行仿真分析的過程中，和MATLAB的仿真有關的軟件給其提供了全新的平臺與方法，而且還可以對很多典型的系統(tǒng)實行仿真分析。2 結(jié)束語本文對在電氣工程和自動化專業(yè)中應用MATLAB的仿真重點的進行了討論，也闡述了在該專業(yè)主要內(nèi)容中關于Simulink以及MATLAB的應用情況。MATLAB不僅可以有助于

8、有關范疇的工作人員仿真計算以及計算機模擬自己的設計，從而達到優(yōu)化參數(shù)和配置的目的，同時也能夠讓該專業(yè)的人員在探索有關的內(nèi)容時，既可以利用模擬仿真來對自己的興趣和積極性進行提高，也可以更深入的對知識進行了解，從而掌握其精髓，以便在實際工作中可以順利的進行利用。Reference1齊曉慧，黃鍵群，董海瑞，楊志軍.現(xiàn)代控制理論及應用M.國防工業(yè)出版社，2007：56-57.2MATLAB在電氣工程及其自動化專業(yè)中的仿真應用J.工程技術，2012（16）：109-110.endprint摘 要 現(xiàn)如今，仿真軟件的種類非常的多，而MATLAB正是由于其強大的功能，所以在許多的領域得到了廣泛的應用，文章對

9、在電氣工程及其自動化業(yè)中MATLAB的仿真應用價值進行了闡述。在交直流調(diào)速系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力電子應用技術以及電路和磁路中，我們可以利用MATLAB的仿真來對實踐能力和積極性進行提高，從而在今后從事設計、開發(fā)電子產(chǎn)品等工作時，可以仿真計算以及計算機模擬自己所設計的電路，進一步的對參數(shù)和配置進行優(yōu)化。Key 電氣工程；自動化業(yè)；MATLAB；仿真應用：TP3 ：A ：1671-7597（2014）05-0189-02MATLAB是大型的科技應用軟件中的一類，同時它還是一個多工作多學科的平臺。它具有很多的工具箱而且工具各不相同，同時，它也涉及了眾多的領域，具體包括：虛擬現(xiàn)實技術、系統(tǒng)仿真、數(shù)值統(tǒng)計

10、等。1 在電氣工程及其自動化專業(yè)中MATLAB的仿真應用在電氣工程及自動化專業(yè)中，其主要有電力系統(tǒng)分析、自動控制原和現(xiàn)代控制理論等，這些內(nèi)容都具有非常強的理論性，所以對其比較難以掌握，同時，又具有很差的探索的積極性，因而無法得到理想的效果。所以，為了可以對這些情況進行改進，我們可以充分的對MATLAB中的Simulink工具進行利用，來仿真模擬一些相應的內(nèi)容，這樣可以使枯燥的內(nèi)容更加的生動形象，從而探索的興趣進行提高。1）控制系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在電氣工程及自動化專業(yè)中，現(xiàn)代控制理論和自動控制原理是主要的和控制系統(tǒng)有關的內(nèi)容。對于自動控制原理來說，我們在對系統(tǒng)進行自動控制的方式等

11、進行設計和分析時可以運用MATLAB的仿真促使對設計和分析系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的各類方法、自動控制系統(tǒng)的工作原理以及控制器參數(shù)對于系統(tǒng)性能的影響等有一個充分的了解。在控制系統(tǒng)中，我們可以用Simulink系統(tǒng)定性的對仿真進行分析，對各參數(shù)、各環(huán)節(jié)對于系統(tǒng)性能的影響以及改進性能的方法做出闡述。下面就用一個實例來進行分析，圖1所示的是彈簧-質(zhì)量-阻尼器機械位移的系統(tǒng)。圖2是此動態(tài)系統(tǒng)Simulink的仿真模型，對在外力F（t）的影響下系統(tǒng)的反應進行分析，即質(zhì)量塊發(fā)生的位移。（在這里，質(zhì)量塊的質(zhì)量m為5 kg，阻尼系數(shù)f為0.5，彈性系數(shù)k為5，而且質(zhì)量塊的初始速度和初始位移都是0。）在進行仿真模擬時，

12、用戶可以自己對外力進行定義，這樣在不同作用下用戶可以對系統(tǒng)的性能進行更深入的了解。圖1 彈簧-質(zhì)量-阻尼器械系統(tǒng)位移的示意圖圖2 彈簧-質(zhì)量-阻尼器械位移的動態(tài)系統(tǒng)Simulink的仿真模型2）電力拖動系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在生產(chǎn)的過程中，電力拖動系統(tǒng)是一種電氣設備，它是通過電動機來對生產(chǎn)機械進行帶動的，同時它還要根據(jù)所給定的規(guī)律進行運動。自動控制裝置和電動機是電力拖動裝置的構成部分。若想要自動控制裝置可以對自動化的對機械設備進行控制，我們可以通過按一定的規(guī)律變化對某些物理參量進行控制、控制電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)整、控制電動機的轉(zhuǎn)矩等方式來實現(xiàn)。所以，對于電氣工程及自動化專業(yè)來說，電力拖動

13、自動控制系統(tǒng)：運動控制系統(tǒng)是一個很重要的內(nèi)容。其主要包括交流調(diào)速、閉環(huán)控制直流的調(diào)速以及脈寬調(diào)制等，這些內(nèi)容都能夠利用MATLAB仿真來進行驗證，從而對探索的興趣進行提高。3）電力系統(tǒng)分析中對MATLAB的仿真與建模。電力系統(tǒng)是一種消費、分配、傳輸以及生產(chǎn)電能的系統(tǒng)，它是由用電、配電、輸電、變電和發(fā)電等環(huán)節(jié)構成的。電力系統(tǒng)分析包含對暫態(tài)過程、故障和穩(wěn)態(tài)運行所進行的分析。我們需要對穩(wěn)定進行計算、對短路故障進行計算和對電力系統(tǒng)潮流進行計算，這些也都是分析電力系統(tǒng)的基礎。對這些主要內(nèi)容進行分析時，我們都可以利用MATLAB的語言來進行輔助計算或者利用MATLAB中的simulink系統(tǒng)進行仿真建模。

14、電力系統(tǒng)的故障分析主要對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障（包括非正常操作、斷線和短路）時故障的電流電壓以及他們在電網(wǎng)中的分布情況進行研究。4）其他典型系統(tǒng)中MATLAB的應用。上述幾點簡單的對在電氣工程及自動化專業(yè)的內(nèi)容中MATLAB仿真的應用進行了闡述，在實際的工作中，通常情況下，工作人員在對一些準備建立的典型系統(tǒng)利用MATLAB仿真進行建模后來獲取最佳的參數(shù)。運動控制聯(lián)合系統(tǒng)以及電力電子技術得到了特別廣泛的應用，它們包括了微機原理、自動控制、電機拖動等多種學科領域，同時也是一種應用性、綜合性和實踐性非常強的研究對象。對于電子電力器件來說，由于其自身具備開關非線性，因此它給分析系統(tǒng)和電路時造成了一定的阻礙

15、，因此，一般我們經(jīng)常使用分段線性處理以及波形分析的方法去對電力電子電路開展研究。在對運動控制聯(lián)合的系統(tǒng)和電力電子的系統(tǒng)進行仿真分析的過程中，和MATLAB的仿真有關的軟件給其提供了全新的平臺與方法，而且還可以對很多典型的系統(tǒng)實行仿真分析。2 結(jié)束語本文對在電氣工程和自動化專業(yè)中應用MATLAB的仿真重點的進行了討論，也闡述了在該專業(yè)主要內(nèi)容中關于Simulink以及MATLAB的應用情況。MATLAB不僅可以有助于有關范疇的工作人員仿真計算以及計算機模擬自己的設計，從而達到優(yōu)化參數(shù)和配置的目的，同時也能夠讓該專業(yè)的人員在探索有關的內(nèi)容時，既可以利用模擬仿真來對自己的興趣和積極性進行提高，也可以

16、更深入的對知識進行了解，從而掌握其精髓，以便在實際工作中可以順利的進行利用。Reference1齊曉慧，黃鍵群，董海瑞，楊志軍.現(xiàn)代控制理論及應用M.國防工業(yè)出版社，2007：56-57.2MATLAB在電氣工程及其自動化專業(yè)中的仿真應用J.工程技術，2012（16）：109-110.endprint摘 要 現(xiàn)如今，仿真軟件的種類非常的多，而MATLAB正是由于其強大的功能，所以在許多的領域得到了廣泛的應用，文章對在電氣工程及其自動化業(yè)中MATLAB的仿真應用價值進行了闡述。在交直流調(diào)速系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力電子應用技術以及電路和磁路中，我們可以利用MATLAB的仿真來對實踐能力和積極性進行提高

17、，從而在今后從事設計、開發(fā)電子產(chǎn)品等工作時，可以仿真計算以及計算機模擬自己所設計的電路，進一步的對參數(shù)和配置進行優(yōu)化。Key 電氣工程；自動化業(yè)；MATLAB；仿真應用：TP3 ：A ：1671-7597（2014）05-0189-02MATLAB是大型的科技應用軟件中的一類，同時它還是一個多工作多學科的平臺。它具有很多的工具箱而且工具各不相同，同時，它也涉及了眾多的領域，具體包括：虛擬現(xiàn)實技術、系統(tǒng)仿真、數(shù)值統(tǒng)計等。1 在電氣工程及其自動化專業(yè)中MATLAB的仿真應用在電氣工程及自動化專業(yè)中，其主要有電力系統(tǒng)分析、自動控制原和現(xiàn)代控制理論等，這些內(nèi)容都具有非常強的理論性，所以對其比較難以掌握

18、，同時，又具有很差的探索的積極性，因而無法得到理想的效果。所以，為了可以對這些情況進行改進，我們可以充分的對MATLAB中的Simulink工具進行利用，來仿真模擬一些相應的內(nèi)容，這樣可以使枯燥的內(nèi)容更加的生動形象，從而探索的興趣進行提高。1）控制系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在電氣工程及自動化專業(yè)中，現(xiàn)代控制理論和自動控制原理是主要的和控制系統(tǒng)有關的內(nèi)容。對于自動控制原理來說，我們在對系統(tǒng)進行自動控制的方式等進行設計和分析時可以運用MATLAB的仿真促使對設計和分析系統(tǒng)實現(xiàn)自動控制的各類方法、自動控制系統(tǒng)的工作原理以及控制器參數(shù)對于系統(tǒng)性能的影響等有一個充分的了解。在控制系統(tǒng)中，我們可以

19、用Simulink系統(tǒng)定性的對仿真進行分析，對各參數(shù)、各環(huán)節(jié)對于系統(tǒng)性能的影響以及改進性能的方法做出闡述。下面就用一個實例來進行分析，圖1所示的是彈簧-質(zhì)量-阻尼器機械位移的系統(tǒng)。圖2是此動態(tài)系統(tǒng)Simulink的仿真模型，對在外力F（t）的影響下系統(tǒng)的反應進行分析，即質(zhì)量塊發(fā)生的位移。（在這里，質(zhì)量塊的質(zhì)量m為5 kg，阻尼系數(shù)f為0.5，彈性系數(shù)k為5，而且質(zhì)量塊的初始速度和初始位移都是0。）在進行仿真模擬時，用戶可以自己對外力進行定義，這樣在不同作用下用戶可以對系統(tǒng)的性能進行更深入的了解。圖1 彈簧-質(zhì)量-阻尼器械系統(tǒng)位移的示意圖圖2 彈簧-質(zhì)量-阻尼器械位移的動態(tài)系統(tǒng)Simulink的

20、仿真模型2）電力拖動系統(tǒng)中對MATLAB的仿真與建模。在生產(chǎn)的過程中，電力拖動系統(tǒng)是一種電氣設備，它是通過電動機來對生產(chǎn)機械進行帶動的，同時它還要根據(jù)所給定的規(guī)律進行運動。自動控制裝置和電動機是電力拖動裝置的構成部分。若想要自動控制裝置可以對自動化的對機械設備進行控制，我們可以通過按一定的規(guī)律變化對某些物理參量進行控制、控制電動機轉(zhuǎn)速的調(diào)整、控制電動機的轉(zhuǎn)矩等方式來實現(xiàn)。所以，對于電氣工程及自動化專業(yè)來說，電力拖動自動控制系統(tǒng)：運動控制系統(tǒng)是一個很重要的內(nèi)容。其主要包括交流調(diào)速、閉環(huán)控制直流的調(diào)速以及脈寬調(diào)制等，這些內(nèi)容都能夠利用MATLAB仿真來進行驗證，從而對探索的興趣進行提高。3）電力系統(tǒng)分析中對MATLAB的仿真與建模。電力系統(tǒng)是一種消費、分配、傳輸以及生產(chǎn)電能的系統(tǒng)，它是由用電、配電、輸電、變電和發(fā)電等環(huán)節(jié)構成的。電力系統(tǒng)分析包含對暫態(tài)過程、故障和穩(wěn)態(tài)運行所進行的分析。我們需要對穩(wěn)定進行計算、對短路故障進行計算和對電力系統(tǒng)潮流進行計算，這些也都是分析電力系統(tǒng)的基礎。對這些主要內(nèi)容進行分析時，我們都可以利用MATLAB的語言來進行輔助計算或者利用MATLAB中的simulink系統(tǒng)進行仿真建模。電力系統(tǒng)的故障分析主要對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)故障（包括非正常操作、斷線和短路）時故障的電流電壓以及他們在電網(wǎng)中的分布情況進行研究