電力系統(tǒng)仿真作業(yè)

《電力系統(tǒng)仿真技術(shù)》作業(yè)1-軟件概述任課教師：李軍徽PAGEPAGE1MATLAB軟件概述姓名：吳薇學號：2011301030206班級：電技112班軟件簡介20世紀70年代中期，CleveMoler和他的同事們在美國國家科學基金的資助下研發(fā)了稱為LINPACK和EISPACK的FORTRAN子程序庫。當時已經(jīng)成為新墨西哥大學計算機科學系系主任的Cleve，希望在他的線性代數(shù)授課課程中使用LINPACK和EISPACK軟件。但是他并不想增加學生的編程負擔，因此，設(shè)計了一組調(diào)用LINPACK和EISPACK庫程序的“通俗易用”的接口，并且命名為MATLAB。1983年，身為工程師的JohnLittle和CleveMoler、SteveBangert一起用C語言開發(fā)了第二代MATLAB專業(yè)版，84年，CleveMoler和JohnLittle成立了MathWorks公司，發(fā)行了MATLAB1.0(基于DOS的版本)，正式把MATLAB推向市場。MATLAB的第一個商業(yè)化版本是同年推出的基于DOS的MATLAB3.0，該版本已經(jīng)具有數(shù)值計算和數(shù)據(jù)圖示化的功能。通過不斷的改進，MATLAB逐步發(fā)展成為一個集數(shù)值處理、圖形處理、圖像處理、符號計算、文字處理、數(shù)學建模、實時控制、動態(tài)仿真、信號處理為一體的數(shù)學應用軟件。2006年9月，MATLABR2006b正式發(fā)布。從這時開始，MathWorks公司每年進行兩次產(chǎn)品發(fā)布，時間分別在每年的3月和9月，而且每一次發(fā)布都涵蓋產(chǎn)品家族中的所有模塊，包括產(chǎn)品的新特征、bug的修訂和新產(chǎn)品模塊的發(fā)布?，F(xiàn)如今因特網(wǎng)上有大量的MATLAB資源，比如MathworkS公司的主頁http://www.、MATLAB大觀園、MATLAB國內(nèi)代理公司恒潤科技等，讀者可以從這些網(wǎng)站上獲取更多版本更新信息。軟件的主要功能和應用領(lǐng)域在MATLAB產(chǎn)品家族中，MATLAB工具箱是整個體系的基座，它是一個語言編程型(M語言)開發(fā)平臺，提供了體系中其它工具所需要的集成環(huán)境(比如M語言的解釋器)。同時由于MATLAB對矩陣和線性代數(shù)的支持，使得工具箱本身也具有強大的數(shù)學計算能力。目前MATLAB產(chǎn)品的工具箱有四十多個，分別涵蓋了數(shù)據(jù)采集、科學計算、控制系統(tǒng)設(shè)計與分析、數(shù)字信號處理、數(shù)字圖像處理、金融財務分析以及生物遺傳工程等專業(yè)領(lǐng)域。2.1軟件的主要功能數(shù)值計算及符號計算功能MATLAB以矩陣作為數(shù)據(jù)操作的基本單位，這使得矩陣運算變得非常簡潔，方便，高效。MATLAB還可以提供非常豐富的數(shù)值計算函數(shù)，而且采用的都是國際通用的數(shù)值計算算法；其程序由國際一流的專家編制優(yōu)化，計算功能為MATLAB贏得了良好的口碑。繪圖功能利用MATLAB繪圖十分方便，它可以繪制各種圖像，囊括了2D和3D圖形，也可以對圖像進行修飾控制，以增強圖像的表現(xiàn)效果。MATLAB提供兩個層次的繪圖操作，一種是對圖形句柄進行的底層繪圖操作;另一種是建立在低層繪圖之上的高層繪圖，利用MATLAB的高層繪圖，用戶不需要考慮過多的細節(jié)，只要給出一個劇本參數(shù)就能會出圖像。匯編語言功能MATLAB具有程序結(jié)構(gòu)控制，函數(shù)調(diào)用，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，輸出輸入。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言特征。不僅簡單易學，而且操作簡便，對于數(shù)值結(jié)算，程序仿真，計算機輔助設(shè)計等領(lǐng)域的人來說MATLAB是個理想的選擇。擴展功能MATLAB包括基本部分和各種選擇工具箱。工具箱擴展了MATLAB的其他功能。MATLAB工具箱分為兩大類：功能類工具箱和學科類工具箱。功能類工具箱主要是用來擴充其符號計算功能，可視建模仿真及文字處理功能，學科性工具專業(yè)性比較強，如控制系統(tǒng)工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱，金融工具箱等。2.2軟件的應用領(lǐng)域由于MATLAB將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設(shè)計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計語言的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。它在數(shù)學類科技應用軟件中在數(shù)值計算方面首屈一指。MATLAB可以進行矩陣運算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連MATLAB開發(fā)工作界面接其他編程語言的程序等，主要應用于工程計算、控制設(shè)計、信號處理與通訊、圖像處理、信號檢測、金融建模設(shè)計與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來解算問題會更加簡捷。在新的版本中也加入了對C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。一種語言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語言的特點。正如同F(xiàn)ORTRAN和C等高級語言使人們擺脫了需要直接對計算機硬件資源進行操作一樣，被稱作為第四代計算機語言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來。MATLAB的最突出的特點就是簡潔。MATLAB用更直觀的、符合人們思維習慣的代碼，代替了C和FORTRAN語言的冗長代碼，給用戶帶來的是最直觀、最簡潔的程序開發(fā)環(huán)境。以下簡單介紹一下MATLAB的主要特點:①語言簡潔緊湊，使用方便靈活，庫函數(shù)極其豐富。=2\*GB3②MATLAB程序書寫形式自由，利用其豐富的庫函數(shù)避開繁雜的子程序編程任務，壓縮了一切不必要的編程工作。=3\*GB3③可靠性強，由于庫函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫，用戶不必擔心函數(shù)的可靠性。軟件的界面MATLAB軟件的使用主要界面如下圖1所示，其界面上的功能解釋如下：=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥圖1MATLAB的主要界面電力系統(tǒng)仿真時主界面主要包括下列區(qū)域：①菜單；②工具欄；③命令窗口；④電路繪圖及運行命令窗口；⑤器件列舉及選擇窗口；⑥工作空間瀏覽器。這些子窗口使得MATLAB本身的操作更容易、方便。一般情況下，桌面的上層有3個最常用的窗口：命令窗口(CommandWindow)、歷史窗口(CommandHistory)、工作空間管理窗口(Workspace)。在主窗口的左下角增加了“開始按鈕”。下面對這幾個窗口分別介紹：MATLAB主窗口。主窗口不能進行任何計算任務的操作，只用來進行一些整體的環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，主要包括4個下拉菜單和10個按鈕控件。下面介紹以下4個菜單：[File]菜單：New:打開一個新的空白文件編輯器。Open:打開已有的文件。CloseCommandWindow:關(guān)掉命令窗口。ImportData:用于向工作空間導入數(shù)據(jù)。SaveWorkspaceAs:將工作空間的變量存儲在某一個文件中。SetPath:打開搜索路徑設(shè)置對話框。Preferences:打開環(huán)境設(shè)置對話框。[Edit]菜單：主要用于復制、粘貼等操作，與一般的windows相似，在此不作詳細介紹。主要介紹一下Find命令Find:鍵入關(guān)鍵詞，可選擇在命令窗口，在當前路徑下，在整個MATLAB路徑下或在其路徑下的M文件中進行搜索。[View]菜單：此菜單用來處理各個窗口和桌面平臺之間的幾何關(guān)系，以及桌面平臺的外觀。注：Profile:函數(shù)文件評估器，對函數(shù)的整體性能進行評估，如函數(shù)文件的運行時間，對初學者來說只要了解就可以了。[Web]菜單：此菜單用來實現(xiàn)與MATLAB與MathWorks公司的Internet聯(lián)系。10個快捷按鈕控件：在菜單的下方，用于對命令或者文件的方便操作。命令窗口(CommandWindow)此窗口用于輸入命令并執(zhí)行命令，點擊該命令窗口右上角的彎箭頭符號，該窗口成為獨立的窗口。其中“》”為運算提示符，表示MATLAB正處于準備狀態(tài)，當在提示符后輸入一段運算式并按Enter鍵后MATLAB將給出計算結(jié)果，然后再次進入準備狀態(tài)。歷史窗口(CommandHistory)歷史窗口記錄著用戶在MATLAB命令窗口中輸入過的所有命令。歷史記錄包括：每次啟動MATLAB的時間，以及每次開啟MATLAB后在命令窗口中運行的所有命令。歷史窗口的應用功能：（1）單行或多行命令的復制和運行，生成M文件（2）歷史命令的內(nèi)容打印。（3）使用查找對話框搜索歷史窗口中的內(nèi)容[edit]菜單->find。當前目錄窗口(CurrentDirectory)當前目錄窗口一般情況下該窗口不顯現(xiàn)，點擊窗標"CurrentDirectory"可使該窗口在前臺顯現(xiàn)，同樣點擊該窗口右上角的彎箭頭符號，該窗口成為獨立的窗口。它的組件有：菜單條、當前目錄設(shè)置區(qū)、工具條、文件詳細列