電工學的MATLAB實踐

前言

1.電工學與MATIAB電工學是高等學校工科非電類專業(yè)的一門技術基礎課程。從研究的內(nèi)容上看，電工學是研究如何把有關“電”與“磁”的自然科學規(guī)律應用到工程中去的學問，一般包括電工技術與電子技術兩部分，主要討論電工技術的基本概念、基本理論與基本計算方法，以及電子技術常用的電子器件及其相關電路、機電器件及其基本電路。學生不僅要學習其理論知識，還要進行電工實驗技能與用電技術實際動手能力的訓練，為學習工科各專業(yè)知識以及從事工程技術工作或科學研究工作打好基礎。在實驗室里，除了用電阻器、電容器、電壓表、電流表與連接導線等裝置進行電路的傳統(tǒng)實驗外，在2l世紀的計算機信息時代，電工技術的知識結(jié)構(gòu)和技術手段也隨之不斷地進步。在電工學的教學中，新的教學方法和新的輔助教學手段不斷出現(xiàn)。電工實驗有了仿真實驗的新發(fā)展，這是由MATLAB仿真軟件帶來的新變化。與傳統(tǒng)的試驗相比，仿真實現(xiàn)的成本低廉；學生可以很方便地構(gòu)造出仿真模型來驗證書本中的知識，加深理解，有助于激發(fā)學生的創(chuàng)造力。不僅如此，MATLAB系統(tǒng)還使電工技術的各種計算與繪圖既簡單、方便，又高效、快捷而精準。電工學的MATLAB實踐是新型的、掌握計算機工具與培養(yǎng)學生仿真能力的初步實踐。MATLAB（Matrix Laboratory，即“矩陣實驗室”）是美國Math Worlks公司于20世紀80年代中期推出的當今世界上最優(yōu)秀的高性能數(shù)值計算軟件。MATLAB強大的計算功能，豐富、方便的圖形功能，適用范圍廣；編程效率特高，擴充能力強；語句簡單，易學易用；功能齊備的電工技術與自動控制軟件工具包等優(yōu)點，正是它廣為流傳的原因。特別是當今世界上電工技術與控制界的很多權威專家，在各自從事的控制領域里開發(fā)了具有特殊功能的軟件工具箱，使得MAT-LAB從一個工程計算軟件變?yōu)殡姽ぜ夹g計算與仿真的強有力工具。MATLAB的各種工具箱，已覆蓋了電工技術的各個領域，每一個工具箱都是當今世界上該領域里最頂尖、最優(yōu)秀的計算與仿真軟件。在國外MATLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗。在歐美高校，MATLAB已經(jīng)成為電工技術與各類課程的基本教學工具，也成為高校學生、研究生必須掌握的基礎知識與技能。2.撰寫本書的由來在高等學校中，電工學課程是工科所有非電類專業(yè)學生都要學的一門課程，因為“電”的抽象、危險、計算復雜、繁瑣與繪圖困難，使學生學習枯燥乏味并產(chǎn)生畏難情緒。如果有一個學習這種課程的工具，以解決繁瑣的計算，簡單、方便又精準地繪圖，并用豐富多彩的圖形來說明抽象的“電”原理，那是再好不過的。而MATL,AB工具正好可解決以上困難，它是工科所有非電類各專業(yè)學生學習電工學的有效工具。

內(nèi)容概要

本書包括MATLAB語言基礎與電工學的MATLAB實踐兩篇。    本書上篇介紹了MATLAB 7.5系統(tǒng)的相關知識，包括MATLAB 7.5系統(tǒng)概述；MATLAB數(shù)值運算；MATLAB符號運算基礎；MATLAB程序設計與MATLAB 7.5常用圖形命令與符號函數(shù)圖形命令等5章。    本書下篇為電工學的MATLAB實踐部分，內(nèi)容包括：MATLAB 7.5的仿真集成環(huán)境Simulink 7.0；常用電氣系（SimPowerSystems）實體圖形化仿真模型；電路基本概念與直流電路的MATLAB計算及仿真；正弦交流電路的MATLAB計算及仿真；三相交流電路的MATLAB計算及仿真；非正弦周期電流電路的MATLAB計算及仿真；線性電路暫態(tài)過程時域分析的MATLAB實現(xiàn)；線性電路暫態(tài)過程復頻域分析的MATLAB實現(xiàn)；磁路和鐵芯線圈電路的MATLAB計算；電機及其簡單控制的MATLAB實現(xiàn)；電力電子技術的MATLAB實踐；電子電路的MATLAB計算及仿真等。    書后附錄是作者重新收集并整理的MATLAB基本函數(shù)（非控制工具箱函數(shù)），以方便讀者查閱、使用。    全書共l8章，示例豐富，內(nèi)容翔實。大部分示例取材于國內(nèi)普遍采用的電工學領域的教科書，還有一部分取自實際工程課題。示例程序都經(jīng)作者反復調(diào)試，既能夠在MATLAB里運行，也能夠在Notebook中運行（除開一些帶鼠標操作的圖形函數(shù)命令必須在MATLAB命令窗口里運行之外）。    本書是工科所有非電類專業(yè)學生學習電工學時實驗、解題、上機訓練、熟悉工程仿真技術的有效工具。也可作為自動控制領域工程技術人員學習MATLAB的參考用書。

書籍目錄

第1章電工學的MATLAB實踐概述  1.1  電能優(yōu)越性、電能應用與生產(chǎn)發(fā)展的關系    1.1.1電能的廣泛應用    1.1.2電能的優(yōu)越性    1.1.3電能應用與生產(chǎn)發(fā)展的關系 1.2電工學的MATLAB實踐    1.2.1先進的MATLAB系統(tǒng)    1.2.2電工學MATLAB實踐的特點上篇MATLAB實踐基礎　第2章MATLAB 7.5系統(tǒng)概述  　2.1　MATLAB 7.5安裝與啟動    　2.1.1　MATLAB7.5的安裝　    2.1.2　Notetxok的安裝　    2.1.3　MATLAB 7.5的啟動 　    2.1.4 Notebook的啟動　  2.2　MATLAB 7.5的系統(tǒng)界面　    2.2.1　MATLAB 7.5系統(tǒng)的4個小窗口　    2.2.2　MATLAB 7.5的命令窗口（Command Window）      　2.2.3　MATLAB 7.5菜單項命令　    2.2.4　MATLAB 7.5工具欄按鈕　    2.2.5　Start按鈕　  2.3　MATLAB 7.5的內(nèi)容及其查找　    2.3.1　MATLAB 7.5的內(nèi)容　    2.3.2　MATLAB 7.5內(nèi)容的查找　    2.3.3　MATLAB 7.5的模糊查詢　    2.3.4查詢文件所在的路徑與子目錄　    2.3.5　MATLAB 7.5的Work子目錄　  2.4　MATLAB的文字處理工具Notebook　    2.4.1 Notebook菜單命令簡介　    2.4.2 Notebook的使用　　　2.4.3 Notebook使用的幾個問題　第3章MATLAB數(shù)值運算　　3.1　MATLAB的數(shù)值運算基礎　　　3.1.1常量　　　3.1.2變量　　　3.1.3　MATLAB運算符　  3.2 MATL姬的數(shù)組、矩陣運算　　　3.2.1數(shù)組、矩陣的概念　　　3.2.2數(shù)組或矩陣元素的標識　　　3.2.3數(shù)組與矩陣的輸入　　　3.2.4數(shù)組、矩陣的算術運算　　　3.2.5矩陣的特有運算　　　3.2.6數(shù)組的關系運算　　　3.2.7數(shù)組的邏輯運算　　3.3　MATLAB的數(shù)組函數(shù)與矩陣函數(shù)　　　3.3.1數(shù)組函數(shù)　　  3.3.2矩陣函數(shù)　　3.4多項式及其運算　　　3.4.1多項式運算函數(shù)　　　3.4.2多項式運算舉例　　3.5　MATLAB的數(shù)學表達式及其書寫　　　3.5.1　MATLAB的數(shù)學表達式　　　3.5.2　MATLAB數(shù)學表達式的書寫　　　……下篇　電工學的MATLAB 實踐附錄參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：電工學是研究如何把有關“電”與“磁”的自然科學規(guī)律應用到工程中去的科學。就學科性質(zhì)而言，電工學是高等學校工科非電類專業(yè)的技術基礎課，一般包括電工技術基礎與電子技術基礎兩部分，主要討論電工技術的基本概念、基本理論與基本計算方法，以及電子技術常用的電子器件及其相關電路、機電器件及其基本電路，為學習工科各專業(yè)知識以及從事工程技術工作或科學研究工作打好基礎。本章簡要介紹電能優(yōu)越性、電能應用與生產(chǎn)發(fā)展的關系；電工學的MATLAB實踐的基本概況。本章為全書的基礎知識介紹。1.1 電能優(yōu)越性、電能應用與生產(chǎn)發(fā)展的關系電能的生產(chǎn)集中在火力、水力、風力與原子能發(fā)電廠進行。電能與人們的生產(chǎn)和生活息息相關，電力生產(chǎn)與電能的使用水平成為一個國家現(xiàn)代化水平的重要標志。1.1.1 電能的廣泛應用電能在現(xiàn)代社會的生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應用，我們的社會一刻也離不開電能。電能應用的方式多種多樣，既可直接應用也可間接應用，又可轉(zhuǎn)化應用還可儲存后攜帶移動應用。從能量轉(zhuǎn)換的角度而言，電能可方便地轉(zhuǎn)化成許多其它形式的能而為人們所利用：比如機械能、熱能、聲能、光能、化學能等。從人們可視的角度而言，電能用于動力，使工業(yè)、農(nóng)業(yè)的各種機器設備運轉(zhuǎn)；用于交通，使各種電力機車行駛，控制飛機、船舶正常運行；用于加熱，使各種電爐、電焊機工作；用于照明，使各種交流、直流燈具、霓虹燈發(fā)光，以裝飾美化生活；用于通訊，使各種電話、電報、廣播、電傳、雷達工作；用于醫(yī)療衛(wèi)生，使各類醫(yī)療設備、儀器能為人類健康服務；用于測量，使各類測量儀器、儀表為生產(chǎn)生活服務；用于文化娛樂，使各種影視、音響、電子刊物、電樂器、相機等豐富人們文化生活；用于人們?nèi)粘Ｉ?，使各種家用電器，如電視機、洗衣機、電飯煲、電冰箱、空調(diào)、電風扇等為人們所享用；還有消費電子產(chǎn)品諸如音頻視頻類的影碟機（VCD、SVCD、DVD）、錄像機、攝錄機、收音機、收錄機、組合音響、電唱機、激光唱機（CD）等，與諸如消費類的電話、個人電腦、家用電子保健設備、汽車電子產(chǎn)品等也都逐漸走入家庭生活。另有用于儲存并轉(zhuǎn)化應用于各類電源的充補電能等，不再一一贅述。

編輯推薦

《電工學的MATLAB實踐》是由國防工業(yè)出版社出版的。

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