MATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計與分析

前言

MATLAB軟件在這個時代給予我們工程技術(shù)人員、在校科研人員一個應(yīng)用的平臺。任何科學(xué)研究和工程設(shè)計，都無法離開數(shù)學(xué)運算。從最初一個新的設(shè)計構(gòu)思、到通過軟件進(jìn)行實際情況的模擬、再到應(yīng)用到具體的工程之中，大量反復(fù)的數(shù)學(xué)計算讓技術(shù)人員、科研人員費勁心思。其工作量之大往往消耗了大量的精力，但也許因為一個小小的計算失誤而前功盡棄。因而科研人員根據(jù)自己的工程編制了不同的計算程序，但是浪費了大量的人力、物力。MATLAB就是基于這種需要誕生的。在MATLAB的數(shù)值計算方面，提供了向量、矩陣、數(shù)組、線性代數(shù)、函數(shù)與多項式、微積分等各方面的內(nèi)容。不管是科學(xué)研究還是工程技術(shù)所涉及到的數(shù)值處理技術(shù)，MATLAB都給出了完善的解決方案。MATLAB在科學(xué)研究和工程設(shè)計方面的另一個重要內(nèi)容，是推出了與數(shù)值處理聯(lián)系緊密的圖形繪制功能。眾所周知，圖形的直觀表示對于科學(xué)分析有著舉足輕重的作用。單憑數(shù)據(jù)的累計，技術(shù)人員和科研人員無法從繁蕪的數(shù)據(jù)中提取重要的信息。MATLAB的圖形處理功能對此進(jìn)行了完美的解決。當(dāng)MATLAB搭建好數(shù)值計算和圖形處理這兩座重要的平臺之后，為其在各個專業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用鋪平了道路。MATLAB的推出得到了各個領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者的廣泛關(guān)注，其強大的擴展功能更為各個工程領(lǐng)域提供了分析和設(shè)計的新平臺。MATLAB軟件已經(jīng)推出了電力系統(tǒng)仿真工具箱（SimPower）、控制系統(tǒng)工具箱（Control System Toolbox）、信號處理工具箱（Signal Processing Toolbox）、數(shù)字信號處理模塊（DSP Block）、濾波器設(shè)計工具箱（Filter Design Toolbox）、小波分析工具箱（Wavelet Toolbox）和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱（Neural Network Toolbox），在電力系統(tǒng)方面的應(yīng)用已經(jīng)成熟。以前的電力系統(tǒng)數(shù)字仿真技術(shù)，往往局限研究人員自己進(jìn)行建模與仿真。其數(shù)學(xué)模型是否真實描述實際情況，將在很大程度上影響到仿真是否取得成功。在MATLAB涉及電力系統(tǒng)仿真方面以后，憑借其自身的技術(shù)優(yōu)勢，聯(lián)合眾多電力領(lǐng)域的專家，開發(fā)了這款電力系統(tǒng)仿真工具箱（Simpower）。使用MATLAB軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)數(shù)字仿真，具有3個突出的優(yōu)勢。

內(nèi)容概要

　　《MATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計與分析（第3版）》主要介紹MATLAB軟件在電力系統(tǒng)建模和仿真中的應(yīng)用，內(nèi)容包括MATLAB電力系統(tǒng)仿真數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、MATLAB圖形繪制和圖形編輯、圖形用戶界面（GUI）的應(yīng)用、電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模和電力系統(tǒng)時域和頻域分析。這些內(nèi)容基本上覆蓋了電氣工程領(lǐng)域的電力系統(tǒng)建模和仿真的各個方面?！禡ATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計與分析（第3版）》最大的優(yōu)點是在介紹方法的同時，列舉了大量詳實的例子，這些例子對于《MATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計與分析（第3版）》的使用起到了良好的作用。　　《MATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計與分析（第3版）》對廣大電力系統(tǒng)設(shè)計人員具有較高的參考價值，也適合于從事電力系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究的大專院校師生以及廣大電子設(shè)計愛好者使用。

書籍目錄

第1章 MATLAB入門1.1 MATLAB簡介1.1.1 MATLAB的功能及特點1.1.2 MATLAB系統(tǒng)1.1.3 MATLAB安裝的目錄結(jié)構(gòu)1.2 MATLAB開發(fā)環(huán)境1.2.1 設(shè)置MATLAB1.2.2 MATLAB桌面工具1.3 MATLAB語言初步1.3.1 MATLAB語言的特點1.3.2 MATLAB的語言結(jié)構(gòu)和編程方法1.3.3 MATLAB的主要語法和操作符第2章 MATLAB常用數(shù)學(xué)方法2.1 矢量和矢量運算2.1.1 常用的數(shù)學(xué)常量2.1.2 矢量的表示2.1.3 矢量的各種運算2.2 矩陣和矩陣運算2.2.1 矩陣的表示2.2.2 矩陣的運算2.2.3 矩陣的操作2.3 數(shù)組和數(shù)組運算2.3.1 數(shù)組的表示2.3.2 數(shù)組的運算2.3.3 數(shù)組的操作2.4 線性代數(shù)2.4.1 線性方程組2.4.2 特征值與特征矢量2.4.3 矩陣的分解2.4.4 稀疏矩陣2.5 函數(shù)和多項式2.5.1 數(shù)的相關(guān)操作2.5.2 自然數(shù)的相關(guān)運算2.5.3 變量與函數(shù)2.5.4 復(fù)數(shù)與復(fù)數(shù)運算2.5.5 多項式2.6 微積分2.6.1 極限2.6.2 微分2.6.3 積分2.6.4 微分方程2.6.5 排列組合和級數(shù)的相關(guān)知識2.6.6 重要的積分變換第3章 MATLAB圖形繪制和圖形編輯3.1 繪制二維圖形3.1.1 二維圖形繪制流程圖3.1.2 繪制基本二維圖形3.1.3 多種二維圖形的繪制3.2 繪制三維圖形3.2.1 繪制基本三維圖形3.2.2 多種三維圖形的繪制3.3 繪制特殊圖形3.3.1 繪制區(qū)域圖3.3.2 繪制條形統(tǒng)計圖3.3.3 繪制餅圖3.4 編輯圖形3.4.1 圖形的基本編輯3.4.2 圖形的視覺效果編輯第4章 圖形用戶界面（GUI）的應(yīng)用4.1 GUI多功能模板4.1.1 創(chuàng)建GUI模板4.1.2 單控制模板4.1.3 菜單以及繪圖模板4.1.4 對話框模板4.1.5 創(chuàng)建已知圖形模板4.2 GUI設(shè)計工具4.2.1 按鈕4.2.2 觸發(fā)按鈕4.2.3 單選按鈕4.2.4 復(fù)選框4.2.5 編輯文本和靜態(tài)文本第5章 電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模5.1 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述5.1.1 數(shù)字仿真算法5.1.2 微分方程模型5.1.3 傳遞函數(shù)模型5.1.4 狀態(tài)方程模型5.1.5 模型轉(zhuǎn)換5.1.6 控制系統(tǒng)建模5.2 電力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述5.2.1 電路圖模型5.2.2 電路圖模型結(jié)構(gòu)分析5.2.3 電路圖模型初值設(shè)定5.2.4 程序建模5.2.5 復(fù)雜電力系統(tǒng)建模第6章 電力系統(tǒng)仿真初探6.1 啟動和退出電力系統(tǒng)元件庫6.1.1 啟動電力系統(tǒng)元件庫6.1.2 退出電力系統(tǒng)元件庫6.1.3 電力系統(tǒng)元件庫簡介6.2 設(shè)計電源元件6.2.1 電源元件簡介6.2.2 直流電壓源6.2.3 交流電壓源6.2.4 交流電流源6.2.5 受控電壓源6.2.6 受控電流源6.2.7 三相電源6.2.8 三相可編程電壓源6.3 設(shè)計線路元件6.3.1 線路元件簡介6.3.2 串聯(lián)RLC支路元件和并聯(lián)RLC支路元件6.3.3 三相串聯(lián)RLC支路元件和三相并聯(lián)RLC支路元件6.4 Park變換6.4.1 abc坐標(biāo)系統(tǒng)年dqO坐標(biāo)系統(tǒng)6.4.2 坐標(biāo)變換第7章 電力系統(tǒng)時域分析7.1 控制系統(tǒng)時域分析7.1.1 零輸入響應(yīng)7.1.2 階躍響應(yīng)7.1.3 脈沖響應(yīng)7.1.4 任意輸入的時域響應(yīng)曲線7.2 電力系統(tǒng)時域分析7.2.1 電力系統(tǒng)時域分析工具7.2.2 電力系統(tǒng)時域分析實例7.3 電力系統(tǒng)相量圖分析7.3.1 相量圖分析方法7.3.2 同步電機突然短路的分析第8章 電力系統(tǒng)頻域分析8.1 控制系統(tǒng)頻域分析8.1.1 頻率矢量8.1.2 B0de圖8.1.3 Nichols圖8.1.4 Nyquist圖8.1.5 一般頻率響應(yīng)圖8.1.6 頻率響應(yīng)的奇異值圖8.2 繪制根軌跡8.2.1 系統(tǒng)極點、零點和增益8.2.2 繪制系統(tǒng)極點、零點圖8.2.3 繪制根軌跡圖8.3 電力系統(tǒng)頻域分析8.3.1 電力系統(tǒng)頻域分析工具8.3.2 穩(wěn)態(tài)電路模型頻域分析8.3.3 穩(wěn)態(tài)電路模型的阻抗－頻率圖分析

章節(jié)摘錄

插圖：在計算機技術(shù)日益發(fā)展的今天，計算機的應(yīng)用正逐步將科技人員從繁重的計算工作中解脫出來。在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中，往往需要進(jìn)行大量的數(shù)學(xué)計算，一些科技人員曾經(jīng)嘗試使用BASIC、Fortran以及C語言編寫程序，以減輕工作量。但編制程序需要掌握高級語言的語法，還需要對各種算法有深刻的了解，這對大多數(shù)科技人員來說是現(xiàn)實的，而且也是沒有必要的。為了滿足用戶對數(shù)學(xué)計算的要求，一些著名的軟件公司都分別推出了一批數(shù)學(xué)類計算應(yīng)用軟件，例如MATLAB、Mathematica、Maple和MATHCAD。其中Math Works公司推出的MATLAB，由于其強大的功能以及應(yīng)用性，受到越來越多的科技工作者的歡迎。在歐美等發(fā)達(dá)國家的大學(xué)中，已成為一種必須掌握的編程語言。本章簡要介紹MATLAB的功能特點、安裝過程及其用戶界面，希望讀者通過這些內(nèi)容能夠?qū)ATLAB有一定程度的感性了解。

編輯推薦

《MATLAB電力系統(tǒng)設(shè)計與分析(第3版)》借助于工程實際中的例子，對使用MATLAB軟件進(jìn)行電力系統(tǒng)數(shù)字仿真進(jìn)行了詳細(xì)的描述。對于MATLAB軟件構(gòu)建的元件數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和實例分析。

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