MATLAB在電氣工程中的應(yīng)用實(shí)例

前言

由于計(jì)算機(jī)及其相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展，加快了系統(tǒng)仿真技術(shù)研究的步伐，其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。MATIAB作為一個(gè)典型的計(jì)算機(jī)軟件，提供了動(dòng)態(tài)仿真環(huán)境——SIMULINK，其中simpower system（電力系統(tǒng)仿真）模塊庫強(qiáng)大的科學(xué)計(jì)算能力，簡便的繪圖功能，可視化的仿真環(huán)境，應(yīng)用于電氣T程及其自動(dòng)化專業(yè)非常方便。在解決大系統(tǒng)和復(fù)雜問題的過程中，系統(tǒng)仿真技術(shù)是解決T程和非工程領(lǐng)域問題的主要手段之一。MATLAB軟件作為電氣工程技術(shù)人員必須掌握的一門重要工具，幫助科研人員，利用計(jì)算機(jī)代替人工解決復(fù)雜問題。在計(jì)算機(jī)上，不僅可以方便地建立這些問題的仿真模型，快速且有針對(duì)性地修正模型并合理調(diào)整模型參數(shù)，還可以用簡單的拖曳操作構(gòu)造其相關(guān)／相近模型。通過計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算，非常容易得到計(jì)算結(jié)果，并可獲得所需變量的直觀圖形，為科研人員和工程技術(shù)人員解決實(shí)際工程問題，提供了一種輔助分析與研究的手段。本書是配合《MATLAB在電氣工程中的應(yīng)用》（簡稱《應(yīng)用》）的實(shí)例教材，既以《應(yīng)用》教材為學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，又是它的補(bǔ)充與拓展。本書在范例選編方面，既遵循循序漸進(jìn)原則，又強(qiáng)調(diào)各個(gè)章節(jié)所用范例的完整性和典型性；在內(nèi)容的設(shè)置方面，充分體現(xiàn)了電氣工程專業(yè)特色，所舉范例具有針對(duì)性強(qiáng)、種類豐富、解析詳細(xì)等特點(diǎn)；在范例來源方面，既強(qiáng)調(diào)范例的代表性，也注重范例的工程實(shí)踐性，既突出實(shí)例的實(shí)用性和可借鑒性，又凸顯對(duì)讀者分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)。另外，本書還增加了一些在《應(yīng)用》中沒有介紹卻又常用的模塊及其使用方法。為了增加本書的可讀性，增強(qiáng)其適應(yīng)性，本書以MATLAB軟件的7．X版本為例進(jìn)行介紹，先后介紹以下學(xué)科／技術(shù)中有關(guān)MATLAB的建模方法和分析技巧：數(shù)值分析、自動(dòng)控制、信號(hào)與系統(tǒng)、電子電路、電機(jī)及其控制、電力電子裝置和電力系統(tǒng)。本書既介紹了一些典型模塊庫中的功能模塊的使用技巧、構(gòu)建方法和設(shè)計(jì)技術(shù)，也講解了電氣工程中所涉及的一些重要電路的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，使初學(xué)者能夠快速完成各個(gè)單元電路的分析、仿真和篩選，包括電氣參數(shù)的優(yōu)選和整個(gè)功能電路的設(shè)計(jì)、配合以及全部電路的連接與調(diào)試。通過本書的學(xué)習(xí)，讀者可以較快掌握MATLAB在電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)中的應(yīng)用技巧，熟悉計(jì)算機(jī)仿真及MATLAB的基本知識(shí)，了解計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、MATLAB／SIMU-LINK主要模塊及功能特點(diǎn)，掌握建立所需模型的方法和步驟，學(xué)會(huì)使用仿真技術(shù)和MAT-LAB進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)及簡單MATLAB／SIMULINK系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。由于編者水平有限，懇請(qǐng)讀者和同行批評(píng)指正，編者不勝感激。

內(nèi)容概要

本書為普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材配套教材。    全書分為兩篇共9章，主要介紹數(shù)值分析、自動(dòng)控制、信號(hào)與系統(tǒng)、電子電路、電機(jī)及其控制、電力電子裝置和電力系統(tǒng)中有關(guān)MATLAB的建模方法和分析技巧。本書既介紹了一些典型模塊庫中的功能模塊的使用技巧、構(gòu)建方法和設(shè)計(jì)技術(shù)，也講解了電氣工程中所涉及的一些重要電路的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，使初學(xué)者能夠快速完成各個(gè)單元電路的分析、仿真和篩選，包括電氣參數(shù)的優(yōu)選和整個(gè)功能電路的設(shè)計(jì)、配合以及全部電路的連接與調(diào)試。    本書可作為高等學(xué)校電氣信息類及相關(guān)專業(yè)的教材，也可供從事電氣信息、計(jì)算機(jī)仿真方面的工程技術(shù)人員和科研人員參考。

書籍目錄

前言第1篇  基礎(chǔ)學(xué)習(xí)篇　第1章  MATLAB的簡單編程實(shí)例    1.1 簡單范例分析    1.2 可視化命令函數(shù)的使用方法    1.3 流控制的命令函數(shù)　第2章  MATLAB在數(shù)值分析方面的應(yīng)用實(shí)例    2.1 常用基本函數(shù)    2.2 微積分的命令函數(shù)    2.3 求解方程式(組)的命令函數(shù)    2.4 基本統(tǒng)計(jì)的命令函數(shù)    2.5 矩陣分解運(yùn)算的命令函數(shù)    2.6 符號(hào)運(yùn)算的命令函數(shù)    2.7 乘方運(yùn)算的命令函數(shù)　第3章  MATLAB在繪圖方面的應(yīng)用實(shí)例    3.1 符號(hào)函數(shù)基本繪圖的命令函數(shù)    3.2 繪制網(wǎng)格圖的命令函數(shù)    3.3 繪制表面圖的命令函數(shù)    3.4 圖形后續(xù)處理方法    3.5 綜合應(yīng)用范例分析　第4章  MATLAB在信號(hào)與系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例    4.1 基本命令函數(shù)    4.2 基本信號(hào)的MATLAB表示    4.3 信號(hào)基本運(yùn)算的MATLAB實(shí)現(xiàn)    4.4 MATLAB分析系統(tǒng)的時(shí)頻域    4.5 MATLAB分析和設(shè)計(jì)濾波器第2篇  應(yīng)用提高篇　第5章  MATLAB在電子電路中的應(yīng)用實(shí)例    5.1 MATLAB對(duì)電路描述與建模的一般方法    5.2 SIMULINK搭建數(shù)字邏輯電路的方法    5.3 MATLAB在直流穩(wěn)態(tài)電路中的分析方法    5.4 MATLAB在動(dòng)態(tài)電路中的分析方法    5.5 MATLAB在交流穩(wěn)態(tài)電路中的分析方法　第6章  MATLAB在自動(dòng)控制中的應(yīng)用實(shí)例    6.1 MATLAB分析系統(tǒng)的時(shí)頻域特性    6.2 MATLAB分析系統(tǒng)的復(fù)頻域特性    6.3 MATLAB分析離散系統(tǒng)的Z域特性    6.4 MATIAB分析系統(tǒng)的狀態(tài)變量    6.5 MATLAB有關(guān)控制的特殊應(yīng)用實(shí)例　第7章  MATLAB在電機(jī)及其控制中的應(yīng)用實(shí)例    7.1 利用SIMULINK設(shè)計(jì)典型控制器    7.2 介紹S-function    7.3 MATLAB分析電機(jī)模型的四種典型方法    7.4 MATLAB插值處理電機(jī)數(shù)據(jù)的方法分析    7.5 MATIAB分析直流電動(dòng)機(jī)　第8章  MATLAB在電力電子裝置中的應(yīng)用實(shí)例    8.1 SinaPowerSystems模塊庫介紹    8.2 SIMULINK簡單應(yīng)用范例    8.3 SIMULINK分析三相橋式全控整流電路    8.4 SIMULINK分析ZVS PWM DC／DC變換器    8.5 SIMULINK分析變頻控制下的電壓品質(zhì)　第9章  MATIAB軟件在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例    9.1 利用SIMULINK建立電流傳感器及其飽和模型    9.2 利用SIMULINK建立變壓器試驗(yàn)?zāi)Ｐ?   9.3 利用SIMULINK分析傳輸線的影響特性    9.4 利用SIMUUNK分析有功和無功參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1篇　基礎(chǔ)學(xué)習(xí)篇本書以MATLAB 7．1軟件為例，講解它的基本應(yīng)用方法和操作技巧，包括一些典型命令、語法特點(diǎn)、使用環(huán)境和既定規(guī)律，使初學(xué)者能夠借助本篇的學(xué)習(xí)，為深入理解后續(xù)章節(jié)的內(nèi)容，奠定必要的知識(shí)與方法基礎(chǔ)。由于MATLAB中有幾千個(gè)函數(shù)，而且很多函數(shù)有多種調(diào)用方式，想要全面掌握MAT—LAB非常困難，即使只掌握MATLAB的基本函數(shù)，也不是一件輕松的事。對(duì)于初學(xué)者，學(xué)習(xí)MATLAB有幾點(diǎn)需要引起注意：（1）在學(xué)習(xí)中要做到學(xué)中練、練中學(xué)，這樣學(xué)習(xí)起來容易產(chǎn)生興趣、上手快。（2）盡可能在英文輸入狀態(tài)而非中文輸入狀態(tài)，進(jìn)行各個(gè)MATLAB命令的錄入和編程工作，以減少不必要的調(diào)試錯(cuò)誤。（3）MATLAB的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是矩陣（數(shù)組），為更好地學(xué)習(xí)使用MATLAB，在遇到問題時(shí)，要盡量用矩陣（數(shù)組）表示數(shù)學(xué)模型，因?yàn)槠湓贛ATLAB中易于實(shí)現(xiàn)，而且運(yùn)算速度快。（4）熟練掌握MATLAB的在線幫助命令。MATLAB有兩種幫助形式：一種在命令窗口使用幫助指令搜索幫助；另一種是使用MATLAB的幫助系統(tǒng)，從菜單help進(jìn)人，點(diǎn)擊MATLAB help即出現(xiàn)該系統(tǒng)。

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《MATLAB在電氣工程中的應(yīng)用實(shí)例》是普通高等教育“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材配套教材之一。

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