MATLAB仿真在电力电子技术教学上的应用.pdf

信息技术 刘恒娟 M A T L A B仿 真在 电力电子技 术教 学上的应 用 MAT L A B仿真在 电力 电子技术教学上 的应 用 刘恒娟 ( 上海交通职业技术学院， 上海 2 0 0 0 3 0 ) 摘 要： 分析了传统电力电子技术理论与实验教学的局限， 提 出利用 MA T L A B仿真的 G U I 技 术、 M语言和 S i m u l i n k 仿真工具开发教学软件的必要性， 设计了一套基于MA T L A B的电力电子 技术教学软件。教学实践表明， 开发的教学软件效果良好。 关键词 ：M A T L A B ； G U I ； M语 言； S i mu l i n k 中图分类号 ： T P 3 9 1 ． 9 文献标志码 ： B 文章编号 ： 1 6 7 1 — 5 2 7 6 ( 2 0 1 2 ) 0 6 — 0 1 5 4 — 0 2 Ap pl i c a t i o n o f M ATLAB Si mu l a t i o n i n Te a c hi ng o f Po we r El e c t r o n i c s Te c h no l o g y L I U H e n g - j u a n ( S h a n g h a i C o mmu n ic a t i o n s P o ly t e c h n i c ， S h a n g h a i 2 0 0 0 3 0 ， Ch i n a ) Abs t r ac t ：This p a p er an a l y z es t h e c o n f ine men t o f t r a d it i o n al p o wer e l e c t r on ic s t e c h n olo gy t h eo r y a n d e x p er i me n t a l t e ac h i n g an d t h e n s u g ge s t s t h a t MATL AB s imu la t ion’ S GUI Te c h n olo g y，M l a n gu a ge an d Si muli n k s imu la t ion t o o l ar e u s ed t o d e v elo p t h e t e a c h- i n g so f t war e．Th e p a p er als o d e s i g n s a s o r t o f t h e t e a c hin g s o f t war e f o r p o we r e lec t r on i c s t e c h n olog y b a s ed on MATL AB．I t is p r ov e d t h at t h e s o f t war e wor k s we l l i n p r ac t ic e． Ke y wo r ds：MATL AB；GUI t e c h n olog y；M lan g u ag e；Si mu l i n k 1 研 究意义 电力电子技术是电气类专业的重要专业课之一， 理论 教学中解释电路的工作原理都采用的是波形与相位分析 法 ， 并且常常花费大量时间在绘制电路图及波形图上， 但 是绘制的波形图不是很精确， 影响教学效果。同时， 由于 电路类型多， 波形变化复杂， 学生觉得难以理解 ， 降低了学 习兴趣 。 电力电子技术还是一门实践性很强的课程 ， 实验在 教学中占有十分重要的地位。但是， 传统的实验教学方 式明显的存在很多局限， 比如： 由于实验设备价格 昂贵 和数量不足等原因， 造成实验教学的困难 ； 实验中因接 线错误及其他原因而造成的设备损坏； 并且随着时间的 推移， 实验设备逐渐老化 ， 在实际操作 中容易受接触不 良等因素的干扰， 使实验结果与理论分析不符甚至出现 异常现象 ； 另外 ， 有些实验因在高压下进行， 具有一定 的 危险性。 M A T L A B软件具有专门的仿真工具和电力系统模块 库， 利用 M A T I A B的 G U I ( 用户图形界面) 技术、 M语言和 S i mu l i n k仿真工具构建电力电子技术教学平台， 可以解决 电力电子技术理论与实验教学中碰到的困难和问题。 目前， MA T L A B已经成为国际上最流行的科学与工程 计算的软件工具， 国内外很重视利用 MA T L A B研究和开 发电力电子技术课程的教学软件。我国很多高校和研究 部门也正在研制， 但是国内尚未见有关产品的报道。 2 研究 内容 2 ． 1 开设实验项 目的研究 系统应该开设哪些的实验项目， 应在对整流、 斩波、 逆 变等几种常见电力电子电路进行仿真的前提下， 尽可能涉 及到全部教学内容。比如单相半波可控整流电路、 单相全 控桥式整流电路、 三相半波可控整流电路、 三相全控桥式 整流电路、 单相桥式有源逆变电路、 三相桥式有源逆变电 路等。 2 ． 2 GU I 研 究 根据需求分析 ， 研究如何设计控件布局， 建立简洁、 明 了的人机交互图形界面， 操作尽量简单， 使教师和学生不 需要 MA T L A B知识就能灵活应用。 2 ． 3 S i mu l i n k仿真研究 针对要开设的实验项 目， 根据 电力电子电路的原理 图， 研究如何用 MA T L A B提供的 S i mu l i n k建立直观的系 统模型并进行仿真 ， 要求能够观测电路波形 ， 设置参数并 观察参数变化对电路波形图的影响， 从而方便地研究器件 的工作特性和电路的动态特性。 2 ． 4 GU I调用 S i mu l i n k及 参数传 递 的 研 究 研究如何利用 G U I 调用 S i mu l i n k ， 并在 G U I中设置 S i m u l i n k 模块的参数后再将参数传递给 S i m u l i n k 。 作者简介： 刘恒娟( 1 9 7 9 一 ) ， 女， 讲师， 上海市交通职业技术学院教师， 研究方向： 自动化、 电气。 1 5 4 h t t p ： ∥Z Z H D． c h i n a j o u r n a 1 ． n e t ． e l i E— m a i l ： Z Z HD @c h a i n a j o u ma 1 ． n e t ． c fl《 机械 制造与 自动化》