基于matlab的电力电子技术仿真设计课程设计
22页1、基于matlab的电力电子技术仿真设计第1章 绪 论 1.1 MATLAB 的产生过程和影响 在 20 世纪七十年代后期的时候:时任美国新墨西哥大学计算机科学系主任的Cleve Moler 教授出于减轻学生编程负担的动机,为学生设计了一组调用LINPACK和EISPACK库程序的“通俗易用”的接口,此即用FORTRAN编写的萌芽状态的MATLAB。经几年的校际流传,在Little 的推动下,由Little、Moler、Steve Bangert 合作,于1984 年成立了 MathWorks 公司,并把 MATLAB 正式推向市场。从这时起,MATLAB 的内核采用C语言编写,而且除原有的数值计算能力外,还新增了数据图视功能。MATLAB以商品形式出现后,仅短短几年,就以其良好的开放性和运行的可靠性,使原先控制领域里的封闭式软件包(如英国的 UMIST,瑞典的 LUND 和 SIMNON,德国的 KEDDC)纷纷淘汰,而改以MATLAB为平台加以重建。在时间进入20 世纪九十年代的时候,MATLAB已经成为国际控制界公认的标准计算软件。 到九十年代初期,在国际上30 几个数学类科技应用
2、软件中,MATLAB在数值计算方面独占鳌头,而Mathematica 和Maple 则分居符号计算软件的前两名。Mathcad 因其提供计算、图形、文字处理的统一环境而深受中学生欢迎。MathWorks 公司于1993 年推出MATLAB4.0 版本,从告别DOS 版。 电力电子技术MATLAB实践:电力电子技术中有关电能的变换与控制过程,有各种电路原理的分析与研究、大量的计算、电能变换的波形测量、绘制与分析等,都离不开MATLAB。首先,它的运算功能强大,应用于交流电的可控整流、直流电的有源逆变与无源逆变中存在的整流输出的平均值、有效值、与电路功率计算、控制角、导通角计算。其次,MATLAB的SimpowerSystems实体图形化仿真模型系统,把代表晶闸管、触发器、电阻、电容、电源、电压表等实物的特有符号连接成一个整流装置电路或是一个系统,更简单方便,节省设计制作时间和成本等。再有,交流技术讨论的电能转换与控制,需要对各种电压与电流波形进行测量、绘制与分析,MATLAB提供了功能强大且方便使用的图形函数,特别适合完成这项任务。 MathWorks 公司瞄准应用范围最广的Word ,
3、运用DDE 和OLE,实现了MATLAB与 Word 的无缝连接,从而为专业科技工作者创造了融科学计算、图形可视、文字处理于一体的高水准环境。1997 年仲春,MATLAB5.0 版问世,紧接着是5.1、5.2,以及和1999 年春的5.3 版。与 4.0 相比,现今的 MATLAB 拥有更丰富的数据类型和结构、更友善的面向对象、更加快速 精良的图形可视、更广博的数学和数据分析资源、更多的应用开发工具。(关于MATLAB5.0 的特点下节将作更详细的介绍。) 诚然,到1999 年底,Mathematica 也已经升到4.0 版,它特别加强了以前欠缺的大规模数据处理能力。Mathcad 也赶在2000 年到来之前推出了Mathcad 2000 ,它购买了Maple 内核和库的部分使用权,打通了与MATLAB的接口,从而把其数学计算能力提高到专业层次。 但是,就影响而言,至今仍然没有一个别的计算软件可与MATLAB匹敌。 在欧美大学里,诸如应用代数、数理统计、自动控制、数字信号处理、模拟与数字通 信、时间序列分析、动态系统仿真等课程的教科书都把MATLAB作为内容。这几乎成了九十年代教科书
4、与旧版书籍的区别性标志。在那里,MATLAB是攻读学位的大学生、硕士生、博士生必须掌握的基本工具。 在国际学术界,MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。在许多国际 一流学术刊物上,(尤其是信息科学刊物),都可以看到MATLAB的应用。在设计研究单位和工业部门,MATLAB被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。如美国National Instruments 公司信号测量、分析软件LabVIEW,Cadence 公司信号和通信分 析设计软件SPW等,或者直接建筑在MATLAB之上,或者以MATLAB为主要支撑。又如 HP司的VXI 硬件,TM公司的DSP,Gage 公司的各种硬卡、仪器等都接受MATLAB的支持。 1.2 MATLAB 的基本组成和特点 经过近20 年实践,人们已经意识到:MATLAB作为计算工具和科技资源,可以扩大科学研究的范围、提高工程生产的效率、缩短开发周期、加快探索步伐、激发创造活力。那么作为当前最新版本的MATLAB 7.0 究竟包括哪些内容?有哪些特点呢? 5.0以前版本的MATLAB语言比较简单。它只有双精度数值和简单字符串两种数据类型,只能
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