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Matlab/Simulink仿真技术在电机实验教学中的应用

为了满足军事信息化建设和军事院校教育教学转型的需要,军事院校实验教学必须不断创新和深化改革,形成系统完整的实验教学创新理论,指导高校实验教学实践,将实验教学水平提升到新的水平。电机实验的特点是机电结合、电为机用,与工程实际密切相关,涉及电路和磁路的理论知识,数据分析复杂困难。传统的实验教学方法已不能满足实验教学现代化发展的要求,迫切需要采用新的教学方法和手段来提高教学效果。虚拟实验教学采用专业仿真软件是一种值得推荐的方法,往往能事半功倍。本文以直流电机实验为例,阐述Matlab/Simulink应用于实验教学。1Matlab/Simulink概述利用计算机仿真技术进行虚拟实验,具有不受教学时间限制、方便灵活、无法完成真实实验的项目、有助于激发学生创造力的优点。在众多的模拟语言和模拟软件包中,Matlab模块化计算方法、可视化和智能人机交互功能、丰富的矩阵操作、图形绘制、数据处理和模块化动态系统模拟工具Simulink,成为模拟领域最受欢迎的软件系统。Matlab它是一种专门以矩阵的形式处理数据的科学计算软件。它集成了高性能的数值计算和可视化,广泛应用于各个领域的分析、设计和模拟Simulink是在Matlab对动态系统进行建模、模拟和分析的软件包,用户从模块库中调用标准模块,形成动态系统模型。同时Matlab它还包含了一个优秀的模拟环境和语言Simulink和SimPowerSysterms(电力系统模拟工具箱)已成为研究和分析电机运动控制系统[1-2]的重要工具。SimPowerSysterms工具箱以Simulink为了操作环境,可以方便地进行RLC模拟电路、电力电子电路、电机控制系统和电力系统,主要包括ElectricalSources(电源模块库),Elements(电力元件模块库)PowerE-lectronics(电力电子元器件模块库)、Machines(电机模块库),Measurements(测量模块库),ApplicationLibraries(应用模块库)(ExtraLibrary)以及Powergui(电气系统模拟分析的图形用户接口)等模块库。Matlab已在国外电机学基础教材中广泛应用。Matlab它已广泛应用于国外电机基础教材中。然而,[3-4]在中国全面普及此类软件并将其整合到电机知识结构体系和实验教学中仍存在不足。将Matlab模拟工具集成到实验教学中,将产生以下好处[5-7]:(1)可以直观地显示电机启动、运动过程和各种信号的特点,加深对基础理论知识的理解,提高实验教学的效果;(2)Simulink模拟工具可以设计一些实验无法测量的项目,有利于提高学生的学习兴趣和教学质量,培养学生分析和解决问题的能力;(3)将真实实验参数输入虚拟实验,比较虚拟实验结果和真实实验结果,有利于提高学生分析实验数据和实验现象的能力,加强学生综合素质的培养。2直流电机直接启动实验模拟直流电机直接启动时,启动电流很大,一般是额定电流的1020倍,冲击扭矩很大,实际运行时不允许直接启动。2直流电机直接启动实验模拟直流电机直接启动时,启动电流很大,一般是额定电流的1020倍,产生巨大的冲击扭矩,实际运行时不允许直接启动。在实践教学中,如果使用实际设备直接启动实验,必然会损坏电机。为了使学生更好地掌握直流电机的启动特性,使用软件仿真方法可以使学生直接观察直流电机的启动特性,不损坏实际设备,也可以达到良好的实验教学效果[8-10]。利用Simulink直接启动直流电机进行仿真实验

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