計算機仿真技術(shù)與CAD：基于MATLAB的電氣工程

目 錄

第1章 MATLAB語言簡介 （1）
1.1 MATLAB的功能特點 （1）
1.2 MATLAB的操作界面 （3）
1.3 MATLAB的工作窗口 （4）
1.4 MATLAB的文件管理 （4）
1.5 MATLAB的幫助系統(tǒng) （6）
小結(jié) （8）
思考題 （8）
第2章 MATLAB基本操作 （9）
2.1 MATLAB的語言結(jié)構(gòu) （9）
2.2 MATLAB的窗口命令 （10）
2.2.1 窗口命令的執(zhí)行及回調(diào) （10）
2.2.2 窗口變量的處理 （11）
2.2.3 窗口命令的屬性 （12）
2.2.4 數(shù)值結(jié)果顯示格式 （13）
2.2.5 基本輸入輸出函數(shù) （13）
2.2.6 外部程序調(diào)用 （14）
2.3 MATLAB的數(shù)值運算 （15）
2.3.1 矩陣運算 （15）
2.3.2 向量運算 （20）
2.3.3 關(guān)系和邏輯運算 （22）
2.3.4 多項式運算 （23）
2.4 MATLAB的符號運算 （25）
2.4.1 符號表達式的生成 （26）
2.4.2 符號表達式的基本運算 （27）
2.4.3 符號表達式的微積分 （29）
2.4.4 符號表達式的積分變換 （32）
2.4.5 符號表達式的求解 （33）
小結(jié) （35）
習題 （35）
第3章 MATLAB程序設(shè)計 （37）
3.1 MATLAB的M文件 （37）
3.1.1 文本文件 （37）
3.1.2 函數(shù)文件 （38）
3.2 MATLAB的程序結(jié)構(gòu) （39）
3.2.1 循環(huán)語句 （39）
3.2.2 控制語句 （40）
3.2.3 轉(zhuǎn)移語句 （41）
小結(jié) （43）
習題 （43）
第4章 MATLAB圖形處理 （44）
4.1 二維圖形 （44）
4.1.1 二維圖形的繪制 （44）
4.1.2 二維圖形的修飾 （46）
4.1.3 二維特殊圖形 （47）
4.1.4 二維函數(shù)圖形 （48）
4.2 三維圖形 （49）
4.2.1 三維圖形的繪制 （50）
4.2.2 三維圖形的修飾 （51）
4.2.3 三維特殊圖形 （54）
4.2.4 三維函數(shù)圖形 （54）
4.3 四維圖形 （55）
4.4 圖像與動畫 （56）
4.4.1 圖像處理 （56）
4.4.2 聲音處理 （58）
4.4.3 動畫處理 （59）
小結(jié) （60）
習題 （60）
第5章 MATLAB高級操作 （61）
5.1 MATLAB的矩陣處理 （61）
5.1.1 矩陣行列式 （61）
5.1.2 矩陣的特殊值 （61）
5.1.3 矩陣的三角分解 （62）
5.1.4 矩陣的奇異值分解 （63）
5.1.5 矩陣的范數(shù) （64）
5.1.6 矩陣的特征值與特征向量 （64）
5.1.7 矩陣的特征多項式、特征方程和
特征根 （65）
5.2 MATLAB的數(shù)據(jù)處理 （65）
5.2.1 數(shù)據(jù)插值 （66）
5.2.2 曲線擬合 （67）
5.2.3 數(shù)據(jù)分析 （68）
5.3 MATLAB的方程求解 （70）
5.3.1 代數(shù)方程求解 （70）
5.3.2 微分方程求解 （72）
5.4 MATLAB的函數(shù)運算 （73）
5.4.1 函數(shù)極值 （73）
5.4.2 函數(shù)積分 （74）
5.5 MATLAB的文件I/O （75）
5.5.1 處理二進制文件 （76）
5.5.2 處理文本文件 （78）
5.6 MATLAB的圖形界面 （80）
5.6.1 啟動GUI Builder （80）
5.6.2 對象設(shè)計編輯器 （81）
5.7 MATLAB編譯器 （81）
5.7.1 創(chuàng)建MEX文件 （82）
5.7.2 創(chuàng)建EXE文件 （84）
小結(jié) （85）
習題 （85）
第6章 Simulink動態(tài)仿真集成環(huán)境 （87）
6.1 Simulink簡介 （87）
6.1.1 Simulink的啟動 （87）
6.1.2 Simulink庫瀏覽窗口的功能菜單 （87）
6.1.3 仿真模塊集 （88）
6.2 模型的構(gòu)造 （106）
6.2.1 模型編輯窗口 （106）
6.2.2 對象的選定 （108）
6.2.3 模塊的操作 （108）
6.2.4 模塊間的連接線 （109）
6.2.5 模型的保存 （110）
6.2.6 模塊名字的處理 （111）
6.2.7 模塊內(nèi)部參數(shù)的修改 （111）
6.2.8 模塊的標量擴展 （112）
6.3 連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)字仿真 （112）
6.3.1 利用Simulink菜單命令進行
仿真 （113）
6.3.2 利用MATLAB指令操作方式
進行仿真 （122）
6.3.3 模塊參數(shù)的動態(tài)交換 （124）
6.3.4 Simulink調(diào)試器 （126）
6.4 離散系統(tǒng)的數(shù)字仿真 （127）
6.5 仿真系統(tǒng)的線性化模型 （129）
6.6 創(chuàng)建子系統(tǒng) （131）
6.7 封裝編輯器 （133）
6.7.1 參數(shù)(Parameters)頁面 （134）
6.7.2 圖標(Icon)頁面 （135）
6.7.3 初始化(Initialization)頁面 （137）
6.7.4 描述(Documentation)頁面 （137）
6.7.5 功能按鈕 （137）
6.8 條件子系統(tǒng) （139）
小結(jié) （144）
習題 （144）
第7章 MATLAB在電力電子變流中的
應用 （146）
7.1 電力電子器件模型 （146）
7.1.1 二極管 （146）
7.1.2 晶閘管 （147）
7.1.3 門極可關(guān)斷晶閘管 （148）
7.1.4 絕緣柵門雙極晶體三極管 （149）
7.2 整流電路 （150）
7.2.1 單相半波可控整流電路 （150）
7.2.2 三相橋式全控整流電路 （152）
7.3 逆變電路 （155）
7.3.1 單相全橋逆變電路 （155）
7.3.2 三相電壓型橋式逆變電路 （156）
7.4 直流-直流變流電路 （158）
7.4.1 降壓式(Buck)斬波器 （159）
7.4.2 升降壓式(Buck-Boost)斬波器 （160）
7.5 交流-交流變流電路 （161）
7.5.1 單相交流調(diào)壓電路 （161）
7.5.2 三相交流調(diào)壓電路 （163）
小結(jié) （165）
習題 （165）
第8章 MATLAB在直流調(diào)速系統(tǒng)中的
應用 （166）
8.1 開環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真 （166）
8.1.1 晶閘管直流開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)模型 （166）
8.1.2 晶閘管直流開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)參數(shù)
設(shè)置 （167）
8.1.3 晶閘管直流開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)仿真和
系統(tǒng)分析 （169）
8.2 轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)仿真 （170）
8.2.1 ASR采用比例調(diào)節(jié)器 （170）
8.2.2 ASR采用比例-積分調(diào)節(jié)器 （172）
8.2.3 帶電流截止負反饋的轉(zhuǎn)速閉環(huán)
調(diào)速系統(tǒng) （173）
8.3 轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真 （174）
8.3.1 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真模型 （174）
8.3.2 雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)仿真結(jié)果及
分析 （176）
8.4 可逆直流調(diào)速系統(tǒng)仿真 （177）
8.4.1 直流PWM可逆調(diào)速系統(tǒng) （177）
8.4.2 α=β配合控制的直流V-M
系統(tǒng)仿真 （181）
8.4.3 邏輯無環(huán)流直流V-M系統(tǒng)仿真 （185）
小結(jié) （187）
習題 （188）
第9章 MATLAB在交流調(diào)速系統(tǒng)中的
應用 （189）
9.1 轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制的交流異步電動機變壓
調(diào)速系統(tǒng) （189）
9.1.1 基本原理 （189）
9.1.2 系統(tǒng)仿真模型與參數(shù)設(shè)置 （189）
9.1.3 仿真結(jié)果分析 （192）
9.2 轉(zhuǎn)速開環(huán)的交流異步電動機恒壓頻
比控制調(diào)速系統(tǒng) （193）
9.2.1 基本原理 （193）
9.2.2 系統(tǒng)仿真模型與參數(shù)設(shè)置 （194）
9.2.3 仿真結(jié)果分析 （196）
9.3 轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制的變壓變頻
調(diào)速系統(tǒng) （196）
9.3.1 基本原理 （196）
9.3.2 系統(tǒng)仿真模型與參數(shù)設(shè)置 （197）
9.3.3 仿真結(jié)果分析 （198）
9.4 轉(zhuǎn)速閉環(huán)、磁鏈開環(huán)控制的異步電動機
矢量控制調(diào)速系統(tǒng) （199）
9.4.1 基本原理 （199）
9.4.2 系統(tǒng)仿真模型與參數(shù)設(shè)置 （199）
9.4.3 仿真結(jié)果分析 （204）
9.5 異步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制調(diào)速
系統(tǒng) （205）
9.5.1 基本原理 （205）
9.5.2 系統(tǒng)仿真模型與參數(shù)設(shè)置 （206）
9.5.3 仿真結(jié)果分析 （210）
9.6 轉(zhuǎn)速閉環(huán)、磁鏈閉環(huán)控制的異步電動機
矢量控制調(diào)速系統(tǒng) （211）
9.6.1 基本原理 （211）
9.6.2 系統(tǒng)仿真模型與參數(shù)設(shè)置 （212）
9.6.3 仿真結(jié)果分析 （215）
小結(jié) （215）
習題 （216）
第10章 MATLAB在電力系統(tǒng)中的
應用 （217））
10.1 電力系統(tǒng)潮流計算 （217）
10.1.1 簡單電力系統(tǒng)潮流計算仿真模型
構(gòu)建 （217）
10.1.2 模型參數(shù)的設(shè)置 （217）
10.1.3 仿真分析結(jié)果 （220）
10.2 電力系統(tǒng)故障分析 （220）
10.2.1 無窮大功率電源供電系統(tǒng)三相短路
仿真實例 （220）
10.2.2 同步發(fā)電機突然短路的暫態(tài)過程
仿真實例 （222）
10.2.3 小電流接地系統(tǒng)單相故障仿真
實例 （224）
10.3 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析 （227）
10.3.1 簡單電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性
仿真實例 （227）
10.3.2 簡單電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性
仿真實例 （229）
10.4 電力系統(tǒng)繼電保護 （231）
10.4.1 電網(wǎng)相間短路的方向電流保護及
仿真 （231）
10.4.2 電網(wǎng)的距離保護及仿真 （237）
10.4.3 輸電線路的縱聯(lián)保護與仿真 （243）
10.4.4 自動重合閘與仿真 （246）
10.4.5 電力變壓器的繼電保護仿真 （249）
10.4.6 發(fā)電機的繼電保護與仿真 （252）
10.5 高壓直流輸電及柔性輸電 （256）
10.5.1 高壓直流輸電系統(tǒng) （256）
10.5.2 靜止無功補償器 （260）
小結(jié) （262）
習題 （262）
附錄A MATLAB函數(shù)一覽表 （264）
附錄B MATLAB函數(shù)分類索引 （275）
參考文獻 （280）