文档介绍：基于 MATLAB 的“电力电子技术”软件实验系统
刘晓兰,孔金生,陈铁军,丁华飞
(郑州大学电气工程学院,郑州 450002)
摘要:实验是电力电子技术课程的重要组成部分,但由于教学学时有限、实验设备功能和数量的不足,造成
了教学实验的困难。“电力电子技术”软件实验系统就是给学生提供一个软件模拟环境,运用
MATLAB/Simulink 对整流、斩波、逆变等几种常见的电力电子电路进行建模和仿真,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。本文介绍
了该软件实验系统的结构、功能和设计方法。
关键词:电力电子技术;实验系统;VB;MATLAB/Simulink;仿真
中图分类号: 文献标识码:B
电力电子技术是一门新兴的高新技术学科,是利用电力电子器件对电能进行变换和控制
的技术,近年来发展十分迅速,在工农业生产、交通运输、邮电通信等国民经济各部门以至
家用电器各方面都有着广泛的应用。电力电子技术课程也已成为高等院校自动化专业、电气
工程及其自动化专业以及其他相关专业的一门重要的专业基础课程。
电力电子技术既是一门技术基础课程,也是一门实用性和实践性很强的课程,因此实验
在教学中占有十分重要的地位。但是,由于教学学时不足和实验设备的短缺等原因,造成了
进行教学实验的困难。实验项目的选择面较窄,实验数量少且较简单;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。基于电力电子
技术实验在实际中碰到的困难和问题,我们设计了一个“电力电子技术”软件实验系统。
1 结构和功能
本软件实验系统以 Visual Basic 可视化的编程语言为前端开发环境,实现友好的用户界
面设计,引导使用者进行实验,使实验过程变得简单、方便;以自动化领域广泛应用的
MATLAB 软件作为仿真工具,对各种电力电子电路进行建模和仿真,实现了解电路结构、
设置和改变器件参数、观测电路波形等实验功能,能使学生对电力电子技术课程有一个感性
的认识,更好地掌握电力电子技术的基本内容,并进一步提高应用设计的能力;在完成前后
端的开发之后,通过 VB 和 MATLAB 的接口编程实现两个环境之间的动态数据交换,保证
整个软件实验系统的正常运行。本软件实验系统包括整流、斩波、逆变等四大类电力电子电
路的八个实验项目,能基本满足本科阶段对电力电子技术实验的要求。
启动该软件实验系统之后首先进入到主窗体中,在主窗体中必须先点击登录按钮进入到
实验登录窗体,输入学生的学号、姓名、专业等信息。登陆成功后才允许在实验项目选择菜
单选择实验项目从而进入实验指导窗体。在实验指导窗体中依次点击“实验目的”、“实验原
理”、“实验内容和步骤”、“实验报告要求”按钮可进入相应窗体进行浏览和操作。在实验内
容和步骤窗体中点击“运行”按钮可以进入实验运行窗体,实验运行是调用 MATLAB 完成
的,所以实验运行窗体实际上是 MATLAB 的运行窗口,完成设置和改变参数、观测实验波
形等实验的主要任务。在实验报告要求窗体中点击“生成实验报告