摘 要

随着科学技术的发展，电机的发展也变得更加多元化、精端化，应用也更加广泛化。电机特性仿真分析系统主要是对各种类型的电机的多种特性研究，主要对磁路、变压器、直流发电机、直流电动机、三相异步电机、三相同步电机的一些特性的进行分析仿真。该设计用MATALAB来进行虚拟实验操作，MATALB是目前世界上最流行、应用最广泛的科学与工程计算软件。其将数值计算、矩阵运算，非线性动态系统的建模和仿真集成在一起，为科学研究、工程设计以及更多科学领域提供简洁，高效的编程工具。设计主要运用MATLAB中的GUI功能来实现人机交互界面操作，GUIDE开发工具或编写M文件仿真，以及通过MATLAB/Simulink仿真方法来实验分析，让仿真系统显示不同特性的曲线图。系统综述了国内外对电机研究应用的现状以及未来发展趋势，综述了研究的目的与意义。总结从应用范围性、整体系统性来分析电机特性仿真分析系统优点，为从事教学实验的人员提供助教与参考。

关键词：MATLAB/Simulink仿真、各种类型、多种特性、教学实验

Development of system for simulation analysis of motor characteristics

Abstract

With the development of science and technology, the development of electric motors has become more diversified, more refined and more widely used. Motor characteristic simulation analysis system is mainly a variety of characteristics of various types of motor research, mainly on the magnetic circuit, transformer, dc generators, dc motor, three-phase asynchronous motor, three-phase synchronous motor and analyzes some characteristics of the simulation. MATALAB is the most popular and widely used scientific and engineering software in the world. Its numerical calculation, matrix calculation, modeling and simulation of nonlinear dynamic systems integrated together, which are for scientific research, engineering design, and provides concise, more scientific and efficient programming tools. Designed of the GUI function of MATLAB are used to realize the human-computer interaction interface and GUIDE development tools and write M file simulation.It also has experimental analysis by MATLAB/Simulink simulation method, the simulation system shows different characteristics curve. This paper reviews the present situation and future trends of the application of electric motor research at home and abroad, and summarizes the purpose and significance of the research. This paper analyzes the advantages of the analysis system of motor characteristics from the application range and the overall system, which can provides the teaching assistant and reference for the people engaged in the teaching experiment.

Keywords: MATLAB/Simulink, a variety of types, a variety of features, the teaching experiment

目 录

1 引言 1

1.1课题研究的目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国内研究现状 2

1.2.2国外研究现状 4

1.3未来发展趋势 5

2 电机仿真分析前期准备 6

2.1电机特性仿真应用工具认识 6

2.1.1MATLAB GUI软件系统了解 6

2.1.2 界面设计MATLAB GUIDE 编辑器了解 7

2.2实验对象选择及各自特性说明分析 9

2.2.1磁路的选择及特性说明 9

2.2.2变压器的选择及特性说明 10

2.2.3电机的选择及特性分析 10

3 MATLAB/simulink设计仿真过程介绍 15

3.1MATLAB程序仿真实例设计过程 15

3.2 SIMULINK仿真实例设计过程介绍 19

4 底层程序设计与原理仿真图设计 26

5 系统图形用户界面整体的设计 27

5.1界面设计所需的按键介绍 27

5.2界面的设计过程 27

5.2.1草图设计布局 27

5.2.2对草图布局的分析 28

5.2.3布局界面的修饰及运行后状态图 29

5.3电机特性仿真系统检验分析 32

5.4整个界面回调函数的编写 38

6 设计回顾与总结及展望 39

致 谢 40

参考文献 41

1 引言

深层次的认识理解电机特性有助于我们更好地研究分析电机各种特性如制动特性、启动特性、调速特性等问题。本课题旨在通过软件MATLAB中GUI功能及MATLAB/Simulink仿真方法来设计出电机特性分析仿真系统^[1]。电机技术不断发展，因此也更多涉及教育界。传统式的人为授教或PPT式投影仪等终究会淘汰。为了协助教学的进步，特此研究设计出有助于教学的电机特性系统。采用新的教学方法或模式会促进教育成果更加丰富，学生学习兴趣更加浓烈。设计本着便捷性、价廉性、通用性、简易性的原则来贴近教师助教。

1.1课题研究的目的及意义

针对‘电机学’的教学的发展，已经是一个不可忽视的问题。对于电气工程学中所接触的电机实验学习已成为各中学和高校的重要课程。面对传统的教学模式，学生只能凭借教师理论的描述及课本的形式来接触认识电机学基本结构、特性。这已经不再能满足教学成果的检测要求和不能更好的全面的传授知识。另一方面，由于长期的沉浸在理论性教学模式和单调的课本中，学生的思维积极性及思维创新性将会受到很大影响。MATLAB是目前世界上较为流行、应用广泛的科学与工程计算软件。它将数值分析、矩阵运算、非线性动态系统的建模和仿真集成在一起，为众多科学领域提供简洁、高效的编程工具。通过MATLAB中的GUI功能来开发工具和编写程序，设计出电机特性分析的操作界面，可以便捷地实现菜单化和人机交互界面，有利于教学模式完善化。