導(dǎo)語：VC與Matlab技術(shù)軟件研發(fā)發(fā)展一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

“電力電子技術(shù)”是電氣及其相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。其教學(xué)環(huán)節(jié)一般由兩部分構(gòu)成:理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)。理論教學(xué),其過程常借助大量的波形分析講解不同形式電能之間的轉(zhuǎn)換過程;實(shí)驗(yàn)教學(xué)是提高學(xué)生對理論知識認(rèn)識的重要的輔助教學(xué)環(huán)節(jié)。目前本校的實(shí)驗(yàn)室資源短缺,設(shè)備較陳舊,所以利用虛擬實(shí)驗(yàn)平臺對電力電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行仿真,可以彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不足,且虛擬實(shí)驗(yàn)平臺還可以用于理論教學(xué)中,增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣[1]。目前各高校都在對電力電子技術(shù)課程仿真實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行研究與開發(fā)。文獻(xiàn)2是應(yīng)用Matlab仿真軟件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)平臺開發(fā),但是所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)平臺不能脫離Matlab的運(yùn)行環(huán)境。文獻(xiàn)3應(yīng)用Pspice電路仿真軟件,該軟件對元件的描述采用了物理模型,雖然比較準(zhǔn)確,但是仿真運(yùn)算工作量很大,仿真速度較慢,且不易學(xué)。文獻(xiàn)4應(yīng)用Saber仿真軟件,但是需要學(xué)生熟練掌握Saber仿真技術(shù)。為了解決上述仿真平臺中的問題,本文采用vc與matlab混合編程的方法開發(fā)仿真實(shí)驗(yàn)平臺,可脫離Matlab環(huán)境而單獨(dú)運(yùn)行,并具有操作簡單、方便、占用內(nèi)存空間小等特點(diǎn)。

1實(shí)驗(yàn)平臺開發(fā)環(huán)境設(shè)置

利用Matlab環(huán)境下的Matlab編譯器,將MAT-LAB的程序文件“*.m”編譯為動態(tài)鏈接庫“*.dll”。具體分三步完成。

(1)設(shè)置Matlab編譯器的環(huán)境配置:

①由于Matlab的編譯器只能對M文件的函數(shù)形式進(jìn)行編譯,所以如果原來的程序是腳本程序應(yīng)改寫成函數(shù)形式[5];②鍵入命令選擇VC6.0作為編譯工具;③由于M文件中使用了圖形相關(guān)函數(shù),因此采用如下命令編譯:mcc-p-Bsglcppfilename.m;④對m文件進(jìn)行編譯。

(2)設(shè)置VC中的環(huán)境配置:

①用VC建立相應(yīng)類型的工程,把由Matlab編譯得到的文件拷貝到工程所在目錄中。②選擇菜單Tools-Options-在屬性頁中選擇Directories-下拉框中選擇IncludeFiles,在其最后加入[6]:%MATLAB6.5%EXTERNINCLUDECPP%MATLAB6.5%EXTERNINCLUDE再在下拉框中選擇“LibraryFiles”,其中“%MATLAB6.5%”為Matlab的安裝路徑。③選擇菜單“Project-Settings-”屬性頁“Link-”下拉列表中選擇“Input”,在目標(biāo)/庫模型的文本框中加入“l(fā)ibmmfile.liblibmatlb.liblibmx.liblib-ma.tliblibmatpm.libsg.lliblibmwsglm.liblibmwser-vices.lib”。④選擇C/C++屬性頁,在下拉列表中選擇“Preprocessor”,在“Preprocessordefinitions”中加入“MSVC,IBMPC,MSWIND”。再在下拉框中選擇“PrecompliedHeaders”,選中“Automaticuseofpre-compiledheaders”,在其中填入“stdafx.h”。⑤選擇菜單“Project-AddToProject-Files”把所有拷貝過來的cpp文件添加到當(dāng)前工程中。

(3)設(shè)置的M文件運(yùn)行所需配置:對于編譯且添加好的M文件,需要在MFC程序?qū)υ捒蝾惖腛nInitDialog()函數(shù)中添加用來啟動和關(guān)閉對M文件的調(diào)用[7]。這樣,對MFC程序進(jìn)行編譯后就可以調(diào)用相應(yīng)的M文件了。

2實(shí)驗(yàn)平臺

實(shí)驗(yàn)平臺由主界面、各實(shí)驗(yàn)界面兩大部分完成,所圖1所示。圖1實(shí)驗(yàn)平臺結(jié)構(gòu)圖

3實(shí)驗(yàn)實(shí)例

以“三相橋式全控整流電路”實(shí)驗(yàn)為例來說明仿真實(shí)驗(yàn)的方法、過程及其系統(tǒng)特點(diǎn)。

3.1電路的數(shù)學(xué)模型

在各種電力電子路中的電力電子器件都可看作理想開關(guān),其在開通時(shí)相當(dāng)于導(dǎo)線可用電路理論分析和建立電路的方程。從而通過軟件編程實(shí)現(xiàn)對生成的電路的表矩陣方程進(jìn)行求解,從而得到各支路的電流和電壓信息[7-9]。

3.2軟件平臺運(yùn)行

用戶選擇“三相橋式全控整流電路”進(jìn)入實(shí)驗(yàn),選擇相應(yīng)選項(xiàng)可看到如圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路模型[10]。

圖2實(shí)驗(yàn)電路模型

在熟悉實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)電路電路后,就可以開始實(shí)驗(yàn)操作了。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容窗口如圖3所示。該仿真實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是根據(jù)圖2所示的實(shí)驗(yàn)電路模型及要求的設(shè)計(jì),具體操作和內(nèi)容基本與實(shí)物實(shí)驗(yàn)一致。在根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路模型進(jìn)行連線的過程中,若連線錯(cuò)誤則不能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的下一步。

圖3電路連接界面圖

在連線正確后,學(xué)生可對主電路參數(shù)和觸發(fā)控制電路的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定,如被測量參數(shù)、觸發(fā)角度等,相應(yīng)的波形則可在右側(cè)窗口顯示出來,如圖4所示。待所有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果自動寫到實(shí)驗(yàn)記錄表中去以后并保存輸出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。該實(shí)驗(yàn)可作為學(xué)生實(shí)物實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí),將促進(jìn)理論知識的深入理解和掌握并找出理論和實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系與區(qū)別。

圖4晶閘管兩端電壓仿真結(jié)果圖

4結(jié)束語

在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行各個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路的參數(shù)和所得數(shù)據(jù)與在實(shí)驗(yàn)臺測得數(shù)據(jù)比較基本一致。通過在本校07電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)生中對開發(fā)的實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行測試,結(jié)果為其波形分析能力大大提高。其次,通過學(xué)生課下在實(shí)驗(yàn)平臺進(jìn)行實(shí)驗(yàn)練縮短了在實(shí)驗(yàn)臺實(shí)際操作的時(shí)間,提高了實(shí)驗(yàn)設(shè)備的利用率,緩解實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的壓力。