為適應軍隊信息化建設和軍隊院校教育教學轉型的需要,軍隊院校的實驗教學必須不斷創新、深化改革,形成系統、完整的實驗教學創新理論,指導院校實驗教學實踐,推動實驗教學水平躍上新臺階。電機實驗的特點是機電結合、電為機用、密切聯系工程實際,涉及電路和磁路等方面的理論知識,數據分析復雜困難。采用傳統的實驗教學方法已不能滿足實驗教學現代化發展的要求,迫切需要采用新的教學方法和手段來提高教學效果。采用專業仿真軟件進行虛擬實驗教學是一個值得推薦的方法,往往可以取得事半功倍的效果。本文以直流電機實驗為例,來闡述Matlab/Simulink在實驗教學中的應用。1Matlab/Simulink概述使用計算機仿真技術進行虛擬實驗,具有不受教學時間限制、方便靈活、可以完成真實實驗不能完成的項目及有助于激發學生的創造力等優點。在眾多仿真語言和仿真軟件包中,Matlab以其模塊化的計算方法,可視化與智能化的人機交互功能,豐富的矩陣運算、圖形繪制、數據處理以及模塊化的動態系統仿真工具Simulink,成為仿真領域最受歡迎的軟件系統。Matlab是一種科學計算軟件,專門以矩陣的形式處理數據,它將高性能的數值計算和可視化集成在一起,廣泛應用于各個領域的分析、設計和仿真工作。Simulink是在Matlab環境下對動態系統進行建模、仿真和分析的一個軟件包,在該軟件環境下,用戶從模塊庫中調用標準模塊,適當連接起來構成動態系統的模型。同時Matlab也是一種優秀的仿真環境和語言,其內含的Simulink和SimPowerSysterms(電力系統仿真工具箱)已成為研究和分析電機運動控制系統的重要工具[1-2]。SimPowerSysterms工具箱以Simulink為運行環境,可以方便地進行RLC電路、電力電子電路、電機控制系統和電力系統的仿真,主要包括ElectricalSources(電源模塊庫)、Elements(電力元件模塊庫)、PowerE-lectronics(電力電子元器件模塊庫)、Machines(電機模塊庫)、Measurements(測量模塊庫)、ApplicationLibraries(應用模塊庫)、特別模塊庫(ExtraLibrary)以及Powergui(電氣系統仿真分析的圖形用戶接口)等模塊庫。Matlab已在國外電機學基礎教材中廣泛應用。然而,國內在全面普及此類軟件并將其融入電機學知識結構體系、實驗教學等方面仍存在不足[3-4]。將Matlab仿真工具融合到實驗教學中,將會產生以下幾個好處[5-7]:(1)能夠形象直觀地顯示電機起動、運動過程的特性及各種信號的波形,加深對基礎理論知識的理解,提高實驗教學的效果;(2)用Simulink仿真工具可以設計出真實實驗不能測量的一些項目,有利于提高學生的學習興趣,提高教學質量,培養學生分析問題、解決問題的能力;(3)將真實實驗的參數輸入到虛擬實驗中,比較虛擬實驗的結果與真實實驗的結果,這種虛實相結合實驗教學模式,有利于增強學生對實驗數據及實驗現象的分析能力,加強對學生綜合素質的培養。2直流電動機直接起動實驗仿真直流電動機直接起動時,起動電流很大,一般是額定電流的1020倍,由此產生巨大的沖擊轉矩,所以在實際運行時不允許直接起動。在實際教學中,如果采用實際設備進行直接起動實驗時,勢必會損壞電機。為了讓學生更好地掌握直流電機的起動特性,采用軟件仿真的方法可以讓學生形象、直觀地觀察直流電機直接起動的特性,不存在損壞實際設備的問題,而且也能達到良好的實驗教學效果[8-10]。利用Simulink對直流電機直接起動進行仿真實驗

總結

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