电力电子技术虚拟实验平台的与实现

【摘 要】随着社会经济的发展,信息化技术的不断提高,令我们直接进入到了信息化时代.然而在信息化时代的背景下,高等教育事业的发展与计算机技术的提高,已然将建立虚拟实验室推到了社会关注的热点上,令其成为了时怎么发表展的必然产物.因此,本文就电力电子技术虚拟实验平台的实现进行简单的研究讨论.

【关 键 词】电力电子技术；虚拟实验平台；研究与实现

虚拟实验室这一概念最先被提出,是在1989年,它所主要描述的是一个通过计算机网络来实现的虚拟实验环境,它是一个不同于信息化网络的综合集成环境,因此其可以更为有效的为用户提供各种数据信息和人力设备等资源.

1电力电子技术虚拟实验平台的总体设计

1.1虚拟实验室设计目标

在现实实验室中,我们进行实验教学时,需要先令学生们阅读实验指导书,然后按照要求选择适当的元件,并将其按照电路的原理进行连接,之后再对各部分电路进行检查确认,确认无误后便可以打开电源进行实验了.试验中要对相关数据进行记录,最后完成实验报告.

通过上述流程,我们可以确定虚拟实验平台的基本构成要素包括：实验帮助、实验所需元器件、电路图形连接、计算机仿真电路、结果显示.根据虚拟实验室的构成要素,我们可以基本确定虚拟实验室的设计目标为“控制（输入）部分”、“计算机仿真电路部分”、“实验结果显示（输出部分）”.

1.2控制（输入）部分

对于控制部分的设计,首先需要对电路元件的相关参数进行设置,如“独立直流电源电压”、“独立直流电源电流”等；然后对其进行触发脉冲信号相关参数的设置,如“触发脉冲信号周期”、“触发脉冲信号占空比”等；最后是对电路的产生进行设置,这部分设置需要对元器件的图片模型进行事先布置,然后通过鼠标进行电路连接,检查无误后点击“确认”或“连接完成”.

1.3计算机仿真电路部分

计算机仿真电路事实上就是通过计算机程序的自动求解,来根据相应程序建立的一个电路方程.在整个电路方程程序的设计过程中,由数据的结构来决定编程的思路,而如何进行数据结构的选择,则完全取决于实现实验平台的软件选择.然而只要建立了实验方程,那么就可以通过数值方法来进行编程的求解了.

1.4实验结果显示（输出部分）

关于实验结果的显示,通过有两种形式,一种是随着实验的进行,直接显示出实验当时的实验数值；而另外一种显示方式,则是将整个实验的某一段时间内的所有相关数据计算出来,并将其存储起来,在某些特殊情况下还需要经过数据的二次处理,然后才能输出相应的实验数据结果.

1.5平台软件的选择

在进行虚拟实验的设计时,我们需要一个“放置”虚拟实验的平台,因此这个平台软件的选择,将对整个虚拟实验的设计起到不可忽视的承载作用.而在平台软件的选择上,我们通常将“减少开发工作的工作量”、“减少低级以及重复工作的开发”、“软件本身的运行效率”等因素放在首位.现今我们所使用的软件,通常都是将若干软件通过取长补短的方式组合在一起的成熟方案,如“LabVIEW”和“MATLAB”混编、“VB”和“MATLAB”混编等.

2电力电子技术虚拟实验平台的实现

虚拟实验平台的实现,首先采用了VB和MATLAB混编的方法进行编程,然后再通过对VB中MatrixVB的矩阵函数与绘图函数进行调用,最终将复杂的计算与图形描绘变为简单的编程.

首先在计算机上安装MatrixVB,建立VisualBasic的新项目,添加MatrixVB库,待系统对MMatrix.DLL文件加载完成后,便可以在VisualBasic中使用MatrixVB函数了.

然后将VisualBasic的数组当做矩阵来对待,生产矩阵,来丰富MatrixVB的功能函数,将更多处理问题的先进技术融入到VB编程中去.然后利用括号、实部rN、虚部iN等方式来对矩阵元素进行定位操作,从而精确的对相关矩阵数据进行快速定位,利用simple函数将矩阵转化成为最简单的形式.

最后利用软件Psim对这种方法的可行性进行验证,通过实验的结果确认了这种方法在某些问题范围内,对含有开关器的非线性器件可以被视为理想开关,与独立电源的电力电子形成电路时,这种方法具有有效的可行性.

3结束语

随着社会经济的发展以及教育事业规模的不断壮大,师资力量薄弱成为了制约教学开展的重要问题.特别是硬件资源的缺失,伴随着信息技术以及计算机技术的发展,成为了促进电力电子技术虚拟实验平台出现的重要因素.而电力电子技术虚拟实验平台的实现,切实有效的缓解了师资资源匮乏这一难题.

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[责任编辑：刘帅]