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第1章 电工学的MATLAB实践概述1

1.1 电能优越性、电能应用与生产发展的关系1

1.1.1 电能的广泛应用1

1.1.2 电能的优越性1

1.1.3 电能应用与生产发展的关系2

1.2 电工学的MATLAB实践2

1.2.1 先进的MATLAB系统2

1.2.2 电工学MATLAB实践的特点5

上篇 MATLAB实践基础6

第2章 MATLAB 7.5系统概述6

2.1 MATLAB 7.5安装与启动6

2.1.1 MATLAB 7.5的安装6

2.1.2 Notebook的安装9

2.1.3 MATLAB 7.5的启动9

2.1.4 Notebook的启动10

2.2 MATLAB 7.5的系统界面11

2.2.1 MATLAB 7.5系统的4个小窗口12

2.2.2 MATLAB 7.5的命令窗口（Command Window）12

2.2.3 MATLAB 7.5菜单项命令13

2.2.4 MATLAB 7.5工具栏按钮19

2.2.5 Start按钮19

2.3 MATLAB 7.5的内容及其查找20

2.3.1 MATLAB 7.5的内容20

2.3.2 MATLAB 7.5内容的查找23

2.3.3 MATLAB 7.5的模糊查询25

2.3.4 查询文件所在的路径与子目录25

2.3.5 MATLAB 7.5的Work子目录26

2.4 MATLAB的文字处理工具Notebook26

2.4.1 Notebook菜单命令简介26

2.4.2 Notebook的使用27

2.4.3 Notebook使用的几个问题28

第3章 MATLAB数值运算29

3.1 MATLAB的数值运算基础29

3.1.1 常量29

3.1.2 变量30

3.1.3 MATLAB运算符30

3.2 MATLAB的数组、矩阵运算32

3.2.1 数组、矩阵的概念33

3.2.2 数组或矩阵元素的标识33

3.2.3 数组与矩阵的输入35

3.2.4 数组、矩阵的算术运算36

3.2.5 矩阵的特有运算40

3.2.6 数组的关系运算48

3.2.7 数组的逻辑运算48

3.3 MATLAB的数组函数与矩阵函数48

3.3.1 数组函数48

3.3.2 矩阵函数49

3.4 多项式及其运算51

3.4.1 多项式运算函数51

3.4.2 多项式运算举例52

3.5 MATLAB的数学表达式及其书写53

3.5.1 MATLAB的数学表达式53

3.5.2 MATLAB数学表达式的书写54

第4章 MATLAB符号运算基础55

4.1 MATLAB符号运算概述55

4.1.1 MATLAB符号运算入门55

4.1.2 MATLAB符号运算的几个基本概念56

4.2 MATLAB符号对象的基本运算与关系运算58

4.3 MATLAB符号运算的基本函数59

4.3.1 符号变量的代换及其函数subs（）59

4.3.2 符号对象转换为数值对象的函数double（）、digits（）、vpa（）59

4.3.3 MATLAB符号表达式的化简60

4.4 MATLAB符号微积分运算62

4.4.1 MATLAB符号极限运算62

4.4.2 MATLAB符号函数微分运算63

4.4.3 MATLAB符号函数积分运算64

4.4.4 符号求和函数与Taylor（泰勒）级数展开函数65

4.5 MATLAB符号方程求解66

4.5.1 MATLAB符号代数方程求解67

4.5.2 MATLAB符号微分方程求解68

4.6 复变函数计算的MATLAB实现70

4.6.1 复数的概念70

4.6.2 MATLAB关于复变量的函数命令70

4.6.3 复数的生成与创建复矩阵71

4.6.4 复数的几何表示72

4.6.5 复数代数运算的MATLAB实现74

第5章 MATLAB程序设计76

5.1 M文件、MATLAB函数与MATLAB程序76

5.1.1 M文件76

5.1.2 MATLAB函数76

5.1.3 MATLAB命令文件或程序79

5.2 MATLAB程序设计基础80

5.2.1 MATLAB程序设计基本规则80

5.2.2 表达式、表达式语句与赋值语句81

5.2.3 程序流程控制语句81

5.2.4 程序流程控制指令87

5.3 MATLAB程序设计再举例87

第6章 MATLAB 7.5常用图形命令与符号函数图形命令90

6.1 MATLAB的常用图形命令90

6.1.1 绘图函数plot（）90

6.1.2 绘图坐标系的调整91

6.1.3 图形标注91

6.1.4 多次重叠绘制图形93

6.1.5 图形窗口在程序设计中的应用95

6.1.6 图形窗口的分割95

6.2 MATLAB的特殊坐标绘图函数95

6.2.1 对数坐标曲线95

6.2.2 极坐标曲线96

6.2.3 双y轴坐标曲线97

6.2.4 复数的图形曲线98

6.3 MATLAB离散数据与步进图形的绘图函数99

6.3.1 MATLAB绘制离散数据图形的函数命令stem（）99

6.3.2 MATLAB绘制步进图形的函数命令stairs（）99

6.4 MATLAB符号函数的图形命令100

6.4.1 符号函数的简捷绘图函数命令ezplot（）100

6.4.2 符号函数的绘图函数命令fplot（）101

6.4.3 符号函数的极坐标绘图函数命令ezpoar（）103

下篇 电工学的MATLAB实践104

第7章 MATLAB 7.5的仿真集成环境Simulink 7.0104

7.1 Simulink仿真特色与其模型窗口104

7.1.1 Simulink仿真特色104

7.1.2 进入MATLAB 7.5的Simulink 7.0105

7.1.3 Simulink 7.0的模型窗口概述106

7.2 Simulink 7.0的界面与组成109

7.2.1 Simulink 7.0功能模块组的打开与关闭110

7.2.2 Simulink 7.0功能模块的分类及其用途110

7.2.3 有关Simulink 7.0的几个问题121

7.3 用Simulink建立系统模型122

7.3.1 打开模型窗口的方法122

7.3.2 模块的查找与选择122

7.3.3 模块的复制、移动与删除123

7.3.4 模块的连接124

7.3.5 模块标题名称的修改125

7.3.6 系统结构图模型标题名称的标注与修改125

7.3.7 创建模型的取消与复原126

7.3.8 模型文件的保存与打开126

7.3.9 模型框图的打印126

7.3.10 Simulink建模注意事项126

7.4 模块内部参数的设置或修改127

7.4.1 常用15个模块内部参数的设置或修改127

7.4.2 用Simulink建立系统模型举例133

7.5 观察Simulink的仿真结果135

7.5.1 使用示波器模块观察仿真输出135

7.5.2 使用To Workspace模块将仿真输出信息返回到MATLAB命令窗口中137

7.5.3 使用Out模块将仿真输出信息返回到MATLAB命令窗口中139

第8章 常用电气系统（SimPowerSystems）实体图形化仿真模型140

8.1 电气系统（SimPowerSystems）实体图形化模型库简介140

8.1.1 电源（Electrical Sources）模块组140

8.1.2 电器元件（Elements）模块组141

8.1.3 电力电子元件（Power Electronics）模块组142

8.1.4 电机（Machines）模块组144

8.1.5 电气测量仪表（Measurements）模块组145

8.1.6 应用程序（Application Libraries）模块组147

8.1.7 其它电气（Extras）模块组147

8.2 常用电气系统（SimPowerSystems）实体图形化仿真模型148

8.2.1 基本电路元件的仿真模型148

8.2.2 典型电机与变压器的仿真模型151

8.2.3 基本电力电子器件的仿真模型157

8.2.4 电力电子变流器典型驱动装置的仿真模型166

8.2.5 典型测量元件与选路器的仿真模型171

第9章 电路基本概念与直流电路的MATLAB计算及仿真176

9.1 电路基本概念176

9.1.1 电路与电路模型176

9.1.2 电路的基本物理量176

9.1.3 电路的负载工作状态、开路与短路178

9.1.4 电压源、电流源及其等效变换179

9.2 直流电路的基本计算方法及其MATLAB仿真179

9.2.1 电阻串并联连接与星形、三角形连接的等效变换179

9.2.2 支路电流法及其MATLAB仿真180

9.2.3 叠加原理及其MATLAB仿真181

9.2.4 电压源、电流源与等效变换及其MATLAB仿真182

9.3 受控源电路的MATLAB计算183

9.4 直流电路计算MATLAB仿真再举例186

第10章 正弦交流电路的MATLAB计算及仿真191

10.1 有关正弦交流电路的基本概念191

10.1.1 周期、频率与角频率191

10.1.2 瞬时值、幅值与有效值191

10.1.3 相位、初相位、相位差与同相位192

10.1.4 交流电压源、三相电源仿真模块192

10.2 正弦量的表示法192

10.2.1 正弦量的三角函数式与正弦波形曲线表示192

10.2.2 正弦量的复数表示193

10.2.3 正弦量的相量表示193

10.3 RLC元件交流电路及其MATLAB仿真194

10.3.1 电阻、电感、电容3种电路元件及其功率、电压与电流的复数关系194

10.3.2 RLC元件交流电路及其MATLAB仿真举例197

10.3.3 复杂正弦交流电路及其MATLAB仿真举例201

10.4 交流电路频率特性的MATLAB计算及仿真203

10.4.1 滤波电路频率特性的MATLAB计算及仿真203

10.4.2 谐振电路频率特性的MATLAB计算及仿真205

10.5 提高功率因数的措施及其MATLAB计算及仿真208

第11章 三相交流电路的MATLAB计算及仿真211

11.1 三相交流电压的MATLAB仿真211

11.1.1 电源星形连接的相电压与线电压相量图、相应关系式211

11.1.2 绘制三相正弦交流电波形图与相量图示例212

11.2 星形与三角形连接负载的MATLAB仿真213

11.2.1 三相对称负载计算举例213

11.2.2 三相不对称负载计算举例214

11.2.3 从交流电源经L与C获得三相对称电压215

11.2.4 相序指示器的计算及仿真216

11.3 三相功率的MATLAB计算218

11.3.1 三相功率关系式218

11.3.2 三相功率计算举例219

11.4 对称分量法及其MATLAB计算222

11.4.1 120°与-120°旋转因子222

11.4.2 对称分量法222

11.4.3 对称分量法计算举例223

第12章 非正弦周期电流电路的MATLAB计算及仿真226

12.1 非正弦周期量的分解226

12.1.1 周期函数分解为傅里叶级数226

12.1.2 奇函数、偶函数与其它特殊函数的傅里叶级数227

12.2 频谱分析的概念228

12.2.1 离散频谱的概念228

12.2.2 连续频谱的概念235

12.3 非正弦周期量的有效值236

第13章 线性电路暂态过程时域分析的MATLAB实现238

13.1 有关线性电路过渡过程时域分析的基本概念238

13.1.1 换路定律238

13.1.2 零输入响应、零状态响应与全响应238

13.1.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法239

13.2 线性电路暂态过程时域分析的MATLAB实现239

13.2.1 一阶电路时域分析的MATLAB实现239

13.3.2 二阶电路时域分析的MATLAB实现251

第14章 线性电路暂态过程复频域分析的MATLAB实现255

14.1 Laplace变换与反变换255

14.1.1 Laplace变换与反变换的概念255

14.1.2 MATLAB的Laplace变换函数命令256

14.1.3 MATLAB的Laplace反变换函数命令256

14.2 用部分分式法求Laplace反变换256

14.2.1 利用留数将象函数表达式展成部分分式256

14.2.2 由象函数表达式求原函数257

14.3 线性电路的复频域解法259

14.3.1 用Laplace反变换求解微分方程259

14.3.2 RLC元件VCR的复频域形式262

14.3.3 基尔霍夫定律的复频域形式264

14.3.4 欧姆定律的复频域形式264

第15章 磁路和铁芯线圈电路的MATLAB计算266

15.1 磁路的基本物理量及其相互关系266

15.1.1 磁路的基本物理量266

15.1.2 磁场的基本性质267

15.2 铁磁物质及其磁性能268

15.2.1 铁磁物质的导磁性268

15.2.2 磁滞回线268

15.3 磁路基本定律与交流铁芯线圈电路270

15.3.1 磁路基本定律270

15.3.2 交流铁芯线圈电路272

15.4 磁路的应用实例273

15.4.1 变压器273

15.4.2 电磁铁275

第16章 电动机及其简单控制的MATLAB实现277

16.1 异步电动机及其简单控制的MATLAB实现277

16.1.1 异步电动机的转动277

16.1.2 异步电动机机械特性的MATLAB仿真283

16.1.3 异步电动机起动的仿真285

16.1.4 异步电动机调速的仿真289

16.1.5 异步电动机制动的仿真290

16.2 直流电机及其简单控制的MATLAB实现293

16.2.1 并励直流电动机的机械特性293

16.2.2 直流电动机机械特性的MATLAB仿真294

16.2.3 直流电动机起动的仿真296

16.2.4 直流电动机反转的仿真299

第17章 电力电子技术的MATLAB实践300

17.1 可控整流电路的MATLAB计算及仿真300

17.1.1 单相半波可控整流电路（电阻性负载）的MATLAB仿真300

17.1.2 单相桥式可控整流电路（电阻性负载）的MATLAB仿真305

17.1.3 单相全波可控整流电路的MATLAB仿真310

17.1.4 三相桥式可控整流电路（电阻性负载）的MATLAB仿真312

17.2 逆变电路与变频电路的MATLAB仿真314

17.2.1 单相桥式电压型正弦波脉宽调制（SPWM）逆变与变频电路的MATLAB仿真314

17.2.2 三相桥式电压型正弦波脉宽调制（SPWM）变频与变频电路的MATLAB仿真317

17.3 交流调压电路的MATLAB仿真321

17.3.1 单相交流调压电路的MATLAB仿真321

17.3.2 三相电机交流调压电路的MATLAB仿真323

17.4 直流斩波电路的MATLAB仿真325

第18章 电子电路的MATLAB计算及仿真328

18.1 集成运算放大电路的MATLAB计算及仿真328

18.2 门电路与组合逻辑电路的MATLAB仿真331

18.2.1 门电路的MATLAB仿真332

18.2.2 组合逻辑电路的MATLAB仿真334

附录 MATLAB基本函数336

参考文献352