电力系统计算机辅助分析试验报告.doc

电力系统计算机辅助分析是电力工程领域中不可或缺的技术手段，它借助于专门的软件工具，如MATLAB，对电力系统的各种复杂问题进行建模、仿真和分析。这份试验报告旨在介绍如何使用MATLAB进行基本操作和程序构建，以及解决实际的电路问题。 MATLAB是一种强大的数值计算和数据可视化环境，其主要窗口包括命令窗口（Command Window）、历史命令窗口（Command History）、工作空间浏览器（Workspace Browser）等。熟悉这些窗口的功能对于高效使用MATLAB至关重要。例如，命令窗口用于输入和运行MATLAB命令，历史命令窗口则可以查看和重复以前的命令，工作空间浏览器显示当前工作空间中的变量和它们的值。 在实验一中，学生被要求使用MATLAB解决一个简单的RC电路问题。RC电路的端电压可以通过指数函数来描述，例如，当时间`t`从0到10时，电压`u`可以用`u=6*exp(-2*t)`表示。为了在MATLAB中绘制这个电压的波形，需要编写M文件（如ex.m），输入相应的命令，包括`plot`函数用于绘制图形，`title`、`xlabel`和`ylabel`用于添加标题和坐标轴标签，以及`grid`命令用于显示网格线。 接下来的实验部分涉及了一个更复杂的电路，包含RLC元件。学生被要求编写程序以计算和绘出电流`i_t`和电压`u_t`的波形。这里需要应用电路理论，例如，确定串联和并联段的阻抗，利用分压公式计算电压，然后根据幅值和相角写出波形的表达式。在MATLAB中，可以使用`exp`函数来表示复数形式的电压和电流，`abs`函数计算幅值，`angle`函数求取相角。同时，通过设置波形的长度（例如，四个周期）和采样频率（两点间隔）来确保图形的精确性。 电力系统计算机辅助分析的实践通常涵盖以下几个关键知识点： 1. **MATLAB基础**：学习MATLAB的基本语法，包括变量定义、函数调用、控制结构（如循环和条件语句）以及绘图命令。 2. **电路理论**：理解电阻（R）、电感（L）和电容（C）元件的性质，掌握欧姆定律、基尔霍夫定律以及复数在电路分析中的应用。 3. **信号与系统分析**：了解正弦信号的幅度、相位和频率特性，以及如何通过傅里叶变换分析非稳态信号。 4. **数值计算**：使用MATLAB进行数值求解，例如解微分方程、优化问题或矩阵运算。 5. **模拟与仿真**：构建电路模型，进行时域或频域的仿真，以预测系统行为。 6. **实验报告撰写**：正确记录实验步骤、结果和分析，包括清晰的图表和解释，以及教师的反馈和建议。 通过这样的实验训练，学生不仅能掌握MATLAB的使用，还能加深对电力系统和电路理论的理解，提高问题解决能力。在未来的工作中，这些技能将有助于他们在电力系统设计、运行和维护方面做出更加准确和高效的决策。