電力系統(tǒng)仿真作業(yè)

《電力系統(tǒng)仿真技術(shù)》作業(yè)1-軟件概述任課教師：李軍徽PAGEPAGE1MATLAB軟件概述姓名：吳薇學(xué)號(hào)：2011301030206班級(jí)：電技112班軟件簡(jiǎn)介20世紀(jì)70年代中期，CleveMoler和他的同事們?cè)诿绹?guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下研發(fā)了稱為L(zhǎng)INPACK和EISPACK的FORTRAN子程序庫(kù)。當(dāng)時(shí)已經(jīng)成為新墨西哥大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系系主任的Cleve，希望在他的線性代數(shù)授課課程中使用LINPACK和EISPACK軟件。但是他并不想增加學(xué)生的編程負(fù)擔(dān)，因此，設(shè)計(jì)了一組調(diào)用LINPACK和EISPACK庫(kù)程序的“通俗易用”的接口，并且命名為MATLAB。1983年，身為工程師的JohnLittle和CleveMoler、SteveBangert一起用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了第二代MATLAB專業(yè)版，84年，CleveMoler和JohnLittle成立了MathWorks公司，發(fā)行了MATLAB1.0(基于DOS的版本)，正式把MATLAB推向市場(chǎng)。MATLAB的第一個(gè)商業(yè)化版本是同年推出的基于DOS的MATLAB3.0，該版本已經(jīng)具有數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)圖示化的功能。通過(guò)不斷的改進(jìn)，MATLAB逐步發(fā)展成為一個(gè)集數(shù)值處理、圖形處理、圖像處理、符號(hào)計(jì)算、文字處理、數(shù)學(xué)建模、實(shí)時(shí)控制、動(dòng)態(tài)仿真、信號(hào)處理為一體的數(shù)學(xué)應(yīng)用軟件。2006年9月，MATLABR2006b正式發(fā)布。從這時(shí)開(kāi)始，MathWorks公司每年進(jìn)行兩次產(chǎn)品發(fā)布，時(shí)間分別在每年的3月和9月，而且每一次發(fā)布都涵蓋產(chǎn)品家族中的所有模塊，包括產(chǎn)品的新特征、bug的修訂和新產(chǎn)品模塊的發(fā)布。現(xiàn)如今因特網(wǎng)上有大量的MATLAB資源，比如MathworkS公司的主頁(yè)http://www.、MATLAB大觀園、MATLAB國(guó)內(nèi)代理公司恒潤(rùn)科技等，讀者可以從這些網(wǎng)站上獲取更多版本更新信息。軟件的主要功能和應(yīng)用領(lǐng)域在MATLAB產(chǎn)品家族中，MATLAB工具箱是整個(gè)體系的基座，它是一個(gè)語(yǔ)言編程型(M語(yǔ)言)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，提供了體系中其它工具所需要的集成環(huán)境(比如M語(yǔ)言的解釋器)。同時(shí)由于MATLAB對(duì)矩陣和線性代數(shù)的支持，使得工具箱本身也具有強(qiáng)大的數(shù)學(xué)計(jì)算能力。目前MATLAB產(chǎn)品的工具箱有四十多個(gè)，分別涵蓋了數(shù)據(jù)采集、科學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析、數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字圖像處理、金融財(cái)務(wù)分析以及生物遺傳工程等專業(yè)領(lǐng)域。2.1軟件的主要功能數(shù)值計(jì)算及符號(hào)計(jì)算功能MATLAB以矩陣作為數(shù)據(jù)操作的基本單位，這使得矩陣運(yùn)算變得非常簡(jiǎn)潔，方便，高效。MATLAB還可以提供非常豐富的數(shù)值計(jì)算函數(shù)，而且采用的都是國(guó)際通用的數(shù)值計(jì)算算法；其程序由國(guó)際一流的專家編制優(yōu)化，計(jì)算功能為MATLAB贏得了良好的口碑。繪圖功能利用MATLAB繪圖十分方便，它可以繪制各種圖像，囊括了2D和3D圖形，也可以對(duì)圖像進(jìn)行修飾控制，以增強(qiáng)圖像的表現(xiàn)效果。MATLAB提供兩個(gè)層次的繪圖操作，一種是對(duì)圖形句柄進(jìn)行的底層繪圖操作;另一種是建立在低層繪圖之上的高層繪圖，利用MATLAB的高層繪圖，用戶不需要考慮過(guò)多的細(xì)節(jié)，只要給出一個(gè)劇本參數(shù)就能會(huì)出圖像。匯編語(yǔ)言功能MATLAB具有程序結(jié)構(gòu)控制，函數(shù)調(diào)用，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，輸出輸入。面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言特征。不僅簡(jiǎn)單易學(xué)，而且操作簡(jiǎn)便，對(duì)于數(shù)值結(jié)算，程序仿真，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的人來(lái)說(shuō)MATLAB是個(gè)理想的選擇。擴(kuò)展功能MATLAB包括基本部分和各種選擇工具箱。工具箱擴(kuò)展了MATLAB的其他功能。MATLAB工具箱分為兩大類：功能類工具箱和學(xué)科類工具箱。功能類工具箱主要是用來(lái)擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能，可視建模仿真及文字處理功能，學(xué)科性工具專業(yè)性比較強(qiáng)，如控制系統(tǒng)工具箱、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱，金融工具箱等。2.2軟件的應(yīng)用領(lǐng)域由于MATLAB將數(shù)值分析、矩陣計(jì)算、科學(xué)數(shù)據(jù)可視化以及非線性動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強(qiáng)大功能集成在一個(gè)易于使用的視窗環(huán)境中，為科學(xué)研究、工程設(shè)計(jì)以及必須進(jìn)行有效數(shù)值計(jì)算的眾多科學(xué)領(lǐng)域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編輯模式，代表了當(dāng)今國(guó)際科學(xué)計(jì)算軟件的先進(jìn)水平。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連MATLAB開(kāi)發(fā)工作界面接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題會(huì)更加簡(jiǎn)捷。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C++，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用。一種語(yǔ)言之所以能如此迅速地普及，顯示出如此旺盛的生命力，是由于它有著不同于其他語(yǔ)言的特點(diǎn)。正如同F(xiàn)ORTRAN和C等高級(jí)語(yǔ)言使人們擺脫了需要直接對(duì)計(jì)算機(jī)硬件資源進(jìn)行操作一樣，被稱作為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的MATLAB，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來(lái)。MATLAB的最突出的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)潔。MATLAB用更直觀的、符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了C和FORTRAN語(yǔ)言的冗長(zhǎng)代碼，給用戶帶來(lái)的是最直觀、最簡(jiǎn)潔的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境。以下簡(jiǎn)單介紹一下MATLAB的主要特點(diǎn):①語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，庫(kù)函數(shù)極其豐富。=2\*GB3②MATLAB程序書(shū)寫形式自由，利用其豐富的庫(kù)函數(shù)避開(kāi)繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。=3\*GB3③可靠性強(qiáng)，由于庫(kù)函數(shù)都由本領(lǐng)域的專家編寫，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性。軟件的界面MATLAB軟件的使用主要界面如下圖1所示，其界面上的功能解釋如下：=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③=4\*GB3④=5\*GB3⑤=6\*GB3⑥圖1MATLAB的主要界面電力系統(tǒng)仿真時(shí)主界面主要包括下列區(qū)域：①菜單；②工具欄；③命令窗口；④電路繪圖及運(yùn)行命令窗口；⑤器件列舉及選擇窗口；⑥工作空間瀏覽器。這些子窗口使得MATLAB本身的操作更容易、方便。一般情況下，桌面的上層有3個(gè)最常用的窗口：命令窗口(CommandWindow)、歷史窗口(CommandHistory)、工作空間管理窗口(Workspace)。在主窗口的左下角增加了“開(kāi)始按鈕”。下面對(duì)這幾個(gè)窗口分別介紹：MATLAB主窗口。主窗口不能進(jìn)行任何計(jì)算任務(wù)的操作，只用來(lái)進(jìn)行一些整體的環(huán)境參數(shù)的設(shè)置，主要包括4個(gè)下拉菜單和10個(gè)按鈕控件。下面介紹以下4個(gè)菜單：[File]菜單：New:打開(kāi)一個(gè)新的空白文件編輯器。Open:打開(kāi)已有的文件。CloseCommandWindow:關(guān)掉命令窗口。ImportData:用于向工作空間導(dǎo)入數(shù)據(jù)。SaveWorkspaceAs:將工作空間的變量存儲(chǔ)在某一個(gè)文件中。SetPath:打開(kāi)搜索路徑設(shè)置對(duì)話框。Preferences:打開(kāi)環(huán)境設(shè)置對(duì)話框。[Edit]菜單：主要用于復(fù)制、粘貼等操作，與一般的windows相似，在此不作詳細(xì)介紹。主要介紹一下Find命令Find:鍵入關(guān)鍵詞，可選擇在命令窗口，在當(dāng)前路徑下，在整個(gè)MATLAB路徑下或在其路徑下的M文件中進(jìn)行搜索。[View]菜單：此菜單用來(lái)處理各個(gè)窗口和桌面平臺(tái)之間的幾何關(guān)系，以及桌面平臺(tái)的外觀。注：Profile:函數(shù)文件評(píng)估器，對(duì)函數(shù)的整體性能進(jìn)行評(píng)估，如函數(shù)文件的運(yùn)行時(shí)間，對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)只要了解就可以了。[Web]菜單：此菜單用來(lái)實(shí)現(xiàn)與MATLAB與MathWorks公司的Internet聯(lián)系。10個(gè)快捷按鈕控件：在菜單的下方，用于對(duì)命令或者文件的方便操作。命令窗口(CommandWindow)此窗口用于輸入命令并執(zhí)行命令，點(diǎn)擊該命令窗口右上角的彎箭頭符號(hào)，該窗口成為獨(dú)立的窗口。其中“》”為運(yùn)算提示符，表示MATLAB正處于準(zhǔn)備狀態(tài)，當(dāng)在提示符后輸入一段運(yùn)算式并按Enter鍵后MATLAB將給出計(jì)算結(jié)果，然后再次進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)。歷史窗口(CommandHistory)歷史窗口記錄著用戶在MATLAB命令窗口中輸入過(guò)的所有命令。歷史記錄包括：每次啟動(dòng)MATLAB的時(shí)間，以及每次開(kāi)啟MATLAB后在命令窗口中運(yùn)行的所有命令。歷史窗口的應(yīng)用功能：（1）單行或多行命令的復(fù)制和運(yùn)行，生成M文件（2）歷史命令的內(nèi)容打印。（3）使用查找對(duì)話框搜索歷史窗口中的內(nèi)容[edit]菜單->find。當(dāng)前目錄窗口(CurrentDirectory)當(dāng)前目錄窗口一般情況下該窗口不顯現(xiàn)，點(diǎn)擊窗標(biāo)"CurrentDirectory"可使該窗口在前臺(tái)顯現(xiàn)，同樣點(diǎn)擊該窗口右上角的彎箭頭符號(hào)，該窗口成為獨(dú)立的窗口。它的組件有：菜單條、當(dāng)前目錄設(shè)置區(qū)、工具條、文件詳細(xì)列