电力系统及其自动化学报

学术论文

  • 电力系统扰动后稳态频率预测直接法改进

    王晓茹;阮铮;刘克天;

    在线预测系统扰动后的稳态频率,有利于扰动后系统频率稳定性评估和紧急控制。文中提出一种新的扰动后系统稳态频率预测算法。根据直角坐标潮流二次方程及其泰勒展开式,推导了节点注入功率增量表达式,结合发电机调速器和负荷静态特性建立了稳态频率预测方程。利用扰动后瞬间系统广域量测数据,直接计算系统扰动后的稳态频率。相比已有的频率稳定分析直接法,该算法预测稳态频率的精度更高。最后,利用PSS/E仿真软件,在WSCC9节点系统上对提出的算法进行仿真试验,验证了所提出算法的正确性。计算结果为系统在扰动后的频率稳定性分析和紧急控制提供了重要依据。

    2010年04期 v.22;No.99 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 261K]
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  • 投影能量函数在天津电网在线安全分析的应用

    孙闻;房大中;房晶辉;

    介绍了投影能量函数理论在天津电网在线安全分析系统中的应用。利用投影变换,将复杂的故障后电力系统动态过程转化为相点在一维空间中的简单运动进行研究。通过研究故障后系统最小投影动能与失稳发电机组有功出力之间的关系,提出一种计算暂态稳定约束下发电极限的方法。该方法已应用于天津电网在线安全分析系统中,对有危害故障提供预防控制调整方案。在华北2007年方式计算电网上的分析结果表明了该算法的有效性。

    2010年04期 v.22;No.99 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 237K]
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  • 梯级水电站联合优化发电调度

    吴杰康;李赢;

    梯级水电站联合发电调度的优化模型的确定在整个电网经济、安全运行中起着非常重要的作用。文中提出一种新的梯级水电站群联合发电优化调度的调度准则——以单位水体发电电价最高优先发电,在此基础上建立梯级水电站群联合发电优化调度模型及其评价方法。首先建立基于四层水体的水库能的水电站发电模型,在此基础上提出单位水体发电电价的概念。建立优化调度模型时,将电力系统中的负荷变化和在电力市场机制下分时上网电价的影响因素考虑在内。该模型能较为客观地反映梯级水电站运行情况,能给系统调度员做出最佳调度决策提供一定的依据。优化仿真计算结果证明该调度准则具有可行性和适用性。

    2010年04期 v.22;No.99 11-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K]
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  • Rogowski线圈在高压变频器共模电流测量中的应用

    朱俊杰;乔鸣忠;张晓锋;沈浙;

    针对霍尔电流传感器与传统电流互感器检测共模电流存在缺陷情况,提出一种新型的基于Rogowski线圈测量共模电流的方法。以五相H桥型三电平逆变系统共模通路为例,仿真得到共模电流属于高频脉冲电流。建立Rogowski线圈传感头等效回路模型,理论上验证了测量方法的可行性。对电机端单线圈、滤波器端双线圈、滤波器端单线圈三种共模电流测量方案进行比较分析,仿真和实验结果证明了滤波器端单线圈方案的可行性和正确性。

    2010年04期 v.22;No.99 19-23+29页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K]
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  • SVC位置和容量的灵敏度和概率分析

    李生虎;周晶;

    可控并补装置位置和容量的合理选择,有助于提高电网运行安全性和经济性。确定运行方式下节点电压对并联电纳的灵敏度指标,反映了有效并补位置,但非必要补偿位置。文中提出采用灵敏度和概率潮流算法,综合确定实际需要并补位置。根据随机故障后并联电纳的概率分布,确定固定和可控补偿容量比例。研究结果表明:根据并补电纳的区间概率分布,可确定可控并补容量及其满足电压控制目标的概率;补偿容量不仅受电网故障方式,也与并补装置电压设定值有关。

    2010年04期 v.22;No.99 24-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • 用于风力发电的矩阵变换器仿真与实验分析

    吴捷;张先亮;叶远茂;冯晓峰;

    为了使无刷双馈风力发电系统实现变速恒频风力发电,关键在于寻求一种输入输出特性好、电力谐波低、能量可以双向流动"绿色"变换器。应用Matlab/Simulink建立了矩阵变换器系统直接传递函数调制策略的仿真模型,并采用TMS320LF2407数字信号处理器和MAX7000系列的EPM7128复杂可编程逻辑器件设计了矩阵变换器实验系统进行实验,仿真和实验验证了矩阵变换器设计的可行性和正确性,为矩阵变换器应用于无刷双馈风力发电系统奠定实验基础。

    2010年04期 v.22;No.99 30-35页 [查看摘要][在线阅读][下载 669K]
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  • 中性点不接地系统单相接地故障的定位方法

    张利;夏楠;姜彤;

    该文以不接地系统发生单相接地故障后的零序网络特征为基础,考虑到零序电流采集时受到的来自负荷电流的影响,提出一种新的基于零序电流相量的故障定位方法。文中定量地分析了架空线路中由电流互感器误差引起的负荷电流零序分量在二次侧输出不为零从而产生的零序不平衡电流,并推导出其数学表达式,应用在定位判据的提出和判据可信度的分析中。最后通过仿真算例,模拟出实际线路零序电流采集时受到的来自不平衡电流的影响,给出了基于零序电流相量故障定位方法在实验环境下的应用。

    2010年04期 v.22;No.99 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K]
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  • 自适应粒子群优化灰色模型的负荷预测

    尹新;周野;何怡刚;陈建;

    针对传统灰色预测模型GM(1,1)在预测增长较快的电力负荷时预测效果变差这一局限性,引入了比标准粒子群优化算法效率更高的自适应粒子群优化算法,并与GM(1,1)模型相结合,利用自适应粒子群算法求解GM(1,1)模型中的参数a和u,提出一种自适应粒子群优化灰色模型。通过对四个地区的用电量进行实例仿真,证明该模型具有较广的适用范围和较高的预测精度。

    2010年04期 v.22;No.99 41-44页 [查看摘要][在线阅读][下载 165K]
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  • 发变电站接地网优化设计

    杨晓雄;彭敏放;苗文华;刘振强;

    为了均匀接地网地表面电位分布,提高地网运行安全水平,文中研究了地网导体按指数规律优化布置的方法,在双层土壤结构模型的基础上,建立最大接触电压值达到最小的目标函数,采用改进的遗传算法求解。遗传算法初始种群采用二进制编码,利用自适应算法计算交叉变异概率,最后寻优地网横向和纵向最佳压缩比,从而得到地网的最佳优化设计方案。仿真计算结果表明:与传统的等间距布置方法相比具有明显的均压效果,可显著降低最大接触电压,提高了地网运行的安全水平。

    2010年04期 v.22;No.99 45-48+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 289K]
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  • 新型直流输电系统中感应滤波技术的影响

    吴素平;尚荣艳;罗隆福;

    新型直流输电系统中感应滤波技术解决了传统直流输电系统只能在网侧滤波的问题,势必对直流输电系统产生重大影响,为此进行了详细研究。简要介绍了直流输电系统换流站的接线方案及感应滤波技术的机理。并在此基础上理论分析得到,新型直流输电系统相对于传统直流输电系统,进入换流变压器网侧绕组的谐波大大减小,换流变压器的振动速度大幅下降,换相角大幅减小。最后,实验验证了理论分析的正确性,表明新型系统具有全面取代传统系统的可能性。

    2010年04期 v.22;No.99 49-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 513K]
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  • 配电变压器在线监测系统终端设计

    王科;张占龙;马翠莲;邓军;黄文;

    针对目前配电变压器数量众多、分散性大、配变运行状态管理困难的特点和配变监测装置对数据传输的可靠性和实时性要求,研制一种配电变压器在线监测装置,利用高精度的数据采集模块,高性能的微处理器和西门子全球移动通讯系统(GSM)模块,实现配电变压器的运行参数远程查询、显示历史曲线以及报警等多种功能。文中介绍了监测系统终端的硬件实现方法、软件设计思想和实际应用情况。运行结果表明:该监测终端功能齐全,性能稳定,安装方便,完全可以满足配变系统自动化的需求。

    2010年04期 v.22;No.99 56-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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  • 神经网络结合信息融合的模拟电路故障诊断

    谢涛;李焕庆;李珩;何怡刚;姚建刚;

    为提高模拟电路故障诊断识别的准确率,将信息融合技术结合神经网络运用于模拟电路故障诊断,取模拟电路的输出电压和电源电流为信息源,以神经网络为信息融合中心,用以增强电路的诊断能力。诊断实例表明采用信息融合技术进行电路故障诊断比单独采用电压值为故障特征向量进行诊断的准确率要高。为模拟电路故障诊断提供了一种新的有效方法。

    2010年04期 v.22;No.99 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 单机等面积法电力系统暂态稳定分析

    吴政球;匡文凯;杨洪波;

    根据单机等面积定则原理SGEAC(single generator equal area cirterion)对基于动态单等值机群的稳定裕度与基于动态二等值机群相对运动的稳定裕度进行了比较研究,发现两者完全一致。利用物理系统多变量函数的高阶导数,得到了单一等值机群与单一机组功角曲线的理论表达方式,由时域仿真与曲线拟合得到单一机群或单一机组的功角曲线,最终得到系统的能量型稳定裕度。实例验证了所提方法的有效性。

    2010年04期 v.22;No.99 64-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 10kV电网电磁合环操作安全性评估方法

    付轲;蔡泽祥;邱建;邹俊雄;

    电磁合环操作可以提高系统供电可靠性,但其操作的安全性一直都没有进行系统的分析,无法预测合环操作风险会有多大。为评估合环操作的安全性,对合环方式进行了分析,建立了合环稳态电流计算模型,提出两种电磁合环操作安全性评估方法,并用该两种方法对广州电网电磁合环操作进行了评估,评估结果表明广州电网电磁合环操作整体安全性水平较高,并将评估结论用于指导合环操作,对电磁合环操作的总体安全性有了深刻的认识。

    2010年04期 v.22;No.99 71-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 351K]
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  • 售电均价的市场细分预测算法

    王桓;何怡刚;陈少江;邓汉钧;

    售电均价是电力营销的重要参数,通过直接求电价加权和以预报售电均价,工作量极大,预测精度也不高。通过引入各细分市场电费比例作为中间量,售电均价预报问题被转化为各细分市场的电费比例预测和售电均价估算。对电费比例预测,采用改进多步混沌加权一阶局域法,对各细分市场售电均价,根据其电价体系进行估算。算法所需数据和计算量大大减少,且在湖南省电力市场均价预测算例中,取得了满意的预测效果。

    2010年04期 v.22;No.99 77-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K]
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  • 运用BP神经网络的电力负荷混沌多步预测

    马轶东;何怡刚;王桓;

    针对电力负荷预测中对参考临域的选取不精确以及传统神经网络外延能力弱的特点,文中提出一种运用改进BP神经网络来进行电力负荷混沌多步预测的方法,在重构负荷数据相空间的基础上利用夹角余弦取代欧氏距离寻找参考临域,找出训练样本并用改进的BP神经网络来进行负荷的多步预测。通过对南方某城市的负荷数据进行实例分析,利用Matlab软件进行仿真,取得较为理想的预测效果。算例分析结果证明了此方法在电力负荷预测中的可行性。

    2010年04期 v.22;No.99 81-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 配网接线方式对供电可靠性影响分析

    蔡泽祥;周全;

    不同配网接线方式对供电可靠性影响不同,它们在环网率和原件故障率上影响可靠性。为此,介绍了可靠性分析的一种解析方法:网络等值法,并给出相关等效公式。在Billinton基础参数源的基础上,结合广东某地区的设备运行参数计算出适合当地情况的一套基础参数,在此参数基础上定量分析该地区的单辐射、单联络和分段两联络三种典型接线方式对可靠性的影响。分析结果表明,环网率越高,供电可靠性也相对较高,但环网率过高,供电可靠性也因开关设备数量增加而受影响。

    2010年04期 v.22;No.99 85-88+106页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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  • 电力市场高峰时段可中断负荷优化购买模型

    于娜;芙蓉薇;

    可中断负荷是需求侧参与初期电力市场运行的主要方式。文中探讨了电力市场初期实施可中断负荷管理的市场运作方法,提出一种与高峰有功调度相结合的购买可中断负荷的优化模型,模型以网损最小为目标,不仅考虑可中断负荷自身特性对购买方案的影响,还考虑了不同地理位置的负荷中断对网损的影响,模型采用排队法求解。通过IEEE30节点算例表明,所建模型能够适应电力市场初期可中断负荷参与电网高峰调度的需要。

    2010年04期 v.22;No.99 89-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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  • 电压稳定裕度对线路功率灵敏度求解的新方法

    骆君;吴政球;连欣乐;曾兴嘉;冷贵峰;

    在利用泰勒级数求得电压崩溃点处状态变量和负荷裕度对支路连接参数的1~3阶灵敏度的基础上,提出一种基于支路视在功率灵敏度快速计算线路故障下静态电压稳定临界点的可靠方法。该方法将单条线路视在功率参数化,通过求解原系统的静态电压稳定临界点对线路视在功率参数的1至3阶导数,用泰勒级数法进行逼近,从而快速精确的求解出线路故障情况下电压稳定临界点。求取不同故障各阶导数时,系数矩阵均是同一个矩阵,无需反复形成与分解。该方法能快速地对线路故障按严重程度进行排序,并精确得出故障后电压稳定裕度。该方法的快速与精确通过在IEEE 30及118母线系统上的算例得以验证。

    2010年04期 v.22;No.99 94-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 逆变电路电压总谐波畸变率的仿真分析

    周勇;范其丽;刘继承;林烽;

    采用正弦脉宽调制(SPWM)的逆变电路的输出电压为一系列等幅不等宽的矩形脉冲,并非理想的正弦波。为了分析这种逆变电路的谐波特性,推导了SPWM波形的傅里叶级数展开式,并利用MATLAB软件对正弦脉宽调制逆变电路输出电压的波形进行了仿真分析,观察改变调制度和载波比对于输出电压总谐波畸变率的影响。仿真结果表明,保持载波比不变时,电压总谐波畸变率与调制度成反比;而在保持调制度不变时,改变载波比,电压总谐波畸变率基本上保持不变。

    2010年04期 v.22;No.99 100-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 201K]
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  • 有源滤波器在改善电能质量中的应用

    张颖;

    针对目前电力系统存在的电能质量问题,为大功率电力电子器件的普遍应用造成的谐波污染问题和负载无功功率需求过大引起的电压波动问题,文中使用可同时对系统谐波和无功需求进行补偿的有源滤波器(APF)进行电能质量的改善,其谐波检测基于瞬时无功功率理论的Ip-Iq电流法,结构使用具有投切灵活、保护装置简单的并联型APF,并采用滞环电流控制。通过MATLAB/SIMULINK仿真证明了APF对系统电能质量改善的有效性。

    2010年04期 v.22;No.99 103-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 发电机组励磁与汽门协调控制器的设计

    杨伟;赵虎;刘俊;

    发电机组的励磁与汽门协调控制能够快速有效地促进电力系统的稳定。文中设计了一种基于模糊神经网络的发电机组励磁与汽门协调控制器,该控制器将人工神经网络和模糊控制理论有机结合在一起,应用多层前馈BP网络和模糊推理控制模型,通过网络的自学习,修正网络的权值从而实现模糊神经网络的自学习控制。通过对单机无穷大系统进行仿真实验,结果表明,基于模糊神经网络的发电机组励磁与汽门协调控制器具有较好的静态性能和动态特性,系统在不同的故障情况下具备较强的鲁棒性。

    2010年04期 v.22;No.99 107-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 768K]
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  • 考虑时空参量和正反向推理的电网故障诊断

    刘思华;陈青;黄德斌;高体攀;

    继电保护和故障信息系统实现了继电保护运行、管理和电网故障处理的网络信息化、智能化,文中提出一种基于时空二维参量和正反向推理的电网故障诊断方法。通过访问故障信息系统得到电网拓扑结构和元件保护配置,通过故障信息和继电保护动作规则搜索可疑故障元件,形成可疑元件库;提出了故障元件诊断的方法,归纳了故障判定的原则并提出了保护与故障元件之间关联度的概念。实验表明该方法快速准确,适用于实际的电网故障信息系统,适应电网拓扑结构和保护配置的变化,适合实时在线故障诊断。

    2010年04期 v.22;No.99 113-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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  • 边界层理论在输电导线舞动中的运用

    崔奇明;张建国;

    为解决输电导线舞动的理论问题,运用边界层理论建立二维曲面流动及轴对称流动在边界层坐标系中的连续方程和动量方程式。通过对输电导线截面形变及非形变情况下其边界流动层特性的分析,从理论上说明圆型截面及非圆型截面(覆冰)导线绕流时边界流动层相关参量的数学关系,结合流速分布形变因子、边界层厚度等参数给出了其边界流动层相关参量的数值解。其计算结果和实验比较,两者基本吻合,对导线舞动的分析和实际导线舞动的预防有较高参考价值。

    2010年04期 v.22;No.99 118-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 641K]
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  • 电力市场环境下备用容量的社会效益分析

    梁文举;罗滇生;李军;李辉;彭信淞;

    从经济角度出发,以系统备用容量最佳社会效益为目的,通过对系统可靠性和经济性之间的比较,建立不同可靠性水平下的协调优化模型。应用Mento-Carlo随机模拟法确定不同概率条件下备用不足期望值,根据负荷重要性分级求出负荷中断代价。分析了系统的备用容量费用与备用不足期望值的损失费用之间的关系,通过以全局控制代价最小化算法计算出最低总费用,最终确定在该条件下系统保留的备用容量为最优分配和调度。算例结果明确了供电可靠性和总费用之间的关系,表明了该方法的有效可行性。

    2010年04期 v.22;No.99 127-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 277K]
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  • 三相变压器后备阻抗保护性能仿真

    贺元康;鲜杏;康巧平;吴凡;郑州;

    变压器复压过流保护灵敏度不足时,常采用阻抗保护。实际上,后备阻抗保护对变压器内、外部短路的灵敏度很低,达不到后备保护的目的。文中利用PSCAD/EMTDC仿真软件构建模型,对变压器内部绕组发生匝间短路和匝地短路以及Y/Y接线和Y/Δ接线变压器外部各侧绕组引出端的相间短路进行了仿真分析,并对仿真数据进行分析,确定出测量阻抗的轨迹和阻抗动作圆。结果表明:阻抗保护对变压器匝间、匝地短路灵敏度很低;Y侧的阻抗元件也不能正确测量Δ侧绕组引出端两相短路的阻抗。

    2010年04期 v.22;No.99 132-135+150页 [查看摘要][在线阅读][下载 359K]
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  • 基于多智能体联盟的变压器动态经济运行

    赵波;李振坤;

    该文提出了在给定时间段内变压器动态经济运行的数学模型,考虑到变压器运行方式调整次数的限制,利用多代理系统联盟形成的方法对其进行求解。将给定的时间段划分为多个时间区间,每一个时间区间由一个agent负责选择最优的运行方式,将相邻最优运行方式相同的agent组成联盟,并根据变压器运行方式调整次数的限制,使得调整效益大的联盟兼并相邻的调整效益小的联盟,以减少联盟数量,最终满足调整次数的限制条件。最后结合实际算例进行分析,验证了该方法的有效性。

    2010年04期 v.22;No.99 136-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]
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  • 中性点接地电阻器的温度场仿真与实验

    罗隆福;张俊华;贺达江;

    针对国产接地电阻器性能较差问题,通过ANSYS有限元仿真软件建立了两种形状的接地电阻器仿真模型,分析了不同截面积的接地电阻器的温度场分布情况和最大允许温升,搭建了大电流实验平台,对接地电阻器进行了热承载实验,实验结果验证了仿真结果的正确性。绘制出一种合金电阻器的最大允许通流密度与电阻截面积的关系,对接地电阻器的研制具有一定指导意义,也为接地电阻器的优化设计提供了重要依据。

    2010年04期 v.22;No.99 142-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 199K]
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  • 接地系统对附近构筑物的传导干扰分析

    饶章权;李谦;杨楚明;郑晓光;何宏明;

    故障电流通过变电站接地系统散流时会对周围构筑物接地、管道系统的传导干扰影响。结合接地系统地表电位和管道涂层耐受电压值这两个重要参数,分析了土壤结构、间隔距离变化时,变电站接地系统对周围接地系统和管道的传导干扰。结果表明,随着间隔距离的增加,传导干扰有减少的趋势。在距离不变时,土壤结构对传导干扰水平有显著影响。对长距离的管道系统,涂层耐受电压最大值还受到管道涂层电阻的影响。

    2010年04期 v.22;No.99 146-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 455K]
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  • 电气工程专业微机及网络通信实验支撑平台

    王智东;梁灼勇;王钢;

    针对当前电气类专业实验普遍存在着内容分散、平台落后等问题,在分析电气类专业实验的现状和发展趋势基础上,提出实验课程整合以及建设满足多课程需要的实验支撑平台,并开发了基于数字信号处理器的电气工程专业微机及网络通信综合实验板,实验板具有齐全的存储功能、丰富的人机界面、灵活的数据采集回路、强大的网络技术等特点,能满足电气工程专业微机、网络等基础和专业实验课程的需要,也可作为课程、毕业设计和创新性设计实验的一体化支撑平台。

    2010年04期 v.22;No.99 151-156页 [查看摘要][在线阅读][下载 436K]
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  • 自动控制原理虚拟实验平台的设计与开发

    王焕然;徐颖秦;

    利用MATLAB语言及其图形用户界面GUI(graphical user interfaces)功能和Simulink工具箱,通过设置图形窗口、调整控件、设置属性、编写M文件等,设计和开发了《自动控制原理》虚拟实验平台和仿真软件,通过创建现场菜单完成了对各实验界面的集成。该平台既能完成自动控制原理各种实验的仿真,又可以进行实际系统的分析、综合与研究开发,从而达到激发学生学习和创新激情的目的。

    2010年04期 v.22;No.99 157-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 416K]
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