基于MATLAB的《电力电子技术》虚拟实验仿真平台.pdf

第!"卷#第$期大连大学学报1678!"#+68$
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基于!"#$"%的《电力电子技术》
虚拟实验仿真平台

刘艳
（大连大学信息工程学院，辽宁大连;;<<!!）!

摘!要：《电力电子技术》是一门实践性较强的专业基础课，为改善该门课的实验条件和教学效果，本文
提出了一种基于"#$%#&’()"*%)+,的虚拟实验的设计思想，开发出相应的仿真平台-该仿真软件既可
用于教师的课堂教学和实验模拟，又可作为学生自学的辅助工具-
关!键!词：电力电子技术；虚拟实验；"#$%#&’()"*%)+,
中图分类号：./011!!!文献标识码：#!!!文章编号：233405167（533/）3/0338203/

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《电力电子技术》是电气工程及其自动化专业、自动化专业和其它相关专业的主干基础课程之一-
它主要研究采用功率半导体器件进行功率变换、控制以及大功率电路开关技术及其应用，是一门实践性
很强的课程-在教学过程中常需借助大量的波形来分析各种能量转换过程-过去，主讲教师在课堂教学
活动组织过程中，常常将大量的时间花费在画图上，影响了教学进度，学生也常感到教学内容枯燥无味，
教学效果不佳-后来，有些教师在课前就将有关波形图制成幻灯片，留更多时间给学生们进行讲解，情况
有所改善，但同学们普遍感到只看静止不变的波形，对其动态响应过程不是很了解，仍感到所学内容非
常抽象-另外，目前许多普通高校中，受到经费、学时的限制，专业课实验设备很难满足教学要求，大部分
学生没有动手实践的机会，难以激发学生的学习的兴趣，这也严重影响了该门课程的教学效果-
针对上述普遍存在的问题，本文基于"#$%#&设计了一套虚拟实验仿真平台，它由操作实验、演示
实验和虚拟实验网络版三个独立部分组成，可用于《电力电子技术》课程的课堂教学演示、实验辅助教
学、也可作为学生课后自学的辅助工具-该仿真平台整体设计采用X)+G.X(风格，方便了用户使用和
操作、也易于扩展-

<=虚拟实验的总体结构设计

在《电力电子技术》课程的教学活动中，波形的测试和分析是核心，也是同学们最难于理解和掌握
的部分，本文设计如图2所示的虚拟实验环境，使得各种复杂的能量转换过程比较直观地呈现在学生面

!收稿日期：533/038027
万方数据
作者简介：：刘!艳（26K8Y），女，副教授-

书
!!"#大连大学学报第#$卷

前，以求在该门课程的教与学的效果上能有重大的突破!
操作平台和演示平台相互独立!演示平台主要用于教师
课堂演示；操作平台是教师对演示平台所示教学内容进行详
细分析的环境，也是学生亲手实践的虚拟环境，在此环境中还
可对学生进行实验课程的考核!为提高学生自主安排实验的
灵活性，用"#$%#&’()*(+,(+配置服务器，用"#$%#&
’()*(+,(+语言进行编程架构了该虚拟环境网络版雏形!

#"虚拟实验各模块功能与实现

#!!"演示实验
图!"系统结构图
演示实验是虚拟实验的主要部分之一，它包括了实验内
容的讲解、实验电路的计算机仿真、实验结果的实时显示等!利用演示实验环节，教师可以方便、快捷地
完成变流装置能量转换过程的分析!仿真电路是已达建好的，教师在上课时只需点击鼠标就可以完成实
验结果的显示!利用鼠标和键盘可以对系统的参数进行修改，能方便地观测到同一系统不同参数对输出
结果的影响!同时，实验结果的显示可以以两种方式进行!第一，用"#$%#&提供的虚拟示波器观