电机与拖动虚拟平台开发+文献综述(2)
的功能,并且将传统仪器的功能与操作用软件来控制，计算机和编成的软件结合后产
生与传统硬件仪器相同的功能，这就是虚拟仪器系统[1]
。虚拟仪器主要体现在以下两个方面：
(1) 虚拟仪器的面板是虚拟的虚拟仪器的各种面板和面板上的各种控件是由软
件来实的。用户通过对键盘或鼠标来对控件操作, 从而完成对仪器的操作控制。
(2) 虚拟仪器的测试功能是由软件来控制硬件实现的与传统仪器相比, 虚拟仪
器的最大特点是其功能由软件定义, 可以由用户根据应用需要进行实验[2]。
1.2虚拟仪器技术在实验教学中的应用优势
(1) 通过相关的软件建立逼真的演示实验以及老师的讲解仪器演示，可以激发学
生学习虚拟仪器的兴趣，从各个方面刺激学生去学习，让学生可以更牢固地掌握基本原理[3]。
(2) 在实验室使用大量虚拟仪器设备，可以节约大量经费，随着大学的扩招，以
往的实验设备无法满足学生的需企业，而且大部分学校没有足够的经费采集和更新设
备，虚拟仪器的优势就此体现出来。
(3)学生可以在网上直接进行虚拟实验，然后进行交流，可以将试验结果反馈给
老师，老师也可以进行在线指导，使用虚拟仪器很方便。
(4)虚拟仪器的设计一般优先与实体仪器的产生，可以提高老师科研训练能力，
开发出更多更高级的实验来充实和丰富大学的教研工作[4]。
1.3本论文的内容
实验是学生加深对所学知识理解、增强动手能力的手段，但实验设备长时间使用
后容易出现故障，因此本论文使用 MATLAB 里面的虚拟仪器，组成功能模块，来完成
实验要求的任务。本篇论文具体内容如下：
(1)介绍直流电机的工作原理以及分类，着重介绍了他励直流电动机的机械特性、
他励直流电动机的空载特性、外特性和调节特性，给出了相应的仿真实验电路图，以
及结果图； (2)介绍了变压器的工作原理以及分类，着重介绍了变压器的空载特性和短路特
性，给出了相应的仿真实验电路，并通过所得的结果计算出变压器的参数；
(3)介绍了异步电机的原理以及分类，仿真了异步电机内部 ABC 三相的电磁势的
关系以及异步电机的正反转；
(4)介绍了同步电机的原理，仿真的同步电机的短路试验以及异步启动试验。
(5)用MATLAB 的GUIDE 设计实验平台的界面，并对界面上的每一个控件编写了回
调函数；
(6)用mcc 编译，让生成的GUI 界面编程exe 文件独立运行。 2 MATLAB的介绍
MATLAB 的MATLAB 被称为矩阵实验室，是美国 MathWorks 公司于20 世纪80 年代
中期推出的当今世界上最优秀的高性能数值计算软件。MATLAB 可以进行矩阵运算，
并将预算出来的数据用图像表示，以一种可视化的形式表现出来，MATLAB 还可以进
行界面的设计，赋予界面上的每一个控件以功能，MATLAB 最大的特点是可以建模，
人们可以根据自己从事的行业所需要的系统来建模，然后输入数据，通过系统运算得
出结果，进行理论分析，是每一个学术大师必备软件。它不仅可以方便学术大师搞科
研，还帮助同学们进行电工学实验，用处很广[5]
。
MATLAB 具有以下几个显著的特点[6]
。
（1）直观、简单。
MATLAB 界面简单明白，而且编写的语句要求不高，符合大部分人的习惯，语法
没有太高的严密性，相比 C++，编程要简单很多。
（2） 功能强大，种类繁多。
里面的 simulink 功能提供了很多工程上的虚拟模块，可以让人很方便地使用。
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