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摘要：MATLAB功能强大，灵活性强，可以通过程序语言、模块搭建及工具箱等实现各种仿真计算和分析，因此在多种领域都有广泛的应用。同时对MATLAB的优点和使用领域进行了描述，整理出MATLAB在电气工程自动化研究领域中使用的分析策略，包括对MATLAB编程进行数据计算、运用已有的工具箱直接进行分析、搭建Simulink模型实现动态仿真等。随着对电脑使用的开发和应用性数学的拓展，MATLAB已被视为探索学术常用的门径之一。
关键词：MATLAB 电气工程自动化 仿真
（1）用户在窗口中直接启动程序运转，MATLAB可直观呈现出结果。这种方式相当于将MATLAB窗口命令界面当做“计算机”和“草稿纸”，执行的程序指令和最终结果均同时显示在窗口中。这种方式优点是方便快捷、可以较快实现一些简单程序功能，缺点是不能将程序作为文件保存，且不能被调用，移植性差。
（2）通过m文件编程。人为地建立一个m文档，在其中添上代码，再对其执行以体现程序的功能。这种方式将程序代码保存为一个文件，并且可以被其他程序或模型调用，调用时只需涉及到该m文件的文件名，有利于大规模程序编写，可将某一项具有独立功能的程序单独作为一个m文件，实现程序的分块编写。
潮流计算是电气工程自动化研究中最基础的计算之一。一般由潮流方程为切入点，根据这个方程推出多个非线性相关的方程，运算得到解，即为潮流计算的最终结果。而其算法实现主要是使用迭代法。在有了计算机数据处理技术之后，对于未知量较多的方程组理由一般都采用矩阵表示，利用迭代法求解，而矩阵计算和数学处理正是MATLAB所擅长的，可以通过MATLAB编程的策略，编写潮流计算的计算程序，将网络参数和边界条件作为输入参数，潮流计算结果为程序返回结果。运用MATLAB可以较容易地将计算分析结果可视化，即通过曲线和图等方式直接输出。同样，电力系统的短路参数计算也可由MATLAB编程执行而实现。
由于MATLAB编程效率高，编写代码较少，错误率低，可视化功能强，运用MATLAB编程来解决电气工程自动化中涉及到的数据处理和分析理由，具有很大的优势。
MATLAB为用户提供了大量的分析工具箱，从MATLAB 5.2 版本开始，新增了一个专门用于电力系统分析的模块（PSB），在之后的MATLAB 6.0版本中，将其命名为SPS（Sim Power Systems），它是电气工作者常用的一个现代化分析工具[2]。它分析计算的实质是将电力系统动态过程用微分方程来计算描述。MATLAB的PSB/SPS工具箱包含了各类电力系统子模块，而且还有与之相关的制约系统模块及其他设备的模块。诸如发电机、电动机、测量设备、输电线路、基本电路元件、电力电子装置等模块均可在PSB/SPS工具箱中找到，用户在搭建模型的时候只需将各个所需模块拖动到一个mdl文件内，再连接起来就可构成整体模型。
（2）其他工具箱
除了电力系统分析专用工具箱以外，还有很多通用的工具箱，也可以在电气工程自动化研究领域中得到应用，尤其是信号处理和制约方面。
电力系统综合程序PSASP是我国电力系统仿真的主流软件，它的优点是仿真所用电网规模可以很大，数据量丰富，与实际电网联系紧密，已经成为科研院所和电力工作部门的重要工具之一。当遇到既需要大规模网络结构的仿真，也需要编程进行计算分析的情况，就可通过编写程序接口结合PSASP和MATLAB二者的优势联合仿真[3]。
在MATLAB/Simulnk中，新建一个mdl空白文件并完成命名，打开SPS（Sim Power Systems）子系统，选择需要的模块，就可以搭建所需模型。包括发电机、变压处理器、电路输出线路、基本参数检测电路、设置故障短路点等。参数设置如下：
同步发电机：额定视在功率为3.2MVA，规定电压的大小为380V，频率保持在50Hz；简化同步发电机的输入机械功率设置为1；负荷1大小为1MW，负荷2大小为1MW；短路故障点为两负荷之间输电线路上；产生三相接地短路元器件：将转换状态参数设置为[1 0]模式；短路起止时间参数配置成为[0.2 0.3]状态，故障类别选择为三相短路，测量对象为短路点的电流值与电压值大小；仿真时间设置为1s；。运转仿真模型，观测各变量的响应，如图1所示。
由图1可知，0.2秒之前，系统处于稳定状态，电压电流均为稳态；0.2～0.3秒时，故障点发生三相接地短路理由，其电流突增，电压骤降，待持续0.1秒后，故障清除，故障点的电压和电流均逐渐变为原有稳态值。系统响应情况与实际情况相符合，综合使用MATLAB以及Simulink对简单电力系统建立模型模拟系统的动态变化。
四、总结
MATLAB在电气工程与自动化研究领域中有多种应用，利用MATLAB，可以从数据处理与计算分析、工具箱分析策略、Simulink建模仿真分析、编写程序接口实现与其他专业软件的互联等方面对一些电力系统理由展开研究。可选择使用编写程序的策略，或是通过搭起模型来进行相关比对测试。研究对象为电力体系时，可选取专用的工具箱对其处理，这为电气工作者带来了便利。由仿真算例可知，针对电力体系的动态变化，选取MATLAB及Simulink的全面使用对其运作调试，可操作性强、工作易上手。MATLAB是电气工程与自动化研究的重要工具。
参考文献
[1]吴久明，谢小竹，彭彬.Matlab电力系统没计与分析[M].北京：围防工业出版社.2004：34-37
[2]盛义发，洪镇南.Matlab在电力系统仿真中的 用[J].计算机仿真，2004，21f11）：17-19
[3]李媛，吕京.基于Matlab的电力系统短路故障仿真[J].应用技术，2009.06（b）：21-22
关键词：MATLAB 电气工程自动化 仿真
一、MATLAB应用及特点介绍
MATLAB软件主要用于数学算法，由美国研发而得。该软件在程序研发、数值统计比对、仿真数据处理等方面有广泛运用，具有强大的矩阵运算和数据直观可视化性能。主要包括MATLAB和Simulink两大组成部分。1、MATLAB程序
MATLAB语言组合是高级代码语言范畴，具有易读性强，便于移植等优点，与应用广泛的C++语言类型十分类似。MATLAB自带的函数可满足用户算法需求，同时也有多种工具箱，可供用户选择，并省去人为地添加代码，缩短编程周期。运用MATLAB编程的方式主要有两种：（1）用户在窗口中直接启动程序运转，MATLAB可直观呈现出结果。这种方式相当于将MATLAB窗口命令界面当做“计算机”和“草稿纸”，执行的程序指令和最终结果均同时显示在窗口中。这种方式优点是方便快捷、可以较快实现一些简单程序功能，缺点是不能将程序作为文件保存，且不能被调用，移植性差。
（2）通过m文件编程。人为地建立一个m文档，在其中添上代码，再对其执行以体现程序的功能。这种方式将程序代码保存为一个文件，并且可以被其他程序或模型调用，调用时只需涉及到该m文件的文件名，有利于大规模程序编写，可将某一项具有独立功能的程序单独作为一个m文件，实现程序的分块编写。
2、Simulink建模
在MATLAB众多使用工具中，Simulink占有主导地位，其可将实际理由转化为仿真模型，并实时运转动态结构及后期数据处理，观测并计算得出其动态变化特性。Simulink具有众多模块化的组成单元，根据性能需求，所用模型可通过配合使用不同模块而得到。二、MATLAB在电气工程自动化中的分析策略
MATLAB因其能对多种实际情形模拟处理，在电气工程自动化涉及到的研究范围中，展现出强大作用。主要分析策略包括编程实现数据处理与计算分析、工具箱分析策略、Simulink建模仿真分析、编写程序接口实现与其他专业软件的互联等方面[1]。1、编程实现数据处理与计算分析
这类策略主要应用于电气工程自动化研究中涉及到的数据处理或计算，比如潮流计算、短路计算等。潮流计算是电气工程自动化研究中最基础的计算之一。一般由潮流方程为切入点，根据这个方程推出多个非线性相关的方程，运算得到解，即为潮流计算的最终结果。而其算法实现主要是使用迭代法。在有了计算机数据处理技术之后，对于未知量较多的方程组理由一般都采用矩阵表示，利用迭代法求解，而矩阵计算和数学处理正是MATLAB所擅长的，可以通过MATLAB编程的策略，编写潮流计算的计算程序，将网络参数和边界条件作为输入参数，潮流计算结果为程序返回结果。运用MATLAB可以较容易地将计算分析结果可视化，即通过曲线和图等方式直接输出。同样，电力系统的短路参数计算也可由MATLAB编程执行而实现。
由于MATLAB编程效率高，编写代码较少，错误率低，可视化功能强，运用MATLAB编程来解决电气工程自动化中涉及到的数据处理和分析理由，具有很大的优势。
2、工具箱分析策略
（1）PSB/SPS工具箱MATLAB为用户提供了大量的分析工具箱，从MATLAB 5.2 版本开始，新增了一个专门用于电力系统分析的模块（PSB），在之后的MATLAB 6.0版本中，将其命名为SPS（Sim Power Systems），它是电气工作者常用的一个现代化分析工具[2]。它分析计算的实质是将电力系统动态过程用微分方程来计算描述。MATLAB的PSB/SPS工具箱包含了各类电力系统子模块，而且还有与之相关的制约系统模块及其他设备的模块。诸如发电机、电动机、测量设备、输电线路、基本电路元件、电力电子装置等模块均可在PSB/SPS工具箱中找到，用户在搭建模型的时候只需将各个所需模块拖动到一个mdl文件内，再连接起来就可构成整体模型。
（2）其他工具箱
除了电力系统分析专用工具箱以外，还有很多通用的工具箱，也可以在电气工程自动化研究领域中得到应用，尤其是信号处理和制约方面。
3、Simulink建模仿真分析
这类仿真分析策略主要是指PSB/SPS工具箱以外的电力系统模型理由，当存在某些特定功能需求时，仅仅依靠PSB/SPS工具箱提供的电力系统专用模块建模还不能满足建模需要，这种情况下就需要用户自定义模型，可利用的模块范围就更广泛。这种情况多用于可将实际理由转化MATLAB在电气工程自动化中的应用相关论文由www.udooo.com收集为数学模型的理由，通过传递函数或者功能模块搭建仿真模型来进行仿真分析。4、编写程序接口实现与其他专业软件的互联
不同的仿真软件都有各自不同的优势和特点，为了充分利用不同软件的优点，将其联合运转就显得十分必要了。电力系统综合程序PSASP是我国电力系统仿真的主流软件，它的优点是仿真所用电网规模可以很大，数据量丰富，与实际电网联系紧密，已经成为科研院所和电力工作部门的重要工具之一。当遇到既需要大规模网络结构的仿真，也需要编程进行计算分析的情况，就可通过编写程序接口结合PSASP和MATLAB二者的优势联合仿真[3]。
三、电力系统仿真分析算例
电力系统中，最严重也最常见的故障就是短路故障，主要有单相、相间和三根火线间短路。现以单MATLAB在电气工程自动化中的应用论文资料由论文网www.udooo.com提供,转载请保留地址.机运动体系中发生的短路故障为例，采用MATLAB探讨系统动态响应变化情况。在MATLAB/Simulnk中，新建一个mdl空白文件并完成命名，打开SPS（Sim Power Systems）子系统，选择需要的模块，就可以搭建所需模型。包括发电机、变压处理器、电路输出线路、基本参数检测电路、设置故障短路点等。参数设置如下：
同步发电机：额定视在功率为3.2MVA，规定电压的大小为380V，频率保持在50Hz；简化同步发电机的输入机械功率设置为1；负荷1大小为1MW，负荷2大小为1MW；短路故障点为两负荷之间输电线路上；产生三相接地短路元器件：将转换状态参数设置为[1 0]模式；短路起止时间参数配置成为[0.2 0.3]状态，故障类别选择为三相短路，测量对象为短路点的电流值与电压值大小；仿真时间设置为1s；。运转仿真模型，观测各变量的响应，如图1所示。
由图1可知，0.2秒之前，系统处于稳定状态，电压电流均为稳态；0.2～0.3秒时，故障点发生三相接地短路理由，其电流突增，电压骤降，待持续0.1秒后，故障清除，故障点的电压和电流均逐渐变为原有稳态值。系统响应情况与实际情况相符合，综合使用MATLAB以及Simulink对简单电力系统建立模型模拟系统的动态变化。
四、总结
MATLAB在电气工程与自动化研究领域中有多种应用，利用MATLAB，可以从数据处理与计算分析、工具箱分析策略、Simulink建模仿真分析、编写程序接口实现与其他专业软件的互联等方面对一些电力系统理由展开研究。可选择使用编写程序的策略，或是通过搭起模型来进行相关比对测试。研究对象为电力体系时，可选取专用的工具箱对其处理，这为电气工作者带来了便利。由仿真算例可知，针对电力体系的动态变化，选取MATLAB及Simulink的全面使用对其运作调试，可操作性强、工作易上手。MATLAB是电气工程与自动化研究的重要工具。
参考文献
[1]吴久明，谢小竹，彭彬.Matlab电力系统没计与分析[M].北京：围防工业出版社.2004：34-37
[2]盛义发，洪镇南.Matlab在电力系统仿真中的 用[J].计算机仿真，2004，21f11）：17-19
[3]李媛，吕京.基于Matlab的电力系统短路故障仿真[J].应用技术，2009.06（b）：21-22