隨著社會經濟的發展，以及人們素質的普遍提高，社會對人們的要求也日益提高。但是由于種種方面的限制，諸如資金的不足，實踐活動的缺乏等種種因素，導致實際操作能力與創新能力缺乏。而虛擬實驗技術的引用能夠大大緩解以上種種因素的限制。具體到電力拖動的虛擬實驗技術當中，MATLAB等軟件的運用，成為了虛擬實驗開發與創新技術培養的全新方式。

　　1 虛擬實驗

　　1.1 概述

　　虛擬實驗是在計算機仿真基礎上發展起來的一項應用技術。利用計算機的強大功能可虛擬仿真實際的物理系統。眾多計算機仿真軟件的不斷被研發出來，并應用于科研技術設計之中，做出了極為巨大的貢獻。PISPCE和MATLAB是當今較為常見的計算機仿真軟件，其中MATLAB是虛擬實驗的主要開發軟件。

　　1.2 優勢

　　在如今大多電機課程實驗設備條件下，運用直流電機作為調速對象，僅僅只能開出直流調速系統實驗。傳統實驗雖然擁有眾多優勢，但是劣勢也顯而易見，諸如體積巨大，維護繁瑣，故障頻出，購置需要大量資金等。同時在培養方面也具有巨大局限，如容納人數的數量方面受到限制，對實驗計劃和方案制定會提出很高的要求，容錯率很低，難以滿足人才培養的需求。因此，由于傳統實驗存在的種種不足，襯托出了虛擬實驗多種優勢?；谟嬎銠C平臺上的虛擬實驗技術將以上劣勢化為優勢，對儀器和設備幾乎沒有需求，同時節省資金和空間。

　　2 具體運用

　　通過在計算機外接設備上的點擊與拖動，將虛擬的各種儀器，按實驗的目標與步驟整合成一個完整實驗系統的過程，就是虛擬實驗。而實驗條件的變動，數據的收集匯總，實驗結果的分析歸納三個方面全部完成，才意味著整個實驗的達成。本文以帶有RLC濾波器的交流電機變頻調速實驗作為實例，實驗中包括電機、電力電子、驅動控制三個方面，分析虛擬實驗的強大作用，并與傳統實驗進行比較。

　　2.1 模型的建立

　　將電壓源型逆變器、電動機主回路以及RLC濾波器通過使用MATLAB中PSB庫中的元件模型完成建立。一般出現超過功率變換電路的情況，并產生多環節控制，多信號反饋，多非線性環節的特征，說明控制電路規模較大，需要大量運用集成電路。但是，基于對電路的控制，其輸入輸出特性是我們研究所要了解的主要目標，而其內部的電壓與電流則是可有可無的旁枝末節，導致無法使用虛擬實驗來進行電路的控制。所以想要實現仿真的方式，可以通過SIMULINK數學函數進行SPWM的調制電路模型的驅動控制。而右圖即為所示。

　　2.2 模型參數的構建

　　通過鼠標對元件圖標的點擊，在出現的參數設置對話框輸入諸如電機的額定電壓、功率、頻率、轉動慣量和定轉子數據等各種必要參數。通過濾波效果進行濾波器的RLC參數的設計與運算。在接收變頻調速的恒壓頻比所產生的調制信號之后，通過SPWM調制和驅動模塊內部函數的計算，再與設計的三角載波進行比較。

　　2.3 設置仿真模型

　　設置仿真參數是在仿真模型開始之前必須完成的步驟。包括對開始與終止的時間、步長以及解電路運算方式等仿真類型和相對與絕對的誤差等方面進行設置。較快模擬速度的得出需要使用如ode23tb、ode15s這樣的剛性系統的參數運算方式。同時，MATLAB軟件參數鎖設定的虛擬時間與現實的時間并不一致，只是一種對于時間流逝的表現手段。若是縮小步長，則會造成采樣點數的增加，使得現實中的執行時間變長。

　　2.4 實驗成果觀測 　　驗證參數設計以及電路結構是否合理，是虛擬實驗的主要目標。而上述實驗能夠經過觀測器觀測電機速度的變化方式與電壓的波形，并依靠給定頻率的大小，在進行理論的分析之后，對結果的正確性進行判斷。而下面兩圖中的前者是電機轉速的變化圖，后者則是在固定的載波頻率與固定的調制頻率之下的逆變器輸出線電壓幅度頻譜。兩張圖示將諧波各次的大小、總諧波的有效值和基波有效值三個方面十分明了的展示出來。由于電機的運行效率和機器壽命受到諧波的影響，因此，為了減少電機受高次諧波損害，將RLC濾波器安裝于電機與逆變器的中間成為了有效的解決方法?？傊C波畸變率在經過RLC參數的設計與電機端電壓頻譜的觀測之后可以保持在10%之下。

　　2.5 實驗結果總結

　　由上面的實驗可以得知，作為旋轉機械的電機設備，作為是大功率電力開關的逆變器設備等傳統實驗設備，存在損耗高、構建繁瑣、危險性強、價格昂貴等種種弊端。因而既可以對已有系統展開研究又能對處于構想中的設備進行探索，虛擬實驗展現了極為顯著的優越性。比如上述實驗中，在模型庫中雖然并不存在滿足觀測要求的頻譜分析儀，但是在運用MATLAB函數展開構建之后，使不可能成為了可能。而虛擬實驗的自定義、自主性強的特點，成為了其另一個巨大的優勢。同時，虛擬實驗具有良好的通用性、與其他系統開展數據交換的便利性以及升級與擴展的成長性，使其在實驗數據的分析處理方面顯得極為高效迅速。

　　3 結束語

　　虛擬實驗的優越性，通過上文的分析與具體的實驗體現的淋漓盡致。但是，十全十美的系統終歸是不存在的，虛擬實驗盡管在各個方面上都具有顯著的優勢，然而也無法取代傳統實驗。建立極為準確的數學模型，始終是虛擬實驗仿真技術中的一個難關，各種限制會使之與實際情況產生差異，這也是傳統實驗存在的必要性體現。因此，只有現實實驗與虛擬實驗相互配合，才會使電力拖動等電子電路設計技術得以真正的進步與發展。

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