【摘 要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，信息化技術的不斷提高，令我們直接進入到了信息化時代。然而在信息化時代的背景下，高等教育事業(yè)的發(fā)展與計算機技術的提高，已然將建立虛擬實驗室推到了社會關注的熱點上，令其成為了時代發(fā)展的必然產(chǎn)物。因此，本文就電力電子技術虛擬實驗平臺的實現(xiàn)進行簡單的研究討論。

【關鍵詞】電力電子技術；虛擬實驗平臺；研究與實現(xiàn)

虛擬實驗室這一概念最先被提出，是在1989年，它所主要描述的是一個通過計算機網(wǎng)絡來實現(xiàn)的虛擬實驗環(huán)境，它是一個不同于信息化網(wǎng)絡的綜合集成環(huán)境，因此其可以更為有效的為用戶提供各種數(shù)據(jù)信息和人力設備等資源。

1 電力電子技術虛擬實驗平臺的總體設計

1.1 虛擬實驗室設計目標

在現(xiàn)實實驗室中，我們進行實驗教學時，需要先令學生們閱讀實驗指導書，然后按照要求選擇適當?shù)脑?，并將其按照電路的原理進行連接，之后再對各部分電路進行檢查確認，確認無誤后便可以打開電源進行實驗了。試驗中要對相關數(shù)據(jù)進行記錄，最后完成實驗報告。

通過上述流程，我們可以確定虛擬實驗平臺的基本構成要素包括：實驗幫助、實驗所需元器件、電路圖形連接、計算機仿真電路、結果顯示。根據(jù)虛擬實驗室的構成要素，我們可以基本確定虛擬實驗室的設計目標為“控制（輸入）部分”、“計算機仿真電路部分”、“實驗結果顯示（輸出部分）”。

1.2 控制（輸入）部分

對于控制部分的設計，首先需要對電路元件的相關參數(shù)進行設置，如“獨立直流電源電壓”、“獨立直流電源電流”等；然后對其進行觸發(fā)脈沖信號相關參數(shù)的設置，如“觸發(fā)脈沖信號周期”、“觸發(fā)脈沖信號占空比”等；最后是對電路的產(chǎn)生進行設置，這部分設置需要對元器件的圖片模型進行事先布置，然后通過鼠標進行電路連接，檢查無誤后點擊“確認”或“連接完成”。

1.3 計算機仿真電路部分

計算機仿真電路事實上就是通過計算機程序的自動求解，來根據(jù)相應程序建立的一個電路方程。在整個電路方程程序的設計過程中，由數(shù)據(jù)的結構來決定編程的思路，而如何進行數(shù)據(jù)結構的選擇，則完全取決于實現(xiàn)實驗平臺的軟件選擇。然而只要建立了實驗方程，那么就可以通過數(shù)值方法來進行編程的求解了。

1.4 實驗結果顯示（輸出部分）

關于實驗結果的顯示，通過有兩種形式，一種是隨著實驗的進行，直接顯示出實驗當時的實驗數(shù)值；而另外一種顯示方式，則是將整個實驗的某一段時間內(nèi)的所有相關數(shù)據(jù)計算出來，并將其存儲起來，在某些特殊情況下還需要經(jīng)過數(shù)據(jù)的二次處理，然后才能輸出相應的實驗數(shù)據(jù)結果。

1.5 平臺軟件的選擇

在進行虛擬實驗的設計時，我們需要一個“放置”虛擬實驗的平臺，因此這個平臺軟件的選擇，將對整個虛擬實驗的設計起到不可忽視的承載作用。而在平臺軟件的選擇上，我們通常將“減少開發(fā)工作的工作量”、“減少低級以及重復工作的開發(fā)”、“軟件本身的運行效率”等因素放在首位?，F(xiàn)今我們所使用的軟件，通常都是將若干軟件通過取長補短的方式組合在一起的成熟方案，如“Lab VIEW”和“MATLAB”混編、“VB”和“MATLAB”混編等。

2 電力電子技術虛擬實驗平臺的實現(xiàn)

虛擬實驗平臺的實現(xiàn)，首先采用了VB和MATLAB混編的方法進行編程，然后再通過對VB中MatrixVB的矩陣函數(shù)與繪圖函數(shù)進行調(diào)用，最終將復雜的計算與圖形描繪變?yōu)楹唵蔚木幊獭?/p>

首先在計算機上安裝MatrixVB，建立Visual Basic的新項目，添加MatrixVB庫，待系統(tǒng)對MMatrix.DLL文件加載完成后，便可以在Visual Basic中使用MatrixVB函數(shù)了。

然后將Visual Basic的數(shù)組當做矩陣來對待，生產(chǎn)矩陣，來豐富MatrixVB的功能函數(shù)，將更多處理問題的先進技術融入到VB編程中去。然后利用括號、實部rN、虛部iN等方式來對矩陣元素進行定位操作，從而精確的對相關矩陣數(shù)據(jù)進行快速定位，利用simple函數(shù)將矩陣轉(zhuǎn)化成為最簡單的形式。

最后利用軟件Psim對這種方法的可行性進行驗證，通過實驗的結果確認了這種方法在某些問題范圍內(nèi)，對含有開關器的非線性器件可以被視為理想開關，與獨立電源的電力電子形成電路時，這種方法具有有效的可行性。

3 結束語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展以及教育事業(yè)規(guī)模的不斷壯大，師資力量薄弱成為了制約教學開展的重要問題。特別是硬件資源的缺失，伴隨著信息技術以及計算機技術的發(fā)展，成為了促進電力電子技術虛擬實驗平臺出現(xiàn)的重要因素。而電力電子技術虛擬實驗平臺的實現(xiàn)，切實有效的緩解了師資資源匱乏這一難題。

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[責任編輯：劉帥]