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matlab在电工学教学中的应用研究(附件)

2021-05-07 12:02编辑: www.jxszl.com景先生毕设

目 录
1 引言 1
1.1研究背景 1
1.2 国内外现状 2
1.3 发展趋势 2
1.4 论文设计工作 2
1.5 研问究题 3
2 MATLAB/Simulink仿真 3
2.1 Simulink仿真 4
2.2 M文件的编程模拟 7
3 MATLAB图形用户设计(GUI) 8
3.1 句柄式图形 9
3.2 图形窗口的生成与关闭 9
3.3 使用GUIDE建立GUI 9
4 MATLAB在电工教学中的应用 10
4.1 Simulink仿真在电工教学中的应用 10
4.2 M文件编程进行仿真 16
4.3 图形用户界面(GUI)在电工教学的应用 19
结 论 22
致 谢 23
参 考 文 献 24
附录 25
1 引言
1.1研究背景
电工学是一门研究工程应用电磁现象定律的科学,是非电专业学生的基础技术课程。随着近年来计算机软件技术的应用和发展,计算机软件极大地促进了电工技术的发展[1]。其中一种仿真软件MATLAB软件适用于电工学教学,并有很好的辅助教学的效果。本文介绍了该软件在教学中的应用,并结合实际教学实例,进行探论。
我们都知道,大部分高校的电工学教学强调的是理论知识与动手实践相结合,课程内容是由知识讲解和实验操作组成的[2]。电工学课程由于涉及到电路搭建和计算,有着独特的复杂性,传统的电工学教学方法对学生来说缺乏直观性和趣味性,学生通常很难掌握理论要领,如果想把所有的内容都彻底地放在课本里,课时是不允许的,而且学生很难接受,强制的知识注入是很难被掌握的,学生对学习的兴趣也会大打折扣[3]。高校教学的目的是培养有扎实功底的技术人才,注重应用实践的培训,从学生的发展角度来看,应该强调学生的动手实践能力,所以课程安排的大部分比重是实验和实习的内容。但是在学校的实验资金普遍短缺,缺乏实验设备和实验设备的情况下,大多数学生在实验期间没有机会操作实验仪器,难以真正地理解和掌握实验内容和方法, *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: *351916072
因此关于实验教学方面存在严重的不足。
传统的的课堂教学模式是教师教学,导致了学生只能被动学习。在这种教学模式下,理解能力强的学生可以在课堂上掌握老师所灌输的知识,而理解能力较差的学生却不适合这种形式的学习,也跟不上教学进度[4]。因此在传统的教学模式下,大部分学生们不仅不能有效地掌握“电工学”的基本知识,对电工学内容有系统的认识,也不利于积极活跃的课堂氛围的构建。这种纯理论性的传授方式,导致了学生学习上的吃力和兴趣上的欠缺。在大多数的高校中,教学的方式和方法和学生的实际接受情况并不匹配,高校的教育发展并不乐观[5]。如果老师不及时更新他们的教育理念,很容易导致教学效果的恶性循环,最终导致教师教学仅以完成他们自己的教学任务为目的,学生被迫以应付的态度完成考核目标。为了避免这种教学上的恶性循环,我们必须从当前学生的实际学习能力出发,立足于学生的终身发展,将以往的理论课程教学转变为创新性教学,取代教师们以教科书为中心的传统教学模式,积极探索具有专业特色的教学方式和方法,达到培养更多高素质的劳动者的目的,以促进专业技术教育的发展[6]。
1.2 国内外现状
MATLAB在科学和工程类大学中被广泛应用于工程数学,高等数学,物理,机械,信号和系统,电路,数字信号处理等课程,凭借它强大的仿真功能,已经渐渐成为了这些课程教学中进行虚拟实验有效的工具[7]。如果从通用的方面来看,它比Multisim和Pspice等软件强得多。
随着计算机技术的发展,电工教学任务的需求不断增加,MATLAB在电工教学的应用日益广泛,例如国内课堂教学中若要计算含受控源的电阻电路,往往会选择MATLAB来进行仿真,在分析一阶电路的计算与仿真、二阶电路的设计与仿真、正弦稳态电路的计算与仿真、直流电阻电路的计算与仿真等等,都可以使用Sinulink仿真,或者可视化设计工具GUI,设计图形界面进而进行模拟[8]。国外在电工教学中开始利用Simulink仿真模型,已调用设计好M文件程序及GUI界面,以方便教师在教学中的使用。
1.3 发展趋势
MATLAB在电工教学的前景更加广泛,在教学中引入,不仅解决了传统教学的弊端,弥补了实验器材的不足,更提高了教学效率和质量,增加了学生的学习兴趣[9]。在未来的应用实践中,MATLAB的设计开发功能的应用将更加完善,对电工教学将有更大的辅助作用。
目前,MATLAB软件已经广泛应用于科学和工程大学当中,从高等数学到几乎每门专业课程都有所涉及,已经成为这些课程中进行虚拟实验的有效工具。在控制、信号处理和科学计算等领域,MATLAB已被广泛应用。它可以有效地提高工作效率,改进设计方法。
1.4 论文设计工作
本课题要求将MATLAB应用于电工教学,了解并学习电工学,电路仿真等知识,同时熟练掌握MATLAB的Simulink仿真,M文件编程仿真,GUI等功能,探索能够使MATLAB与电工教学相结合的方法。通过文献调研,要求掌握一些MATLAB基本的知识和概念,并以此作为进一步应用于电工教学的切入点。
针对论文的背景和国内外发展状况等进行论述;第二章主要是对MATLAB/Simulink做了总体综合论述;第三章主要是对Simulink 部分的论述;第四章主要是对M文件编程部分的论述;第五章主要是对用户界面设计(GUI)做了综合调试的论述。第六章,分别从三个方面举例说明了MATLAB在电工教学中的应用实例。

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