成都理工大学电力系统分析实验报告

2024-08-20

成都理工大学电力系统分析实验报告（精选6篇）

篇1：成都理工大学电力系统分析实验报告

电力系统分析实验报告

学院：核技术与自动化工程学院

专业：电气工程及其自动化

姓名：

学号：

班级：

指导教师：顾民

日期：2014

年12月15日

实验一 MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例

一、仿真系统基本介绍：

MATLAB在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(Power System Block set简称PSB)来完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水电站开发的。PSB是在SIMULINK环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与SIMULINK程序之间连接作用。PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的SIMULINK程序块，通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。

1、字段base MVA是一个标量，用来设置基准容量，如100MVA。

2、字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。① bus_i用来设置母线编号(正整数)。

② type用来设置母线类型, 1为PQ节点母线, 2为PV节点母线, 3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。

③ Pd和QD用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。④ Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。⑤ base KV用来设置该母线基准电压。

⑥ VM和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。

⑦ V max和V min用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。⑧ area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。

3、字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。① bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。

② Pg和Qg用来设置接入发电机(电源)的有功功率和无功功率。

③ P max和P min用来设置接入发电机(电源)的有功功率最大、最小允许值。④ Q max和Q min用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值。⑤ VG用来设置接入发电机(电源)的工作电压。1.发电机模型 2.变压器模型 3.线路模型 4.负荷模型 5.母线模型

二、电力系统模型：

电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图

三、实验总结：

通过本次课程设计的实训,我对电力系统故障以及MATLAB软件有了更深的认识,另外对于潮流的计算也有了更加深刻的认识，对理论知识有了更深的理解。但由于在校期间学习不扎实，以及实践经验的缺乏，在实训过程中有很多地方还需要好好阅读资料以及课本.但是经过这次实训,让自己的动手能力加强了,同时对课本上的知识有了进一步的了解。更好的了解专业方向。

实验二无穷大功率供电系统模拟仿真构建

一、仿真系统基本介绍：

二、电力系统模型 :

电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图：

三、电力系统仿真模型的建立与分析：

1、电力系统仿真主要是对短路类型中的三相短路、两相短路和单相接地短路的电流、机端电压波形进行分析。利用MATLAB软件中的电力系统模块库(PSB)，建各元件参数设置如下：

(1)发电机参数设置

发电机额定容量为50MVA,额定电压为13.8KV，额定频率为60Hz，Yg连接，其它采用默认值。(2)三相变压器参数设置

额定频率为60Hz，一次侧电压13.8KV，二次侧电压220KV。其他采用默认值。(3)三相输电线参数设置

线路长100Km。(4)负荷参数设置额定容量为50MVA。(5)故障模块参数设置

短路故障是用三相故障元件来模拟的，故障时间段可通过Transition Times来设置，设置为0.01～0.05秒。其余的短路故障模型可以通过修改三相故障模块的参数设置来实现，将在以下仿真过程中进行设置：

三相故障模块

负荷LD 正常运行时发电机输出端电压波形

正常运行时发电机输出端电流波形

分析：电力系统未发生短路故障时，发电机端的电压和电流均成正弦变化，三相交流电源的三相电压和电流之间相位不同，而幅值的大小是相同的。

1、单相接地短路故障分析

将三相电路短路故障发生器中的“故障相选择”选择A 相故障,并选择故障相接地选项,故障时间为0.01～0.05秒;在万用表元件中选择A 相、B 相和C 相电流作为测量电气量, 激活仿真按钮。（此处以A相接地短路为例）A相接地短路故障点三相电流：

A相接地短路故障点三相电压：

分析：当A相发生接地短路时故障点A相电压降为零，、、非故障相即BC两相电压上升为线电压，其夹角为60°。故障切除后各相电压水平较原来升高，这是中性点电位升高导致的。

故障点各相电压：

分析: 当输电线路发生A 相接地短路时,B 相、C 相电压没有变化。在正常状态时，三相短路故障发生器处于断开状态,A相电压也不变,不为0.在0.01s 时,三相短路故障发生器闭合,此时A 相接地短路,其短路电压波形发生了剧烈的变化,电压降为0.在0.05s时,三相短路故障发生器打开,故障排除,此时故障点A 相电压迅速恢复。故障点各相电流：

分析：当输电线路发生A 相接地短路时,B 相、C 相电流没有变化,始终为0。在正常状态时，三相短路故障发生器处于断开状态,A相电流为0.在0.01s 时,三相短路故障发生器闭合,此时A 相接地短路,其短路电流波形发生了剧烈的变化,但大体上仍呈正弦规律变化.在0.05s时,三相短路故障发生器打开,故障排除,此时故障点A 相电流迅速变为0。

四、实验总结：

通过本次课程设计的实训,我对电力系统故障以及MATLAB软件有了更深的认识,另外对无穷大功率供电系统有了深刻的认识，加深了我对无穷大功率供电系统的印象和理解。但由于在校期间学习不扎实，以及实践经验的缺乏，在实训过程中有很多地方还需要好好阅读资料以及课本.但是经过这次实训,让自己的动手能力加强了,同时对课本上的知识有了进一步的了解。更好的了解专业方向。

三、同步发电机突然三相短路暂态过程的仿真方法

一、仿真系统简单介绍：

二、电力系统模型：

电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图

三、电力系统仿真模型的建立与分析：

电力系统仿真主要是对短路类型中的三相短路、两相短路和单相接地短路的电流、机端电压波形进行分析。利用MATLAB软件中的电力系统模块库(PSB)，建各元件参数设置如下：

四、实验总结：

通过本次课程设计的实训,我对电力系统故障以及MATLAB软件有了更深的认识,另外对于同步发电机突然三相短路暂态过程有了一个直观的认识，对于如果解决此类实际问题做出来了一些总结。但由于在校期间学习不扎实，以及实践经验的缺乏，在实训过程中有很多地方还需要好好阅读资料以及课本.但是经过这次实训,让自己的动手能力加强了,同时对课本上的知识有了进一步的了解。更好的了解专业方向。

实验四

中性点经消弧线圈接地系统的仿真模型及计算

一、参数设置：

1、采样频率取50 kHz。

2、故障初相角分别取90°、45°、0°三种情况进行仿真。

3、接地点过渡电阻分别取5Ω、500Ω、5kΩ三种情况进行仿真。

4、设故障点分别位于每条线路的首端、中间和末端以及母线等不同位置。

5、采用ATP-EMTP 的压控开关作为电弧的数学模型，即当接地点电压达到最大值时，开关合上，表明电弧重燃，当接地点电流过零时，电弧熄灭，如此反复拉弧，作为实际电弧闪的一种理想化模型。

6、暂态零序电流的有效值和极性分别按公式(1)和式(2)进行计算，通过编制Matlab 应用程序调用ATP仿真[6,7]得到的数据进行处理，绘出零序电压、零序电流的波形。

二中性点不接地系统仿真结果分析：

由于篇幅所限，下面仅列出线路1 末端发生金属性接地（RF =0），比较线路1、2、4 的暂态零序电流与稳态零序电流的幅值和极性得到的仿真计算结果及波形。1）故障线路的暂态零序电流大于非故障线路，且与非故障线路暂态零序电流的方向相反，如表1所示，故障电路1 的暂态零序电流为33.23，大于非故障线路4 的暂态零序电流为6.68，二者的相位比较结果为–38405，前面的负号表示二者的极性相反。2）暂态检测法灵敏度高于稳态检测法。所示，故障线路1 的暂态零序电流为33.23，远远大于其稳态零序电流7.41。3）短路瞬间故障相的相位角对暂态零序电流的幅值有很大影响，但对稳态零序电流幅值影响甚小。

中性点经消弧线圈接地系统仿

真结果分析：

下面仅列出线路4 中段发生金属性接地（RF =0 Ω），比较线路2、3、4 的暂态零序电流与稳态零序电流的幅值和极性得到的仿真计算结果及波形。消弧线圈的电感采用过补偿5%计算。

1、仿真结果：

ψ=90°时零序电压、零序电流波形图

2.、结果分析

通过总结大量的仿真计算结果及仿真得到的波形可以得出如下结论：中性点经消弧线圈接地系统，在过补偿方式下，故障线路的稳态零序电流为由过补偿产生的过剩的电感电流，其方向与非故障线路相同，所以传统的稳态检测法不再有效，而消弧线圈对故障后的暂态零序电

流的幅值和相位均无影响。其它特性与中性点不接地系统相同。

四、实验总结：

通过本次课程设计的实训,我对电力系统故障以及MALLAB软件有了更深的认识,另外也让我对于中性点经消弧线圈接地系统有了更直观的了解和认识，对于消弧线圈的作用及中性点接地的有点有了了解。但由于在校期间学习不扎实，以及实践经验的缺乏，在实训过程中有很多地方还需要好好阅读资料以及课本.但是经过这次实训,让自己的动手能力加强了,同时对课本上的知识有了进一步的了解。更好的了解专业方向。

篇2：成都理工大学电力系统分析实验报告

实验一 MATLAB 中矩阵与多项式的基本运算实验任务 1.了解 MATLAB 命令窗口和程序文件的调用。•熟悉如下 MATLAB 的基本运算：

① 矩阵的产生、数据的输入、相关元素的显示； ② 矩阵的加法、乘法、左除、右除； ③ 特殊矩阵：单位矩阵、“ 1 ”矩阵、“ 0 ”矩阵、对角阵、随机矩阵的产生和运算； ④ 多项式的运算：多项式求根、多项式之间的乘除。

基本命令训练 1、>> eye(2)ans = 1 0 0 1 >> eye(4)ans = 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 2、>> ones(2)1 1

ans =1 >> ones(4)ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 >> ones(2,2)ans = 1 1 1 1 >> ones(2,3)ans = 1 1 1 1 1 1 >> ones(4,3)ans = 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3、>> zeros(2)

0 0 0 0 >> zeros(4)ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >> zeros(2,2)ans = 0 0 0 0 >> zeros(2,3)ans = 0 0 0 0 0 0 >> zeros(3,2)ans = 0 0 0 0 00 4、随机阵 >> rand(2,3)ans = 0.2785 0.9575 0.1576 0.5469 0.9649 0.9706 >> rand(2,3)

ans = 0.9572 0.8003 0.4218 0.4854 0.1419 0.9157 5、>> diag(5)ans = 5 >> diag(5,5)ans = 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 >> diag(2,3)ans = 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6、(inv(A)为求 A 的逆矩阵)>> B=[5 3 1;2 3 8;1 1 1],inv(B)3 1

ans =

0.6250 0.2500-2.6250-0.7500-0.5000 4.7500 0.1250 0.2500-1.1250

>> A=[2 3;4 4],B=[5 3;3 8],inv(A),inv(B);AB,A/B,inv(A)*B,B*inv(A)A = 2 3 4 4 B = 5 3 3 8 ans =-1.0000 0.7500 1.0000-0.5000 ans =-2.7500 3.0000 3.5000-1.0000 ans = 0.2258 0.2903 0.6452 0.2581 ans =-2.7500 3.0000

3.5000 -1.0000 ans =-2.0000 2.2500 5.0000-1.7500 7、>> p =[1,-6,-72,-27], roots(p)p = 1-6-72-27 ans = 12.1229-5.7345-0.3884 >> p=[2,3,6],roots(p)p = 2 3 6 ans =-0.7500 + 1.5612i-0.7500-1.5612i 8、(A 为 n*n 的方阵)>> A=[0 1 0;-4 4 0;-2 1 2],poly(A),B=sym(A),poly(B)A = 0 1 0-4 4 0-2 1 2 ans =-6 12-8

B = [ 0, 1, 0] [-4, 4, 0] [-2, 1, 2]

ans = x A 3-6*x A 2+12*x-8 9,、(conv 是多项式相乘，deconv 是多项式相除)>> u=[1 2 4 6 ],v=[5 0 0-6 7],conv(u,v)u = 1 2 4 6 v =0 0-6 7

ans =10 20 24-5-10-8 42

>> v=[1 2 4 6 ],u=[5 0 0-6 7],deconv(u,v)v = 1 2 4 6 u = 5 0 0-6 7 ans = 5-10 10、（点乘是数组的运算，没有点的乘是矩阵运算）

>> a = [2 5;3 4], b =[3 1;4 7],a.*b,a*b a = 2 5 3 4 b = 3 1 4 7 ans = 6 5 12 28 ans = 26 37 25 31 >> a = [2 3];b = [4 7];a.*b = [8 21];a*b %错误 a*b“ = 29;11、（who 可以看到你用过的一些变量，来了）

>> who Your variables are: A B a ans b p u >> whos Name Size Bytes whos 是把该变量及所存储的大小等信息都显示出 Class Attributes 2x2 32 double

B 2x2 32 double a 1x2 16 double ans 1x2 16 double b 1x2 16 double p

1x3 24 double u 1x5 40 double v 1x4 32 double12、>> A=[2 5 3;6 5 4],disp(A),size(A),length(A)A = 2 5 3 6 5 4 2 5 3 6 5 4 ans = 2 3 ans = 3 实验二 MATLAB 绘图命令实验任务熟悉 MATLAB 基本绘图命令，掌握如下绘图方法：．坐标系的选择、图形的绘制；•图形注解（题目、标号、说明、分格线）的加入;3 •图形线型、符号、颜色的选取基本命令训练 1、>>t=[0:pi/360:2*pi];x=cos(t)+ cos(t*4);y=si n(t)+ sin(t*4);xlabel(”x 轴“);ylabel(”y 轴“);plot(y,x),grid;2、>> t=0:0.1:100;x=3*t;y=4*t;z=si n(2*t);plot3(x,y,z, ”g:“)

■15 i 0 5 0 05 1 1 5 2

3、>>x = linspace(-2*pi,2*pi,40);y=si n(x);stairs(x,y)4、>> t=[0:pi/360:2*pi];x=cos(t)+ cos(t*4)+ sin(t*4);y=si n(t)+ si n(t*4);plot(y,x, ”r:“);

xlabel(”x 轴“);ylabel(”y 轴“);

6、>>th=[0:pi/20:2*pi];x=exp(j*th);plot(real(x),imag(x),”r-.“);grid;text(0,0,”中心“);

5、>> th=[0:pi/1000:2*pi]”;r=cos(2*th);polar(th,r);title(“四叶草图”)270 四叶草图

7、>>x=-2:0.01:2;8、y=-2:0.01:2;9、[X,Y] = meshgrid(x,y);Z = Y.*exp(-X.A 2-Y.A 2);[C,h] = con tour(X, YZ);set(h,“ShowText”,“o n”,“TextStep”,get(h,“LevelStep”)*2)_ 1OS •I ,5 2 ■n.s o o.s 8、>>x = 0:0.2:10;y = 2*x+3;subplot(411);plot(x,y);grid;title(“y 的原函数”);subplot(412);semilogy(x,y);grid;title(“对 y 取对数”);丫的原画数 40----------1------------------------------------------1--------------------1--------------------1-----------------------------------------1--------------------1-------------------1--------

l| I p | il ■ | i| I 九 _____ 1-___ — ___ I ____ L ___ :…… ：

___ J _

_______ L ___ u i| I |l I , il _-■」 “ j I ■I __ h-_____________ I I ■ Q 」【 I 1

F I I I I II I I IT 10 1

□ 1 2 3 4 5 6 r 6 9 10 , 对 y 取对数对弋观对数 subplot(413);semilogx(x,y);10 10 id 10 1lZ 10 w 10 10 40 20 0 对好对数 •掌握循环、分支语句的编写，学会使用 look for、help 命令

grid;title(”对 x 取对数“);subplot(414);loglog(x,y);grid;title(”对 xy 均取对数“);9、>>x =-3:0.3:3;bar(x,exp(-x.*x),”g“)实验三 MATLAB 程序设计实验任务 1 •熟悉 MATLAB 程序设计的方法和思路；

程序举例 1、>> f=[1,1];i=1;while f(i)+f(i+1)<1000 f(i+2)=f(i)+f(i+1);i=i+1;end f,i f = Columns 1 through 14 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233 377 Columns 15 through 16 610 987 i = 15 2、>> m=3;n=4;for i=1:m for j=1:n a(i,j)=1/(i+j-1);end end format rat1/2 1/3 1/2 1/3 1/4 1/3 1/4 1/5(分数格式形式。用有理数逼近显示数据)>>m=5;n=4;for i=1:m for j=1:n a(i,j)=1/(i+j-1);end end format rat a a = 1 1/2 1/3 1/4 1/2 1/3 1/4 1/5 1/3 1/4 1/5 1/6 1/4 1/5 1/6 1/7 1/5 1/6 1/7 1/8 3、程序中没有 format rat 命令时，如果上次运行结果没有清除，输出的结果就是上次运行的结果！但是运用 clear 命令清楚之前的运行结果之后就会正常运行。

4、>> x=input（”请输入 x 的值:’）;if x==10 y=cos(x+1)+sqrt(x*x+1);else y=x*sqrt(x+sqrt(x));1/4 1/5 1/6

end y

请输入 x 的值 :2 y = 2391/647 x=input(“请输入 x 的值:’);if x==10 y= fprintf(” 不在定义域内，请重新输入：

“);return else y=1/(x-10);end y 请输入 x 的值 :2-1/8 5、>> p=[0 0 0 1 3 0 2 0 0 9];for i=1:length(p), if p(1)==0,p=p(2:length(p));end;end;p

p = Columns 1 through 5 3

0 Columns 6 through 7

0 9

>>p=[0 0 0 1 3 0 2 0 0 9];p(p==0)=[];p

p =3

6、>> e2(500)

ans =1 2 3 5 8 13 21 34 55 89 144 233

377 >> lookfor ffibno e2-ffibno 计算斐波那契亚数列的函数文件 >> help e2 ffibno 计算斐波那契亚数列的函数文件 n 可取任意自然数程序如下（用法：

lookfor 关键词在所有 M 文件中找 “关键词 ”，比如：

lookfor max（即寻找关键词 “ max”）

其实就和我们平时用 CTRL+F 来查找关键词”是一样的而 help 是显示 matlab 内置的帮助信息用法：

help 命令，比如 help inv，作用就是调用 inv 这个命令的帮助）

程序设计题用一个 MATLAB 语言编写一个程序：输入一个自然数，判断它是否是素数，如果是，输出“ It is one prime ”，如果不是，输出“ It is n ot o ne prime.”。要求通过调用子函数实现。

最好能具有如下功能：

①设计较好的人机对话界面，程序中含有提示

性的输入输出语句。

②能实现循环操作，由操作者输入相关命令来控制是否继续进行素数的判断。

如果操作者希望停止这种判断，则可以退出程序。

③ 如果所输入的自然数是一个合数，除了给出其不是素数的结论外，还应给出至少一种其因数分解形式。例：输入 6，因为 6 不是素数。则程序中除了有“ It is not one prime ”的结论外，还应有：“ 6=2*3 ”的说明。

function sushu while 1 x=input（” 请输入一个自然数 “）;if x<2 disp（” 既不是质数又不是合数 “）;Else if isprime(x)==1 disp（” 这是一个素数 “）;Else disp(” 这是一个合数，可以因式分解为：

“)for n=2:sqrt(x)if rem(x,n)==0 num3=x;num1=n;num2=x/n;disp([num2str(num3),”=“,num2str(num1),”x“,num2str(num2)])End End End

end y=input(” 是否继续判断？继续请按 1 ,按任意键退出：

“)； if y~=1 break end end 实验四 MATLAB 的符号计算与 SIMULINK 的使用实验任务 1.掌握 MATLAB 符号计算的特点和常用基本命令;2.掌握 SIMULINK 的使用。

程序举例 1.求矩阵对应的行列式和特征根 >> a=sym(”[a11 a12;a21 a22]“);da=det(a)ea=eig(a)da = a11*a22-a12*a21 ea = 1/2*a11+1/2*a22+1/2*(a11 A 2-2*a11*a22+a22 A 2+4*a12*a21)A(1 /2)1/2*a11+1/2*a22-1/2*(a11 A 2-2*a11*a22+a22 A 2+4*a12*a21)A(1 /2)a=sym(”[2 3;1 5]“);

da=det(a)ea=eig(a)da = 7 ea = 7/2+1/2*21A(1/2)7/2-1/2*21A(1/2)2.求方程的解(包括精确解和一定精度的解)>> r1=solve(”xA2+x-1“)rv=vpa(r1)rv4=vpa(r1,4)

rv20=vpa(r1,20)r1 = 1/2*5 八(1/2)-1/2-1/2*5 八(1/2)-1/2 rv =.6894848260-1.689484826 rv4 =.6180-1.618 rv20 =.689484820-1.68948482 3 ． a=sym(”a“);b=sym(”b“);c=sym(w=10;x=5;y=-8;z=11;A=[a,b;c,d] B=[w,x;y,z] det(A)det(B)A = [ a, b] ”c“);d=sym(”d“);%定义 4 个符号变量 %定义 4 个数值变量 %建立符号矩阵 A %建立数值矩阵 B %计算符号矩阵 A 的行列式 %计算数值矩阵 B 的行列式

[ c, d]

10-8 11 ans = a*d-b*c ans = 150 4.» syms x y;s=(-7*x A 2-8*y A 2)*(-x A 2+3*y A 2);expand(s)% 对 s 展开 collect(s,x)% 对 s 按变量 x 合并同类项（无同类项）

factor(ans)% 对 ans 分解因式

ans = 7*xA4-13*xA2*yA2-24*yA4 ans = 7*xA4-13*xA2*yA2-24*yA4 ans =(8*yA2+7*xA2)*(xA2-3*yA2)5.对方程 AX=b 求解 >> A=[34,8,4;3,34,3;3,6,8];b=[4;6;2];X=linsolve(A,b)% 调用 linsolve 函数求解 Ab % 用另一种方法求解

0.0675 0.1614

diff(f)%未指定求导变量和阶数，按缺省规则处理

0.1037 ans = 0.0675 0.1614 0.1037 6 ．对方程组求解 a11*x1+a12*x2+a13*x3=b1 a21*x1+a22*x2+a23*x3=b2 a31*x1+a32*x2+a33*x3=b3 >>syms a11 a12 a13 a21 a22 a23 a31 a32 a33 b1 b2 b3;A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33];b=[b1;b2;b3];XX=Ab %用左除运算求解(X=linsolve(A,b)%调用 linsolve 函数求的解)XX =(a12*a23*b3-a12*b2*a33+a13*a32*b2-a13*a22*b3+b1*a22*a33-b1*a32*a23)/(a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12*a 23)-(a11*a23*b3-a11*b2*a33-a21*a13*b3-a23*a31*b1+b2*a31*a13+a21*b1*a33)/(a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12* a23)(a32*a21*b1-a11*a32*b2+a11*a22*b3-a22*a31*b1-a12*a21*b3+a31*a12*b2)/(a11*a22*a33-a11*a32*a23-a12*a21*a33+a32*a21*a13-a22*a31*a13+a31*a12*a 23)7 ． syms a b t x y z;f=sqrt(1+exp(x));

%求 f 对 x 的二阶导数 %求 f 对 x 的三阶导数 %按参数方程求导公式求 y 对 x 的导数 ans = 1/2/(1+exp(x))A(1/2)*exp(x)ans =-2*si n(x)-x*cos(x)ans =-3*cos(x)+x*si n(x)ans =-b*cos(t)/a/si n(t)三、SIMULINK 的使用

f=x*cos(x);diff(f,x,2)diff(f,x,3)f1=a*cos(t);f2=b*si n(t);diff(f2)/diff(f1)

diff(f)%未指定求导变量和阶数，按缺省规则处理

仿真图: 波形图: 其中: G i(R

0.14

实验五 MATLAB 在控制系统分析中的应用实验任务 1.掌握 MATLAB 在控制系统时间响应分析中的应用;2.掌握 MATLAB 在系统根轨迹分析中的应用； 3.掌握 MATLAB 控制系统频率分析中的应用； 4.掌握 MATLAB 在控制系统稳定性分析中的应用基本命令 1.step 2.impulse 3.in itial 4.Isim 5.rlocfi nd 6.bode 7.margin 8.nyquist 9.Nichols 10.cloop 程序举例 1.求下面系统的单位阶跃响应 1.5 G(s)

t >> num=[4];den=[1 , 1 , 4];step(num , den)[y , x , t]=step(num , den);tp=spli ne(y , t , max(y))% 计算峰值时间 max(y)% 计算峰值 tp = Step Response 0.5 Time(sec)p m 1.6062 ans = 1.4441 0.18 0.16

2.求如下系统的单位阶跃响应 X i 0 1 X i 0 u X 2 6 5 X 2 1

>> a=[0,1;-6,-5];b=[0;1];c=[1,0];d=0;[y,x]=step(a,b,c,d);Plot(y)

1,0 X i X 2 3.求下面系统的单位脉冲响应: G(s)儿 >> num=[4];den=[1 , 1 ,4];impulse(nu m,de n)Time(sec)Response to Initial Conditions 4.已知二阶系统的状态方程为: e u p m A 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0-0.05

L I 1-

-厂、、/ Impulse Response

c=[1 , 0] ；

d=[0];xO=[1 ,0] ； subplot(1 , 2,1);in itial(a , b , c ,d,x0)subplot(1 , 2,2);impulse(a , b , c , d):系统传递函数为: G(s)占输入正弦信号时，观察输出信号的相位差。

>> num=[1];den=[1 ,1];t=0 : 0.01 : 10;u=s in(2*t);hold on plot(t,u, ”r“)lsim(nu m,de n,u,t)

Real Axis

6.有一二阶系统，求出周期为 4 秒的方波的输出响应 2s 2

5s 1 ~2 s 2s 3 >>num=[2 5 1];den=[1 2 3];t=(0:.1:10);period=4;u=(rem(t,period)>=period./2);% 看 rem 函数功能 lsim(nu m,de n,u,t);7.已知开环系统传递函数，绘制系统的根轨迹，并分析其稳定性

G(s)k(s 2)(s 2

4s 3)2

>>num=[1 2];den 仁 [1 4 3];den=conv(de n1,de n1);figure(1)-6 rlocus(num,den)[k,p]= rlocfi nd(nu m,de n)l L l ■ 匚一 L — C--------------------

---------

-r t r r

-10-8-6-4-2 4 6 Root Locus 0 2 2 2

0 0 2 2--CPXA vyanma n-8 2.5 G(s)Lin ear Simulati on Results1.5 e 0.5-0.5-1-1.5-2 Time(sec)p m

impulse response(k=55)

figure(2)k=55;num 仁 k*[1 2];den=[1 4 3];den 1=c onv(de n,den);[nu m,de n]=cloop(nu m1,de n1,-1);impulse(nu m,de n)title(”impulse resp onse(k=55)“)-1.5-1 0 200 400 600 Time(sec)800 1000 1200 5 5

0 05

0 0

--x 10 8!-------

impulse resp on se(k=56)figure(3)k=56;num 仁 k*[1 2];den=[1 4 3];den 1=c onv(de n,den);[nu m,de n]=cloop(nu m1,de n1,-1);impulse(nu m,de n)-2-4-6-8 L

0 500 1000 Time(sec)title(”impulse resp on se(k=56)“)1500 2000 2500

Select a point in the graphics win dow selected_po int =-2.5924-0.0248i 0.7133-3.4160-2.5918-0.9961 + 0.4306i-0.9961-0.4306i Bode Diagram 8.作如下系统的 bode 图 G(s)>> n=[1 , 1];d=[1 , 4,11 , 7];bode(n , d),grid on Frequency(rad/sec)s 1 s 3

4s 2

11s 7 9.系统传函如下 G(s)s 1 0.5s e(s 2)3 求有理传函的频率响应，然后在同一张图上绘出以四阶伯德近似表示的系统频率响应 >> num=[1];de n=co nv([1 2],co nv([1 2],[1 2]));

w=logspace(-1,2);t=0.5;

ylabel(”gai n“);subplot(2,1,2);semilogx(w,p1,w,p2,”g--“);grid on;xlabel(”freque ncy“);ylabel(”phase“);10.已知系统模型为

求它的幅值裕度和相角裕度 >> n=[3.5];d=[1 2 3 2];[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margi n(n,d)

G(s)3.5 s 3

2s 2

3s 2 bode plot [m1,p1]=bode(nu m,de n, 2);p1=p1-t*w”*180/pi;[n 2,d2]=pade(t,4);nu mt=c onv(n2,nu m);den t=(c onv(de n, d2));2 freque xlabel(“freque

Gm =

1.1433 Pm =

7.1688 Wcg =

1.7323 Wcp =

1.6541

nyq uist(n, d1);hold on nyq uist(n, d2);nyq uist(n, d3);nyq uist(n, d4);Nyquist Diagram 80 |--------------------

--------------------[--------------------[---------

11.二阶系统为: G(s)n s 2n S S 令 wn=1, 分别作出 E =2,1 , 0.707 , C A 5 y

a 时的 nyquist 曲线。

m >> n=[1];d 仁 [1 , 4,1];d2=[1 , 2 , 1] ； d3=[1 , 1.414,1];d4=[1,1,1];Nyquist Diagram Real Axis 12.已知系统的开环传递函数为

_一-”—一一-一_一_ ~-60

005

S S

S S32

S S

v vr ra an nk ky ya a

14.一多环系统，其结构图如下，使用 Nyquist 频率曲线判断系统的稳定性。

16.7s(0.85s 1)(0.25s 1)(0.0625s 1)绘制系统的 Nyqusit 图, 并讨论系统的稳定性.>> G=tf(1000,co nv([1,3,2],[1,5]));nyquist(G);axis(”square“)13.分别由 w 的自动变量和人工变量作下列系统的 nyquisF 曲线：

G(s)1 s(s 1)>> n=[1];d=[1 , 1 ,0];nyquist(n ,d);% 自动变量 n=[1];d=[1 , 1 ,0];w=[0.5 : 0.1 : 3];nyq uist(n , d , w);% 人工变量-2-1-1.5-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5 Real Axis-0.4-0.3-0.2-0.1 5 5

--0 0

S SI IX XA A

u u^ ^a an nT T9 9a a

卩

G(s)

30 20 10 0

figure(2)[nu m2,de n2]=cloop(nu m,de n);impulse(nu m2,de n2);

>> k1=16.70.0125;z1=[0];p1=[-1.25-4-16];[nu m1,de n1]=zp2tf(z1,p1,k1);[nu m,de n]=cloop(nu m1,de n1);[z,p,k]=tf2zp(nu m,de n);p figure(1)nyq uist(nu m,de n)-2-1 Nyquist Diagram-0.5 0 0.5 Real Axis 1 1.5 1 0.5 s a 0 n g m-0.5-1-1.5 1.5 20 Impulse Resp onse-10.5969 +36.2148i-10.5969-36.2148i-0.0562 15.已知系统为: eanML—pm

-5-10-15 0 0.1 0.2 0.3 Time(sec)Nichols Chart 0.4 0.5 0.6-2 10 0 10 2

Open-Loop Phase(deg)Frequency(rad/sec)

G(s)s(s 1)作该系统的 nichols 曲线。

>> n=[1];d=[1 , 1 , 0];ni chols(n , d);16.已知系统的开环传递函数为: G(s)k s(s 1)(s 2)当 k=2 时，分别作 nichols 曲线和波特图 >> num=1;den=conv(co nv([1 0],[1 1]),[0.5 1]);subplot(1,2,1);ni chols(nu m,de n);grid;B

% n ichols 曲线 G subplot(1,2,2);2 g=tf(nu m,de n);bode(feedback(g,1,-1));grid;Nichols Chart koflr ea M^hnaaM

msuvesaB—

-270 Bode Diagram

90--

% 波特图 17.系统的开环传递函数为:

分别确定 k=2 和 k=10 时闭环系统的稳定性 >> d 仁 [1 , 3,2,0];n 仁 [2];[nc1 , dc1]=cloop(n1 , d1 ,-1);roots(dc1)d2=d1;n2=[10];[nc2 , dc2]=cloop(n2 , d2,-1);roots(dc2)ans =-2.5214-0.2393 + 0.8579i-0.2393-0.8579i ans =-3.3089 0.1545 + 1.7316i 0.1545-1.7316i 18.系统的状态方程为：

X 1 4 3 0 X 1 1 X 2 1 0 0 X 2 0 u X 3 0 1 0 X 3 0

X 1

y 0 1 2 x 2

X 3

G(s)k s(s 1)(s 2)

试确定系统的稳定性。

>> a=[-4,-3,0;1,0,0;0,1,0];b=[1;0;0];c=[0,1,2];d=0;eig(a)% 求特征根 ran k(ctrb(a,b))ans = 0-1-3 ans = 3 实验六连续系统数字仿真的基本算法实验任务 1.理解欧拉法和龙格-库塔法的基本思想； 2 •理解数值积分算法的计算精度、速度、稳定性与步长的关系;程序举例 1.取 h=0.2 ,试分别用欧拉法、RK2 法和 RK4 法求解微分方程的数值解，并比较计算精度。

注：解析解：y(t).1 2t >> clear t(1)=0 ； y(1)=1;y_euler(1)=1;y_rk2(1)=1;y_rk4(1)=1;h=0.001;% 步长修改为 0.001 for k=1:5 y(t)y(t)y(0)2t y(t)1

t(k+1)=t(k)+h;y(k+1)=sqrt(1+2*t(k+1));end for k=1:5 y_euler(k+1)=y_euler(k)+h*(y_euler(k)-2*t(k)/y_euler(k));end for k=1:5 k1= y_rk2(k)-2*t(k)/y_rk2(k);k2=(y_rk2(k)+h*k1)-2*(t(k)+h)/(y_rk2(k)+h*k1);y_rk2(k+1)=y_rk2(k)+h*(k1+k2)/2;end for k=1:5 k1= y_rk4(k)-2*t(k)/y_rk4(k);k2=(y_rk4(k)+h*k1/2)-2*(t(k)+h/2)/(y_rk4(k)+h*k1/2);k3=(y_rk4(k)+h*k22)-2*(t(k)+h/2)/(y_rk4(k)+h*k2/2);k4=(y_rk4(k)+h*k3)-2*(t(k)+h)/(y_rk4(k)+h*k3);

y_rk4(k+1)=y_rk4(k)+h*(k1+2*k2+2*k3+k4)/6;end disp(” 时间解析解 yt=[t“, y”, y_euler“, y_rk2”, y_rk4“];disp(yt)欧拉法 RK2 法 RK4 法 ”)时间解析解欧拉法 RK2 法 RK4法0 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 0.0010 1.0010 1.0010 1.0010 1.0010 0.0020 1.0020 1.0020 1.0020 1.0020 0.0030 1.0030 1.0030 1.0030 1.0030 0.0040 1.0040 1.0040 1.0040 1.0040 0.0050 1.0050 1.0050 1.0050 1.0050

y(t)2Ry(t)y(t)0 在 0 t 10 上的数字仿真解(已知：

y(0)y(0)0)，并将不同步长下的仿真结果与解析解进行精度比较。

说明：

已知该微分方程的解析解分别为：

100，yt y t 100cost(当 R 0)100e 2t c°s 仝 t 10 ^ e*s in 仝 t 2 3 2(当 R 0.5)采用 RK4 法进行计算，选择状态变量: 2.考虑如下二阶系统：

x 1 y x 2 y 则有如下状态空间模型及初值条件 x 1 x 2 x 1(0)100 x 2 x 1 2Rx 2 x 2(0)0 y x 1 采用 RK4 法进行计算。

>> clear h=input(“ 请输入步长 h=”);M=round(10/h);t(1)=0;y_0(1)=100;y_05(1)=100;和 y_05 分别对应于为 R=0 和 R=0.5)x1(1)=100;x2(1)=0;y_rk4_0(1)=x1(1);y_rk4_05(1)=x1(1);% 求解析解 for k=1:M t(k+1)=t(k)+h;y_0(k+1)=100*cos(t(k+1));y_05(k+1)=100*exp(-t(k+1)/2).*cos(sqrt(3)/2*t(k+1))+100*sqrt(3)/3*exp(-t(k+1)/2).*si n(sqrt(3)/2*t(k+1));end% 输入步长 % 置总计算步数 % 置自变量初值 % 置解析解的初始值(y_0 % 置状态向量初值 % 置数值解的初值

% 利用 RK4 法求解 % R=0 for k=1:M k11=x2(k);k12=-x1(k);k21=x2(k)+h*k12/2;k22=-(x1(k)+h*k11/2);k31=x2(k)+h*k22/2;k32=-(x1(k)+h*k21/2);k41=x2(k)+h*k32;k42=-(x1(k)+h*k31);x1(k+1)=x1(k)+h*(k11+2*k21+2*k31+k41)/6;x2(k+1)=x2(k)+h*(k12+2*k22+2*k32+k42)/6;y_rk4_0(k+1)=x1(k+1);end % R=0.5 for k=1:M k11=x2(k);k12=-x1(k)-x2(k);k21=x2(k)+h*k12/2;k22=-(x1(k)+h*k11/2)-(x2(k)+h*k12/2);k31=x2(k)+h*k22/2;k32=-(x1(k)+h*k21/2)-(x2(k)+h*k22/2);k41=x2(k)+h*k32;k42=-(x1(k)+h*k31)-(x2(k)+h*k32);x1(k+1)=x1(k)+h*(k11+2*k21+2*k31+k41)/6;x2(k+1)=x2(k)+h*(k12+2*k22+2*k32+k42)/6;y_rk4_05(k+1)=x1(k+1);end % 求出误差最大值 err_0=max(abs(y_0-y_rk4_0));err_05=max(abs(y_05-y_rk4_05));% 输出结果 disp（“ 最大误差（R=0）

最大误差（R=0.5）”）

err_max=[err_0,err_05];disp（err_max）

请输入步长 h=0.5 最大误差（R=0）

最大误差（R=0.5）

0.4299 0.0460 没运行一次程序，输入一个步长，记得可到相应的最大误差，将结果可列表如下：

步长 h 0.0001 0.0005 0.001 0.005 0.01 0.05 0.1 0.5

F =0 5.4330 1.6969 1.0574 4.1107 6.6029 4.1439 6.6602 4.2988 差最大误 X 10-10 X 10-10 X 10-10 X 10-9 X 10-8 X 10-5 X 10-4 X 10-1

篇3：成都理工大学电力系统分析实验报告

一、成都医学院“大学生创新实验计划”的基本情况

教育部2007年开始实施“大学生创新实验计划”, 成都医学院自2008年着手实施该计划, 并设立了专项基金, 制定了《大学生创新实验计划管理办法》, 建立了以导师制为龙头的学生创新实践模式, 按照国家大学生创新训练计划相关要求提出的“强调兴趣、突出重点、鼓励创新、注重实效”的原则, 积极引导和推动教师探索“以问题与课题为核心、以学生为主体”的创新性实验改革, 投入专项经费近400万元, 参与学生2000多人次。由于“大学生创新实验计划”是新生事物, 在计划实施的各个环节需要探索, 下面介绍我校实施该计划的一些基本情况。

1.申报对象方面。“大学生创新实验计划”是为学习成绩优异, 有独立思考能力和创新能力, 对发明创造或社会实践有浓厚兴趣的学生开展的。为培养这方面的人才, 学校在大一新生入校时就进行科研宣传, 鼓励学生加入科研社团、参与科研讲座, 培养学生的科研兴趣。大二时为学生开设文献检索、科研设计、科研论文写作等辅导课程, 鼓励学生进入实验室, 将理论与实践相结合。大三时学生已经掌握基本的理论知识, 对事物有了自己的看法, 这时老师会鼓励学生自主设计实验, 并对学生自主设计项目进行校级科研课题申报。大四、大五时多数医学专业学生已进入实习阶段, 这一阶段是学生知识完善和巩固的关键时期, 学校鼓励学生在实践中完成自主设计的实验课题。

2.项目选题方面。项目的选题要求思路新颖、目标明确, 具有创新性和探索性, 研究方案及技术路线可行、实施条件可靠。大学生创新实验是指学生自主设计实验模式, 所以项目的选题要以学生为主体, 采用学生自选与教师指导相结合的方式, 充分发挥学生的主观能动性。遇到问题时, 要及时和指导教师联系, 以免选题范围过大。在选题的过程中, 学生应结合自己的兴趣, 广泛地搜集各种资料, 采用小组头脑风暴的形式积极讨论项目的选题方向, 征询每位成员的意见, 探讨选题的可行性及创新性。

3.项目实施方面。在项目实施过程中, 要坚持学生的主体地位, 同时发挥教师的指导作用。教师在辅导学生创新项目实际的过程中, 切忌“包办代替”现象, 应根据每个学生的具体情况提供一些指导性的建议。此外, 教师应激发学生的学习兴趣, 挖掘学生的创新能力, 培养学生大胆创新、敢于质疑的精神。学校制定了一系列的政策、制度、奖励措施等将其应用在项目实施的各个环节。

二、“大学生创新实验计划”的激励和保障措施

1.激励措施。1设立“大学生创新实验计划”专项基金, 进行专项管理。学校将“大学生创新实验计划” 项目纳入校质量工程建设体系, 每年投入50万, 专款用于学生科研项目。“大学生创新实验计划”在主管教学副校长的直接领导下, 由教务处负责, 学校、院系两个层面分工协作, 共同组织实施。教务处负责研究、制定有关政策, 组织专家组评审、验收实验项目, 指导全校大学生创新实验计划和监督项目经费使用情况等相关工作。院 (系) 负责宣传动员教师、学生参与, 全程指导实验计划、跟踪管理项目进展情况。2建立科研奖励学分制度。学校制定了《成都医学院“大学生创新实验计划”管理办法》, 确定大学生创新实验计划项目 “课程”纳入人才培养方案, 认定为专业选修课, 计36学时, 2学分。对完成项目并通过结题验收的学生, 将取得相应的学分。项目负责人计2学分, 其他参与者计1.5学分, 中途退出项目的学生不记学分;计指导教师36学时基本教学工作量, 并在教师职称评定中认定为校级教育教学改革与研究项目。对在“大学生创新实验计划”项目组以学生为第一作者在统计源或核心期刊发表1篇以上科研学术论文时, 多发表的论文版面费从项目管理经费中支出, 并单独计算教师额外工作量, 按 (发表论文数-1) *10标准计算学时。3鼓励学生研究出成果, 对于优秀成果建立免检机制, 对项目研究成果获省级以上奖励, 或获院级优秀毕业论文, 或发明专利, 或学生以第一作者在统计源及核心期刊发文等, 无需答辩, 直接通过结题。结题评价采取专家评价和指导教师评价相结合的方式进行, 由于指导教师全程参与了学生创新实验研究, 全面了解学生在实践研究中对研究成果所作的贡献, 加入教师评价团队学生这一环节, 有利于对学生评价客观、科学。

2.保障措施。1执行基于SOP的实验室持证上岗制度。对于进入实验室的本科生, 建立培训持证上岗制度, 即学生一方面通过培训、考核合格后方能进入实验室实验;另一方面, 学生在实验过程中须遵循《实验室持证上岗奖惩制度》, 规范操作。该制度实行“12分制”管理, 即考核合格后拥有“上岗证”的科研人员在实验室的有效使用分数为12分。违反规定后, 将受到扣分、停止使用实验室权限、再培训进入实验室及永久性禁止进入实验室等处罚。2搭建以科研实验中心为核心的科研训练平台群。2006年, 学校制定了《成都医学院实验室开放管理办法》, 面向本科生全方位开放以科研实验中心为核心, 涵盖基础医学院实验教学示范中心、药学机能实验教学示范中心、临床医学实验教学示范中心等36个实验室, 学生可利用课余时间进入实验室进行科学研究, 同时免费开放医学文献检索平台, 供学生查询、下载文献资料。3搭建学生学术交流和成果展示平台。成都医学院确立了“以创新带动学习, 以研究促进实践, 以实践推动创业”的大学生创新创业训练计划实施宗旨, 自2013年以来, 启动一年一届面向本科生的常态化、品牌化的“大学生创新论坛”计划, 并逐步构建了“国家级—省级—校级” 三层次的大学生创新创业训练体系, 不断完善并形成了具有我校特色的大学生创新创业训练体系运行机制和管理模式, 并创建“大学生创新计划网”, 旨在搭建本科学生“交流经验、展示成果、促进改革”的平台。 4组织国家级省级大学生创新训练计划项目开题汇报会, 对项目进行督导评价。为加强对大学生创新训练计划项目的管理与指导, 有效推进创新训练计划的实施, 教务处会组织各院系进行项目开题答辩、组织专家进行材料审核。各项目负责人要从研究背景、研究意义、可行性分析、研究方案设计、预期研究成果、经费预算等方面进行陈述, 并对自己课题的内容和创新点进行重点阐述。评审专家对项目提出中肯建议, 并在后期项目开展、调查方法、研究方向等方面提出宝贵的指导性意见, 确保大学生创新训练项目研究方向的正确性, 并保障项目课题的研究质量。

3.成都医学院实施“大学生创新实验活动计划”的成果。长期以来, 学校始终把“培养学生创新能力”作为提高人才培养质量的重要举措, 并取得了丰硕的成果。2008—2015年, 我校共立项大学生创新实验计划项目500多项, 其中国家级100余项。学生以第一作者发表论文300余篇, 部分论文被SCI收录。参与创新性实验计划的学生还积极参加了各类学科竞赛和科技创新活动。2010年, 在全国首届大学生基础医学创新实验大赛上获得三等奖1项、优秀奖3项;2012—2015年, 在四川省大学生“挑战杯”上获得一等奖6项, 二等奖13项, 三等奖35项, 获奖总数位于全省同类参赛院校首位;2012—2014年, 连续三年, 学生作品入选全国大学生创新创业年会, 获教育部专家好评。以“求索· 创新·笃行”为主题的大学生创新论坛, 打造专属于本科生的学术盛宴, 成为校园文化品牌活动之一。

通过实施“大学生创新实验计划”, 激发了学生的创新思维和创新意识, 调动了学生的主动性、积极性和创造性, 提高了学生的实践操作能力, 使学生逐渐掌握了思考问题、解决问题的方法。与此同时, 还营造出了良好的学习氛围, 推动了实验室的建设, 也使指导老师的科研能力得到提高, 这种师生双赢的局面为培养人才奠定了良好基础。

摘要：研究以成都医学院“大学生创新实验计划”为视角, 剖析目前大学生课外学术科技创新活动开展的现状。为完善大学生创新实验制度, 更好地调动师生积极性, 培养更多更好的创新性人才提供参考。

关键词：创新实验计划,医学生,创新实践能力

参考文献

[1]田荣波, 彭湘萍, 李春艳.从创新性实验看大学生科研素质的培养[J].中国民族民间医药, 2012, (18) :26-27.

[2]郑志远, 蒋芸, 薛巍, 等.大学生创新实验计划实施的实践及探索[J].实验技术与管理, 2010, (10) :30-31+35.

[3]王芳雨, 张文娟, 马舒婷, 等.参与国家大学生创新性实验计划的实践体会[J].西北医学教育, 2012, (06) :1184-1185.

[4]董亮.大学生创新实验活动的实践与思考——以西南交通大学峨眉校区为例[J].教育与教学研究, 2011, (08) :87-89.

[5]陈曦, 冯希平.对国家大学生创新实验计划实践的思考[J].西北医学教育, 2009, (01) :12-13.

篇4：基于实验报告自动批阅的系统分析

[关键字] 实验报告自动批阅,系统分析

一、引言

实验报告网上自动批阅的目标是能让计算机像人一样对实验报告进行批阅,对实验目的、设备、原理、步骤、结果以及心得体会进行对错的判断并打分。实现实验报告自动批阅可利用人工智能等相关技术,在运用这些技术前,需了解实验报告的特征,并在此基础上提出整个实验报告自动批阅的工作流程,即实现方案。

二、实验报告提交格式设定

通常实验报告内容包括:实验名称、实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会等;同时,应有学生基本信息等相关内容。针对实验报告网上评阅的特征,设定报告格式,使批阅过程更简单,化整为零,最后汇总得分。设定报告格式如下:

1、学生填写:学生学号、姓名,实验课程,实验名称,实验目的,实验设备,实验原理,实验步骤,实验结果,心得体会。

2、对实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会要求学生按照知识点来填写,每个知识点以“句号”结束。

3、学生填写完每一部分的内容,以文本方式提交保存。

三、自动批阅工作流程

实验报告格式统一后,只需从数据库中提取出学生的实验报告;再根据实验名称从标准答案模板中提取该实验的标准答案模板;然后分别从学生报告和答案模板中提取实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会六个部分的内容,对它们进行相应的处理,得到每个部分的成绩,最后把所有的成绩相加。批阅流程如下:

1、每个实验都有既定的名称,假设每个实验名称不同。此时,利用实验名称作为关键字,用人工智能中信息检索、关键字匹配方法对所有实验报告进行检索,把所有该实验的实验报告提取并分类。该实验记为A,该实验A的所有学生实验报告组成一个集,记为A(S1,S2,S3,S4……)其中Si代表第i份学生实验报告。

2、对分类出的实验A报告集中的每份实验报告(Si)进行逐步批阅,即按照实验目的、实验设备、实验原理、实验步骤、实验结果、心得体会进行单独批阅。分别把学生实验报告中的六部分记为Si1、Si2、Si3、Si4、Si5、Si6,简记为Sij;把标准答案模板中的上述六部分记为Wa1、Wa2、Wa3、Wa4、Wa5、Wa6,简记为Waj。

3、怎样进行这六部的批阅:以“实验目的”为例。首先,从当前批阅的实验报告中提取出“实验目的”部分的内容,再对“实验目的”部分的全部内容按照“句号”进行文本块划分,把划分得到的文本块记为Si1t(其中t的大小为该“实验目的”部分的内容中句号的个数)。因为规定学生在填写这部分内容时是按照知识点来作答的,且每一知识点都用“句号”来表示结束,所以按照“句号”来进行文本块的划分,实际上就是按照知识点来划分整个部分的内容。

4、对标准答案模板的“实验目的”部分内容全部提取,系统中答案的存储分每一部分单独存储,而每一部分中又以知识点加权值的形式存储,且每一个知识点为一条记录。在这里应提取出“实验目的”部分的全部知识点,并把它记录下来以供后面的批阅使用,记为Wa1t。

5、把3中得到的所有报告“实验目的”文本块Si1t进行文本预处理、句法分析、语法分析、语义分析以及信息抽取,得到报告信息抽取模块。记为pi1t(其中i、t与si1t中的i、t分别相同)。

6、对于4中得到的答案模板“实验目的”部分的所有知识点Wa1t,只需要进行知识点与权值的切分,把切分出来的知识点部分记为qa1t,相应知识点的权值记为ka1t。

7、对于6中得到的“实验目的”部分的每个知识点信息抽取模块qa1t与5中得到的所有学生报告实验目的部分的信息抽取模块pi1t进行模块间相似度的计算,把得到的相似度值中最大的一个乘上该知识点的权值,便得到了该知识点的得分,最后把所有知识点的得分用同样的方法得出后相加,得到“实验目的”部分的总分。

8、重复第3到第7,得出其余五部分的成绩,最后把这六部分的成绩相加就得到该份报告总成绩。

9、对同一实验的其他学生实验报告重复2到8进行批阅;对其他实验的实验报告的批改重复1到8就可完成批阅。

四、举例分析自动批阅工作流程

1、在学生上交的实验报告中,按当前批阅实验的实验名称进行搜索,把得到的实验报告进行单独管理。以“负反馈放大器实验”为例,把“负反馈放大器实验”记为A,并把搜索到的N份实验报告组成一个集,记为A(S1,S2,S3,S4……Sn)。同时把标准答案模板中“负反馈放大器实验”的标准答案模板记为Wa。

2、提取一份实验报告Si,对它的实验目的、实验设备等六部分分别进行批阅。以“实验目的”(记为Si1)为例来说明。首先提取“实验目的”的全部内容,按照“句号”进行文本块划分,把得到的文本块记为Si1t。例如学生报告中“实验目的”内容:

(1) 了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法。

(2) 了解负反馈对放大器性能指标的改善。

划分文本块后得到的内容:

文本块一: (1) 了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法

文本块二:(2) 了解负反馈对放大器性能指标的改善。

其中把“文本块一”记为Si11,把“文本块二”记为Si12。

3、提取负反馈放大器答案模板中实验目的(Wa1)部分的全部知识点,并把各个知识点记为Wa1t。得到如下结果:

知识点一:多级阻容偶合放大器组成方法|2#

知识点二:负反馈对放大器性能改善 |3#

其中把“知识点一”记为Wa11,把“知识点二”记为Wa12。

4、对2中得到的所有实验目的部分的文本块Si1t进行文本预处理、句法分析、语法分析、语义分析以及信息抽取,生成报告信息抽取模块。记为pi1t(其中i、t与si1t中的i、t分别相同)。以2中得到的结果为例,说明如下:

文本块一:1、了解多级阻容耦合放大器组成的一般方法。

文本块二:2、了解负反馈对放大器性能指标的改善。

信息抽取模块:

信息抽取模块一:多级阻容偶合放大器组成方法

信息抽取模块二:负反馈对放大器性能改善

其中把“信息抽取模块一”记为pi11,把“信息抽取模块二”记为pi12。

5、对于3中得到的答案模板中实验目的部分的所有知识点进行知识点与权值的切分,因为在计算机中存储的答案模板中的每一部分的内容都是知识点的信息抽取模块和该知识点的权值,所以切分出来的知识点就是信息抽取模块。把切分出来的知识点部分记为qa1t,相应知识点的权值记为ka1t。实验目的全部知识点:

知识点一:多级阻容偶合放大器组成方法 2。

知识点二:负反馈对放大器性能改善 3。

进行知识点与权值的切分后的结果:

信息抽取模块: 权值:

知识点一信息抽取模块:多级阻容偶合放大器组成方法 2

知识点二信息抽取模块:负反馈对放大器性能改善 3

其中把“知识点一信息抽取模块”记为qa11,把“知识点二信息抽取模块”记为qa12;对于权值“2、3”相应的记为ka11、ka12。

6、把5中得到的第一个答案信息抽取模块qa11与4中得到的两个报告信息抽取模块pi11、pi12分别进行模块间相似度的计算,并取最大的相似度值。由于qa11和pi11这两个模块是完全一样的,相似度值为1(设定相似度的最大值为1),所以此时相似度值为1;然后取与qa11相对应的权值(ka11)2,与得到的相似度值相乘,得到了报告对qa11这个知识点回答的成绩,即为2分。分别计算出答案信息抽取模块剩余的相似度值,并得到成绩,两个知识点的成绩相加得到学生实验报告中实验目的部分的成绩,本例得到实验目的部分的成绩为5分。

7、上面是对一份报告中实验目的部分的批阅,对于同一份报告中的其余部分以及不同报告、不同实验的报告都按照这样的方法进行批阅。最后把同一份报告中六个部分的成绩相加便得到了这份报告的总成绩。

参考文献:

[1] 刘其云、李中言,信息抽取的功能和实现方法,情报杂志,2005,5:67-68

篇5：成都理工大学电力系统分析实验报告

实验报告

姓名：马睿聪班级：机械Z1317 学号：2013000384

机械系统设计实验报告

实验一：采煤机的主功能及辅助功能

采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.采煤机是实现煤矿生产机械化和现代化的重要设备之一.机械化采煤可以减轻体力劳动、提高安全性,达到高产量、高效率、低消耗的目的.采煤机分锯削式、刨削式、钻削式和铣削式四种：采煤机是一个集机械、电气和液压为一体的大型复杂系统,工作环境恶劣,如果出现故障将会导致整个采煤工作的中断,造成巨大的经济损失.随着煤炭工业的发展,采煤机的功能越来越多,其自身的结构、组成愈加复杂,因而发生故障的原因也随之复杂.双滚筒采煤机综合了国内外薄煤层采煤机的成功经验,是针对我国具体国情而设计的新型大功率薄煤层采煤机.采煤机的主要组成部分：

采煤机的类型很多，但基本上以双滚筒采煤机为主，其基本组成部分也大体相同。各种类型的采煤机一般都由下列部分组成。

（1）截割部

截割部的主要功能是完成采煤工作面的截煤和装煤，由左、右截割电机，左、右摇臂减速箱，左、右滚筒，冷却系统，内喷雾系统和弧形挡板等组成。截割部耗能占采煤机装机总功率的80%-90%，第1页

机械系统设计实验报告

因此，研制生产效率高和比能耗低的采煤机主要体现在截割部。

传动装置：

截割部传动装置的作用是将采煤机电动机的动力传递到滚筒上，以满足滚筒转速及转矩的要求；同时，还应具有调高功能，以适应不同煤层厚度的变化。

截割部的传动方式主要有一下几种：

a）、电动机-摇臂减速箱-行星齿轮减速箱-滚筒 b）、电动机-固定减速箱-摇臂减速箱-滚筒

c）、电动机-固定减速箱-摇臂减速箱-行星齿轮减速箱-滚筒 d）、电动机-摇臂减速箱-滚筒

螺旋滚筒：

螺旋滚筒是采煤机落煤和装煤的工作机构，对采煤机工作起决定性作用，消耗总装功机率的80%-90%。早期的螺旋滚筒为鼓型滚筒，现代采煤机都采用螺旋滚筒。螺旋滚筒能适应煤层的地质条件和先进的采煤方法及采煤工艺的要求，具有落煤、装煤、自开切口的功能。近些年来出现了一些新的截割滚筒，诸如滚刀式滚筒、直

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机械系统设计实验报告

线截割式三角形滚筒、截楔盘式滚筒等。

滚筒由螺旋叶片由螺旋叶片、端盘、齿座、喷嘴、筒毂及截齿组成。

（2）牵引部

采煤机的牵引部是采煤机的重要组成部分，它不但负担采煤机工作时的移动和非工作时的调动，而且牵引速度的大小直接影响工作机构的效率和质量，并对整机的生产能力和工作性能产生很大的影响。

牵引部由牵引传动装置和牵引机构两大部分组成。传动装置的重要功能是进行能量转换，即将电动机的电能转换为传动主链轮或者驱动轮的机械能。牵引机构是协助采煤机沿采煤工作面行走的装置。传动装置装于采煤机本身为内牵引，装在采煤机工作面两端的为外牵引。绝大部分的采煤机采用内牵引，仅在薄煤层中为了缩短机身长度才采用外牵引。随着高产高效工作面的出现以及采煤机功率和牵引力的增大，为了工作面更加安全可靠，无链牵引机构逐渐取代了有链牵引。（3）电气系统

电气系统包括电动机及其箱体和装有各种电气元件的中间箱（连接筒）。该系统的主要作用是为采煤机提供动力，并对采煤机进行过载保护及控制其动作。（4）辅助（附属）装置

辅助装置包括挡煤板、底托架、电缆拖曳装置、供水喷雾冷却装

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机械系统设计实验报告

置，以及调高、调斜等装置。该装置的主要作用是同各主要部件一起构成完整的采煤机功能体系，以满足高效、安全采煤的要求，改善采煤机的工作性能。

MG500/1130-WD 型电牵引采煤机，属多部电机横向布置形式。整机由左、右牵引部，左、右截割部，左、右行走部及电控箱组成，电气控制系统、液压传动系统及喷雾冷却系统组成机器的控制保护系统。

左、右牵引部、电控箱通过一组连接丝杠，形成刚性联接，左、右牵引部分别与电控部的左、右端面干式对接。两行走部分别固定在左、右牵引部的箱体上。牵引部与电控部对接面用圆柱销定位，高强度T形螺栓和螺母联接。

截割部为整体弯摇臂结构，即截割电机、减速器均设在截割机构减速箱上，与牵引部铰接和调高油缸铰接，油缸的另一端铰接在牵引部上，当油缸伸缩时，实现摇臂升降。支承组件固定在左、右牵引部上，与行走箱上的导向滑靴一起承担整机重量。采煤机的工作原理

单滚筒采煤机的滚筒一般位于采煤机下端，以使滚筒割落下的煤不经机身下部运走，从而可降低采煤机机面（由底板到电动机上表面）高度。单滚筒采煤机上行工作时，如图2-2（a）所示，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬挂铰接顶梁，割完工作面全长后，将弧形挡煤板翻转180°；接着，机器下行工作，如图2-2（b）所示，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移工作面输送

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机械系统设计实验报告

机。这种采煤机沿工作面往返一次进一刀的采煤法叫单向采煤法。双滚筒采煤机工作时，如图2-2（c）所示，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。因此双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀；返回时又可以进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。

滚筒的旋转方向：

采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。为了输送机推运煤，滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。即符合“左转左旋，右转右旋”的规律。

对于单滚筒采煤机，使用在左工作面的滚筒，应顺时针旋转，使用右旋滚筒，如图2-3（a）所示（图中B表示煤流方向）。使用在右工

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机械系统设计实验报告

作面的滚筒，应逆时针旋转，使用左旋滚筒，如图2-3（b）所示。

对于双滚筒采煤机，为了保证采煤机的工作稳定性，双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反，以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方向。两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆，如图2-4（a）所示。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司机正常操作。二是前逆后顺，如图2-4（b）所示。采用这种方式，采煤机的工作稳定性较差，易振动，但装煤效果好，煤尘少。对机身较重的采煤机，机器振动影响不大。因此，大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右滚筒为右旋叶片，顺时针旋转。

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机械系统设计实验报告

实验一：采煤机的主功能及辅助功能

掘进机主要部件结构及工作原理

1截割部结构

截割部主要由截割头组件

1、悬臂段

2、截割减速器

3、截割电机7组成，如图1所示。截割减速器3两端的法兰盘分别与电动机7和悬臂段2连接成一体，悬臂段2中的传动轴通过花键及螺钉与截割头组件1相连接。电动机7经截割减速器

3、悬臂段2中的传动轴驱动截割头组件1旋转截割煤、岩。截割部靠销轴4与截割头升降油缸相连接，靠销轴8与截割头回转台相连接。在截割头升降油缸推动下，可绕销轴8上下摆动；在截割头回转油缸推动下，可随截割头回转台左、右摆动

2．装运部结构

装运部的作用是将截割头破碎下来的煤和岩石装运到配套的转运设备上去。它由装载部（铲板部）和运输部（第一运输机）两部分组

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机械系统设计实验报告

成。装载部（铲板部）的结构如图2所示，它由主铲板

2、侧铲板

1、星轮驱动装置

4、弧形三齿星轮5等组成，两台低速大转矩马达直接驱动两个弧形三齿星轮5旋转，将截割头破碎下来的煤和岩石装运到运输部（第一运输机）的机尾溜槽8中。铲板通过耳座6与铲板升降油缸连接，通过支点耳座7与本体部连接；铲板升降油缸推动铲板绕支点耳座7可上下摆动。

星轮驱动装置结构如图3所示，弧形三齿星轮1通过定位销2和螺钉4与旋转盘3连接，液压马达6的输出轴插入旋转盘3的花键孔，带动旋转盘3及弧形三齿星轮1旋转。

第一运输机位于机体中部，是中双链刮板式运输机，其结构如图4。运输机分前溜槽1和后溜槽3，前、后溜槽用高强度螺栓2联接，运输机前端通过插口插入铲板部和本体部连接的销轴上，后端通过高强度螺栓固定在本体上。运输机采用二个液压马达5直接驱动链轮，带动刮板链实现物料运输。紧链装置4采用丝杠螺母机构对刮板链的松紧程度进行调整，弹簧座起缓冲的作用。

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机械系统设计实验报告

3本体部（机架）

本体部由回转台、回转轴承、本体架等组成，本体架采用整体箱形焊接结构，主要结构件为加厚钢板，其结构如图5所示。

本体的右侧上部（即图纸后方）通过高强度螺栓连接液压系统的泵站，左侧上部（即图纸前方）装有液压系统的操纵台。前面上部

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机械系统设计实验报告

3处通过回转台4和截割部升降油缸与截割部连接，回转台4在安装于6、10之间的截割回转油缸推动下，可绕回转轴承7摆动。前面下部1、5处通过铲板升降油缸和销轴1连接铲板部及第一运输机机尾，第一运输机从本体部中间穿过。本体部左、右侧下部8处通过高强度螺栓分别与左、右行走部履带架连接，后部11处通过高强度螺栓连接后支承部。4行走机构

行走机构结构如图6所示。主要由定量液压马达

12、行星减速器

16、驱动轮

9、履带

6、张紧轮

1、张紧油缸

4、履带架5等组成。定量液压马达12通过行星减速器16及驱动轮9带动履带6实现行走。履带6的松紧程度是靠张紧油缸4推动张紧轮托架11前后移动来进行调节的。张紧油缸为单作用形式，张紧轮伸出后靠卡板10锁定，卡板的厚度分别为50mm、20mm、10mm、6mm，可随意组合使用。张紧油缸、卡板均安装在履带外侧，方便实用，并均配有盖板以保证外形的美观。液压马达、行星减速器均用高强度螺栓13、15与履带架联接。左右履带架各采用12颗M30的高强度螺栓3、8紧固在本体架的两侧。

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机械系统设计实验报告

5后支承

后支承的作用是减少截割时机体的振动，提高工作稳定性并防止机体横向滑动，其结构如图7。在后支承架2两边分别装有升降支承器3，利用油缸实现支承。后支承架用键和M24的高强度螺栓1与本体部相联，后支承的后支架4与第二运输机回转台5联接。电控箱、泵站都固定在后支承支架上。

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机械系统设计实验报告

6.液压系统

液压系统。由油缸（包括：截割头升降油缸、截割头回转油缸、铲板升降油缸、后支撑器升降油缸、履带张紧油缸）、马达（包括：行走马达、第一运输机马达、星轮马达、喷雾泵驱动马达）、泵站、操纵阀及相互连接的管道等组成。可以驱动机器的截割头上下左右摆动、铲板升降、后支撑器升降、履带张紧、行走轮转动、第一运输机运转、星轮转动、喷雾水泵运转等。另外还为锚杆钻机提供了两个备用接口。

7．喷雾冷却系统

该掘进机的喷雾冷却系统如图11所示。外部供水（流量Q =100L/min）经球阀、过滤器后分为两路，一路经球形阀到外喷雾喷嘴喷出，另一路经减压阀进入液压系统的冷却器对液压油进行冷却，然后又分两路，一路经截割电机冷却水管从撒水嘴喷出；另一路经Y型过滤球阀、喷雾水泵、水密封进入截割头，从截割头内喷雾喷嘴喷出。喷雾水泵由液压马达驱动，液压马达则由四联阀中的第四联换向阀控制。内喷雾的水压由压力控制阀调定为3MPa，外喷雾的水压由减压阀限定为1.5 MPa

篇6：成都理工大学电力系统分析实验报告

实验课程：管理信息系统

专业班级：2011级财务管理

指导教师：朱晓东

实验一：本实验素材（Excel 1）中提供了一个有关商店和区域销售的数据库，记录了每周在不同的销售区域商店销售计算机设备的销售数量。该数据库包括的字段有：商店代码、销售区域代码、商品名称、单价、数量以及每周销售额。请生成一些报表并进行查询，以使这些信息对企业更有用。如果有必要，可以对数据库中的表格进行修改，以提供你所需要的信息。请回答下列问题：

（1）哪些商店和销售区域的销售业绩最佳？（2）哪些产品最畅销？

（3）各商店和销售区域销售得最多的产品是什么？

（4）最旺和最淡的销售时段分别是什么？销售情况最好和最差的是哪家商店？哪些销售区域？哪些产品？

（5）公司如何在销售情况最差的商店和销售区域提高销售额？（答案可以多样化。）

实验步骤：（1）利用excel函数乘积功能求出销售总额，如图：

再用筛选功能分别求出个商店的销售总额：商店一90281.1 商店二54262.7 商店三90051.25 商店四75498.75 商店五158334 商店六267648.9 商店七170040.9 商店八91435.05

可见，商店六的销售业绩最佳

再分别按

销

售

区

域