升压斩波(boost+chopper)电路设计.doc

1、电力电子技术课程设计报告题目：升压斩波（boost chopper）电路设计学 院：专 业：学 号：姓 名：指导老师：时 间：1目 录前言*2 MATlAB 仿真设计*6硬件实验*14参考文献*19附录一 设计任务书*20附录二 P ROTEL简 介 *21附录三 M ATLAB简 介 *242升压斩波电路（Boost Chopper）设计一、前言1.Boost Chopper 工 作 原 理 ：图 1.1 升 压 斩 波 电 路 图图 1.1 中 假 设 L 值 、 C 值 很 大 ， V 通 时 ， E 向 L 充 电 ， 充 电电 流 恒 为 I1， 同 时 C 的 电 压 向 负 载

2、供 电 ， 因 C 值 很 大 ， 输 出 电压 uo 为 恒 值 ， 记 为 Uo。 设 V 通 的 时 间 为 ton， 此 阶 段 L 上 积蓄 的 能 量 为 EI1tonV 断 时 ， E 和 L 共 同 向 C 充 电 并 向 负 载 R 供 电 。 设 V 断 的时 间 为 toff， 则 此 期 间 电 感 L 释 放 能 量 为 ofotIEU1稳 态 时 ， 一 个 周 期 T 中 L 积 蓄 能 量 与 释 放 能 量 相 等ofoontIEUtEI11化 简 得 ：3EtTtUofoffno （ 1）1/oftT， 输 出 电 压 高 于 电 源 电 压 ， 故 称 升

3、 压 斩 波 电 路 。 也 称 之 为boost 变 换 器f/升 压 比 ， 调 节 其 即 可 改 变 Uo。 将 升 压 比 的 倒 数 记 作， 即 Ttof。 和 导 通 占 空 比 有 如 下 关 系 ：1（ 2）因 此 ， 式 （ 1） 可 表 示 为EUo（ 3）升 压 斩 波 电 路 能 使 输 出 电 压 高 于 电 源 电 压 的 原 因 ： L 储 能 之 后 具有 使 电 压 泵 升 的 作 用 ， 电 容 C 可 将 输 出 电 压 保 持 住 。2.升 压 斩 波 电 路 的 典 型 应 用 ：1) 直 流 电 动 机 传 动2) 单 相 功 率 因 数 校 正

4、 （ Power Factor CorrectionPFC） 电 路3) 用 于 其 他 交 直 流 电 源 中4) 用 于 直 流 电 动 机 传 动 时图 1.2 用于直接电动机回馈能量的升压斩波电路图a) 通 常 用 于 直 流 电 动 机 再 生 制 动 时 把 电 能 回 馈 给 直 流 电 源b) 实 际 L 值 不 可 能 为 无 穷 大 ， 因 此 有 电 动 机 电 枢 电 流 连 续 和 断 续4两 种 工 作 状 态c) 电 机 反 电 动 势 相 当 于 图 1.1 中 的 电 源 ， 此 时 直 流 电 源 相 当 于图 1.1 中 的 负 载 。 由 于 直 流 电

5、 源 的 电 压 基 本 是 恒 定 的 ， 因 此 不必 并 联 电 容 器 。 电 路 分 析基 于 “分 段 线 性 ”的 思 想 进 行 解 析V 处 于 通 态 时 ， 设 电 动 机 电 枢 电 流 为 i1， 得 下 式mERitiL11d（ 5） 式 中 R 为 电 机 电 枢 回 路 电 阻 与 线 路 电 阻 之 和 。设 i1 的 初 值 为 I10， 解 上 式 得tmt eREeIi10（ 6） 当 V 处 于 断 态 时 ， 设 电 动 机 电 枢 电 流 为 i2， 得 下 式 ： EitiLm22d（ 7） 设 i2 的 初 值 为 I20， 解 上 式 得 ：

6、 tmt eReIi 120（ 8）用 于 直 流 电 动 机 回 馈 能 量 的 升 压 斩 波 电 路 波 形 ：5图 1.3 电流连续升压斩波电路波形图 1.4 电流断续升压斩波电路波形当 电 流 连 续 时 ， 从 图 1.3 的 电 流 波 形 可 看 出 ， t=ton 时 刻i1=I20， t=toff 时 刻 i2=I10， 由 此 可 得 ： REemREeREITtmof 1110（ 9） REeREeREITtmon 1120（ 10） 把 上 面 两 式 用 泰 勒 级 数 线 性 近 似 ， 得REmI201（ 11） 该 式 表 示 了 L 为 无 穷 大 时 电

7、枢 电 流 的 平 均 值 Io， 即REmImo （ 12） 6对 电 流 断 续 工 作 状 态 的 进 一 步 分 析 可 得 出 ： 电 流 连 续 的 条 件 为em1（ 13） 根 据 此 式 可 对 电 路 的 工 作 状 态 作 出 判 断 。3.设计目的1) 通 过 对 Boost Chopper 电 路 的 设 计 ， 掌 握 Boost Chopper 电 路的 工 作 原 理 ， 综 合 运 用 所 学 知 识 ， 进 行 Boost Chopper 电 路和 系 统 设 计 的 能 力 。2) 了 解 与 熟 悉 Boost Chopper 电 路 拓 扑 、 控 制

8、 方 法 。3) 理 解 合 掌 握 Boost Chopper 电 路 及 系 统 的 主 电 路 、 控 制 电 路 和 保护 电 路 的 设 计 方 法 ， 掌 握 元 器 件 的 选 择 计 算 方 法 。4) 遇 有 一 定 的 电 力 电 子 电 路 及 系 统 实 验 和 调 试 的 能 力4.设计内容及要求对 Boosr Chopper 电 路 的 主 电 路 和 控 制 电 路 进 行 设 计 。 参 数 如 下 ：直 流 电 压 E=50V， 负 载 中 R=20 ， L、 C 值 极 大 ， =30V设 计 要 求 ：1) 理 论 设 计 ： 了 解 掌 握 Boost

9、Chopper 电 路 的 工 作 原 理 ， 设 计Boost Chopper 电 路 的 主 电 路 和 控 制 电 路 。 包 括 ：a) IGBT 电 流 、 电 压 额 定 的 选 择b) 驱 动 、 保 护 电 路 的 设 计c) 画 出 完 整 的 主 电 路 原 理 图 和 控 制 电 路 原 理 图d) 列 出 主 电 路 所 用 元 器 件 的 明 细 表2) 仿 真 实 验 ： 利 用 Matlab 仿 真 软 件 对 Boost Chopper 电 路 主 电路 和 控 制 电 路 进 行 仿 真 建 模 ， 并 进 行 仿 真 实 验 。3) 实 际 制 作 ： 利

10、用 PROTEl 软 件 会 出 原 理 图 ， 结 合 具 体 所 用 元 器 件管 脚 数 、 外 形 尺 寸 、 考 虑 散 热 和 抗 干 扰 等 因 素 ， 设 计 PCB印 刷 电 路 板 。 最 后 完 成 系 统 电 路 的 组 装 、 调 试 。二、MATlAB 仿真设计7主电路原理图如图 2.1 所示图 2.1 主电路原理图其工作原理，前言中已说明，这里再补充说明电路中的几个模块。1) IGBT 用理想的方波发生器触发，周期设为 0.002s，最大值设为 10V，通过调占空比来调输出电压。其保护电路，触发电路将在 protel 中实现。2) 示波器用来观察电感电流，方波发生

11、器的输出波形，电源电压波形和负载电压输出波形仿真结果与分析81. 占空比一定，改变 电压时对主电路的影响占空比 50%， =20V 时的输出波形如下：图 2.1 占空比为 50%， =20 时的波形占空比为 50%， =30V 时输出波形如下:图 2.2 占空比为 50%， =30 时的波形占空比为 50%， =50V 时的输出波形：9图 2.3 占空比为 50%， =50 时的波形由仿真波形可看出，当占空比不变时，随着 电压的增加，峰值电压逐渐减小，震荡幅度减小，电路安全行，稳定性提高。2. 占空比， 一定，改变 LC 的取值，研究其对电路的影响，并求出最佳LC 组合占空比为 50%， =3

12、0V，L=10 H,C=10 F 时的波形： 3 3图 2.4 占空比为 50%， =30V，L=10 H,C=10 F 时的波形 3 3占空比为 50%， =30V ，L=20 H,C=20 F 时的波形： -3 -310图 2.5 占空比为 50%， =30V，L=20 H,C=10 F 时的波形 3 33. E、R、 不变 L=10e-3H、=50% 时，只调节电容 C 的值输出电压波形C=50e-3F 时输出波形图 2.6 C=50e-3F ，L=10e-3H， =50%时的波形C=2e-3F 时输出的波形11图 2.7 C=2e-3F ，L=10e-3H，=50%时的波形4. E、R

13、、 的值不变 C=10e-3F、=50 时，只调节电感 L 的值输出电压波形L=50e-3H 时的输出波形图 2.8 C=50e-3F ，L=50e-3H，=50%时的波形12L=2e-3H 时的输出波形图 2.9 C=50e-3F ，L=2e-3H，=50%时的波形5. E、R、 的值不变 L=10e-3H、C=10e-3F 时，调节占空比的输出电压波形占空比 =20%时输的波形图 2.10 C=10e-3F ，L=10-3FH ，=20%时的波形占空比 =50%时输的波形13图 2.11 C=10e-3F ，L=10-3FH ，=50%时的波形占空比 =80%时输的波形图 2.12 C=1

14、0e-3F ，L=10-3FH ，=80%时的波形由以上单一变量的仿真图形分析可得：1) 占空比 越大负载输出电压越大，调节时间越长2) 电容 C 值越大峰值时间越大，第一个峰值越大3) 电感 L 值越大峰值时间越大，调节时间越大在实际中可根据项目的大小、设计的实际要求及成本的大小选取适当的电感电容值，以达到设计的要求。 （可以在一些经验值附近选取电感电容值，滨进行反复的试验最中确定自己需要的电感电容值）这里仅根据要有良好的直流稳定性和快速性，在 =50 时经过大量的仿真实验选取的一组理想的电容电感值，及其此时的输出波形。经大量仿真结果比较分析可得，当 L =10e-3H、C=10e-3F 是

15、波形的快速性和直流稳定性比较理想。此时波形如图 2.4 所示。6. 如果其他量不变改变负载电阻 R 值的大小将是 Booste Chopper 电路工作在电感电流连续和断续两种状态。E=50V、 L=10e-3H、C=10e-3F 、=50、 =30V 不变R=20 时电感 L 的电流波形14图 2-13 R=20 时电感 L 的电流波形R=100 时电感 L 的电流波形图 2-14 R=100 时电感 L 的电流波形仿真实验结论通过仿真实验和对仿真实验得到的输出波形的分析可知，在直流生涯斩波电路中电感电容的对其负载电压的影响。虽然理想的电感电容值为无穷大，但这在现实设计中是不可能实现的。如选

16、取电感电容值极大这必将和减小成本成为矛盾，而且由以上的仿真分析可知它也将和 Boost 启动时调节时间成为矛盾。所以在设计时要综合考虑多方面的因素来选取合适的电感电容值！三、硬件实验1) 硬件电路硬件电路的工作原理分析外接 220V 交流电压经过变压器 T1 和不控整流电路得到 50V 的直流电压E 作为 Boost Chopper 的输入电压给 Boost Chopper 供电。为使 IGBT 在过压时不至于损害和抑制 IGBT 的电流变化过快及其两端电压变化过快而给 IGBT 带15来的损害，在主电路中为其加入缓冲电路和过压保护电路是必要的。触发电路以专用的 PWM 控制芯片 SG3525

17、 为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波形，占空比受 Uco 的控制（如图 1-13） 。触发电路输出的矩形波经光耦合驱动电路控制主电路中 I GBT 的开通和关断。电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形的占空比即可调节 Boost Chopper 输出电压。硬件电路图如下页图 2-15 所示。触发电路以专用的 PWM 控制芯片 SG3525 为核心构成，控制电路输出占空比可调的矩形波形，占空比受 Uco 的控制（如图 1-13） 。触发电路输出的矩形波经光耦合驱动电路控制主电路中 I GBT 的开通和关断。电路设计好后主电路中的电感电容值已确定，此时只要调节触发波形

18、的占空比即可调节 Boost Chopper 输出电压。占空比越大，Boost Chopper 的输出电压值越大。16图 2-15 boost chopper DXP 图172) 元器件的选取及计算本硬件试验中缓冲电路选取的是充放电型RCDH缓冲电路，也是一种耗能型缓冲电路。其中应用元件需要要结合实际的情况进行选择。其中的吸收电容 的选择可以采用一下公式：= 2(+） 2电路中的电阻Rs 不宜过大，如太大 放电时间过长，电不能完全放掉。但 Rs太小，在器件导通时，Rs 放电电流过大、过快，可能危及器件的安全，也可能引起振荡。一般的，电阻选择参考下面的公式：= 16其中 Ls主电路电感，主要是没

19、有续流时的杂散电感；上的最大充电电压； 电源电压； Io- 负载电流; 开关频率。需要注意的是，电容应该选择无感电容；电阻要注意它的功耗，应选择相应的功率电阻；吸收模块的制作要注意绝缘。IGBTG过压保护电路、触发电路和驱动电路中元器件的选取可才参照电力电子设备设计和应用技术手册等相关电力电子设计手册也可以在后面参考文献列出的相关手册中查找。3) 硬件实现利用 PROTEL DXP 做得自动布线图如下18图 2-16 自动布线图19手动布线图如下：图 2-17 手动布线图20参考文献：【1】电力电子技术西安： 王兆安 黄俊 机械工业出版社【2】电力电子设备设计和应用技术手册北京：机械工业出版社

20、【3】电力电子技术基础北京：林渭勋 机械工业出版社【4】 电力电子器件基础北京：陈治明 机械工业出版社【5】现代电力电子技术北京：张立，赵永健 科学出版社【6】田健，郭会军，王华民，等大功率IGBT瞬态保护研究 力电子技术【7】 电力电子技术手册(精)/国外电气工程名著译丛 机械工业出版社 (2004-01 出版) 21附录一 设计任务书题目六 升压斩波电路设计一、 设计目的1、 通过对Boost Chopper电路的设计，掌握Boost Chopper电路的工作原理，综合运用所学知识，进行Boost Chopper电路和系统设计的能力。2、 了解与熟悉Boost Chopper电路拓扑、控制

21、方法。3、 理解和掌握Boost Chopper电路及系统的主电路、控制电路和保护电路的设计方法，掌握原件的选择计算方法。4、 具有一定的电力电子电路及系统实验和调试的能力。二、 设计内容及要求对Boost Chopper电路的主电路和控制电路进行设计。该题目分两组，每组参数如下：第一组：直流电压 E=50V, 负载中 R=20, L、C 值极大， =30v第二组：直流电压 E=200V, 负载中 R=20, L、C 值极大。本设计选取的是第一组参数设计要求1、 理论设计：了解掌握 Boost Chopper 电路的工作原理， Boost Chopper 电路的主电路、控制电路。包括：IGBT

22、 电流、电压额定的选择；驱动保护电路的设计；画出完整的主电路原理图和控制电路原理图；列出主电路的所用的元器件的明细表。2、 仿真实验：利用 NATLAB 仿真软件对 Boost Chopper 电路主电路和控制电路进行仿真建模，并进行仿真实验。实际制作：利用 PROTEL 软件会出集体的所用元器件管脚数、外形尺寸、实际散热和抗干扰等因素，设计 PCB 印刷电路板。最后完成系统电路的组转、调试。22附录二 P ROTEL简 介PROTEL： PROTEL是 PORTEL公 司 在 80年 代 末 推 出 的 EDA软 件 ， 在电 子 行 业 的 CAD软 件 中 ， 它 当 之 无 愧 地 排

23、 在 众 多 EDA软 件 的 前 面 ， 是 电 子设 计 者 的 首 选 软 件 ， 它 较 早 就 在 国 内 开 始 使 用 ， 在 国 内 的 普 及 率 也 最 高 ， 有些 高 校 的 电 子 专 业 还 专 门 开 设 了 课 程 来 学 习 它 ， 几 乎 所 有 的 电 子 公 司 都 要 用到 它 ， 许 多 大 公 司 在 招 聘 电 子 设 计 人 才 时 在 其 条 件 栏 上 常 会 写 着 要 求 会 使 用PROTEL。 早 期 的 PROTEL主 要 作 为 印 制 板 自 动 布 线 工 具 使 用 ， 运 行 在DOS环 境 ， 对 硬 件 的 要 求

24、很 低 ， 在 无 硬 盘 286机 的 1M内 存 下 就 能 运 行 ， 但它 的 功 能 也 较 少 ， 只 有 电 原 理 图 绘 制 与 印 制 板 设 计 功 能 ， 其 印 制 板 自 动 布 线的 布 通 率 也 低 ， 而 现 今 的 PROTEL已 发 展 到 PROTEL99（ 网 络 上 可 下 载 到它 的 测 试 板 ） ， 是 个 庞 大 的 EDA软 件 ， 完 全 安 装 有 200多 M， 它 工 作 在WINDOWS95环 境 下 ， 是 个 完 整 的 板 级 全 方 位 电 子 设 计 系 统 ， 它 包 含 了 电 原理 图 绘 制 、 模 拟 电

25、路 与 数 字 电 路 混 合 信 号 仿 真 、 多 层 印 制 电 路 板 设 计 （ 包 含印 制 电 路 板 自 动 布 线 ） 、 可 编 程 逻 辑 器 件 设 计 、 图 表 生 成 、 电 子 表 格 生 成 、支 持 宏 操 作 等 功 能 ， 并 具 有 Client/Server （ 客 户 /服 务 器 ） 体 系 结 构 ， 同 时还 兼 容 一 些 其 它 设 计 软 件 的 文 件 格 式 ， 如 ORCAD， PSPICE， EXCEL等 ，其 多 层 印 制 线 路 板 的 自 动 布 线 可 实 现 高 密 度 PCB的 100 布 通 率 。 在 国 内P

26、ROTEL软 件 较 易 买 到 ， 有 关 PROTEL软 件 和 使 用 说 明 的 书 也 有 很 多 ， 这 为它 的 普 及 提 供 了 基 础 。 想 更 多 地 了 解 PROTEL的 软 件 功 能 或 者 下 载PROTEL99的 试 用 版 ， 可 以 在 INTERNET上 访 问 它 的 站 点 ：HTTP:/WWW.PROTEL.COM这 款 最 新 高 端 版 本 Altium Designer 6.除 了 全 面 继 承 包 括 99SE， Protel2004 在 内 的 先 前 一 系 列 版 本 的 功 能 和 优 点 以 外 ， 还 增 加 了 许 多 改

27、 进 和 很 多高 端 功 能 。 Altium Designer 6.0 拓 宽 了 板 级 设 计 的 传 统 界 限 ， 全 面 集 成 了FPGA 设 计 功 能 和 SOPC 设 计 实 现 功 能 ， 从 而 允 许 工 程 师 能 将 系 统 设 计 中的 FPGA 与 PCB 设 计 以 及 嵌 入 式 设 计 集 成 在 一 起 。 首 先 ： 在 PCB 部 分 ， 除 了 Protel2004 中 的 多 通 道 复 制 ； 实 时 的 、 阻 抗控 制 布 线 功 能 ； SitusTM 自 动 布 线 器 等 新 功 能 以 外 ， Altium Designer 6

28、.0还 着 重 在 ： 差 分 对 布 线 ， FPGA 器 件 差 分 对 管 脚 的 动 态 分 配 ， PCB 和 FPGA 之 间 的 全 面 集 成 ， 从 而 实 现 了 自 动 引 脚 优 化 和 非 凡 的 布 线 效 果 。 还 有PCB 文 件 切 片 ， PCB 多 个 器 件 集 体 操 作 ， 在 PCB 文 件 中 支 持 多 国 语 言 （中 文 、 英 文 、 德 文 、 法 文 、 日 文 ） ,任 意 字 体 和 大 小 的 汉 字 字 符 输 入 ， 光 标跟 随 在 线 信 息 显 示 功 能 ， 光 标 点 可 选 器 件 列 表 ， 复 杂 BGA

29、器 件 的 多 层 自 动扇 出 ， 提 供 了 对 高 密 度 封 装 （ 如 BGA） 的 交 互 布 线 功 能 , 总 线 布 线 功 能 ，器 件 精 确 移 动 ， 快 速 铺 铜 等 功 能 。 交 互 式 编 辑 、 出 错 查 询 、 布 线 和 可 视 化 功 能 ， 从 而 能 更 快 地 实 现 电 路 板布 局 ,支 持 高 速 电 路 设 计 ， 具 有 成 熟 的 布 线 后 信 号 完 整 性 分 析 工 具 . Altium Designer 6.0 对 差 分 信 号 提 供 系 统 范 围 内 的 支 持 ， 可 对 高 速 内 连 的 差 分 信23号

30、对 进 行 充 分 定 义 、 管 理 和 交 互 式 布 线 。 支 持 包 括 对 在 FPGA 项 目 内 部 定义 的 LVDS 信 号 的 物 理 设 计 进 行 自 动 映 射 。 LVDS 是 差 分 信 号 最 通 用 的 标准 ， 广 泛 应 用 于 可 编 程 器 件 。 Altium Designer 可 充 分 利 用 当 今 FPGA 器件 上 的 扩 展 I/O 管 脚 。其 次 ， 在 原 理 图 部 分 ， 新 增 加 “灵 巧 粘 帖 ”可 以 将 一 些 不 同 的 对 象 拷 贝 到原 理 图 当 中 ， 比 如 一 些 网 络 标 号 ， 一 页 图 纸

31、 的 BOM 表 ， 都 可 以 拷 贝 粘 帖到 原 理 图 当 中 。 原 理 图 文 件 切 片 ， 多 个 器 件 集 体 操 作 ， 文 本 筐 的 直 接 编 辑 ，箭 头 的 添 加 ， 器 件 精 确 移 动 ， 总 线 走 线 ， 自 动 网 标 选 择 等 ！ 强 大 的 前 端 将多 层 次 、 多 通 道 的 原 理 图 输 入 、 VHDL 开 发 和 功 能 仿 真 、 布 线 前 后 的 信 号 完整 性 分 析 功 能 。 在 信 号 仿 真 部 分 ， 提 供 完 善 的 混 合 信 号 仿 真 ,在 对 XSPICE 标 准 的 支 持 之 外 ， 还 支

32、持 对 Pspice 模 型 和 电 路 的 仿 真 。 对 FPGA 设 计 提供 了 丰 富 的 IP 内 核 ， 包 括 各 种 处 理 器 、 存 储 器 、 外 设 、 接 口 、 以 及 虚 拟 仪器 。 第 三 在 嵌 入 式 设 计 部 分 ， 增 强 了 JTAG 器 件 的 实 时 显 示 功 能 ， 增 强型 基 于 FPGA 的 逻 辑 分 析 仪 ， 可 以 支 持 32 位 或 64 位 的 信 号 输 入 。 除 了 现有 的 多 种 处 理 器 内 核 外 ， 还 增 强 了 对 更 多 的 32 位 微 处 理 器 的 支 持 ， 可 以 使嵌 入 式 软 件

33、 设 计 在 软 处 理 器 ， FPGA 内 部 嵌 入 的 硬 处 理 器 ， 分 立 处 理 器 之 间无 缝 的 迁 移 。 使 用 了 Wishbone 开 放 总 线 连 接 器 允 许 在 FPGA 上 实 现 的 逻辑 模 块 可 以 透 明 的 连 接 到 各 种 处 理 器 上 。24附录三 M ATLAB简 介MATLAB 是 美 国 MathWorks 公 司 出 品 的 商 业 数 学 软 件 ， 用 于 算 法 开发 、 数 据 可 视 化 、 数 据 分 析 以 及 数 值 计 算 的 高 级 技 术 计 算 语 言 和 交 互 式 环 境， 主 要 包 括 MA

34、TLAB 和 Simulink 两 大 部 分 。MATLAB 是 矩 阵 实 验 室 （ Matrix Laboratory） 的 简 称 ， 和 Mathematica、 Maple 并 称 为 三 大 数 学 软 件 。 它 在 数 学 类 科 技 应 用 软 件 中 在 数 值 计 算方 面 首 屈 一 指 。 MATLAB 可 以 进 行 矩 阵 运 算 、 绘 制 函 数 和 数 据 、 实 现 算 法、 创 建 用 户 界 面 、 连 接 其 他 编 程 语 言 的 程 序 等 ， 主 要 应 用 于 工 程 计 算 、 控 制设 计 、 信 号 处 理 与 通 讯 、 图 像

35、处 理 、 信 号 检 测 、 金 融 建 模 设 计 与 分 析 等 领域 。MATLAB的 基 本 数 据 单 位 是 矩 阵 ， 它 的 指 令 表 达 式 与 数 学 、 工 程 中 常 用的 形 式 十 分 相 似 ， 故 用 MATLAB来 解 算 问 题 要 比 用 C， FORTRAN等 语 言 完相 同 的 事 情 简 捷 得 多 ， 并 且 mathwork也 吸 收 了 像 Maple等 软 件 的 优 点 ,使MATLAB成 为 一 个 强 大 的 数 学 软 件 。 在 新 的 版 本 中 也 加 入 了 对C， FORTRAN， C+ ， JAVA的 支 持 。 可

36、 以 直 接 调 用 ,用 户 也 可 以 将 自 己 编写 的 实 用 程 序 导 入 到 MATLAB函 数 库 中 方 便 自 己 以 后 调 用 ， 此 外 许 多 的MATLAB爱 好 者 都 编 写 了 一 些 经 典 的 程 序 ， 用 户 可 以 直 接 进 行 下 载 就 可 以 用 。MATLAB 的 优 势（ 1） 友 好 的 工 作 平 台 和 编 程 环 境MATLAB 由 一 系 列 工 具 组 成 。 这 些 工 具 方 便 用 户 使 用 MATLAB 的 函数 和 文 件 ， 其 中 许 多 工 具 采 用 的 是 图 形 用 户 界 面 。 包 括 MATL

37、AB 桌 面 和 命令 窗 口 、 历 史 命 令 窗 口 、 编 辑 器 和 调 试 器 、 路 径 搜 索 和 用 于 用 户 浏 览 帮 助 、工 作 空 间 、 文 件 的 浏 览 器 。 随 着 MATLAB 的 商 业 化 以 及 软 件 本 身 的 不 断 升级 ， MATLAB 的 用 户 界 面 也 越 来 越 精 致 ， 更 加 接 近 Windows 的 标 准 界 面， 人 机 交 互 性 更 强 ， 操 作 更 简 单 。 而 且 新 版 本 的 MATLAB 提 供 了 完 整 的 联机 查 询 、 帮 助 系 统 ， 极 大 的 方 便 了 用 户 的 使 用 。

38、 简 单 的 编 程 环 境 提 供 了 比 较完 备 的 调 试 系 统 ， 程 序 不 必 经 过 编 译 就 可 以 直 接 运 行 ， 而 且 能 够 及 时 地 报 告出 现 的 错 误 及 进 行 出 错 原 因 分 析 。（ 2） 简 单 易 用 的 程 序 语 言Matlab 一 个 高 级 的 矩 阵 /阵 列 语 言 ， 它 包 含 控 制 语 句 、 函 数 、 数 据 结 构、 输 入 和 输 出 和 面 向 对 象 编 程 特 点 。 用 户 可 以 在 命 令 窗 口 中 将 输 入 语 句 与 执行 命 令 同 步 ， 也 可 以 先 编 写 好 一 个 较 大

39、的 复 杂 的 应 用 程 序 （ M 文 件 ） 后 再一 起 运 行 。 新 版 本 的 MATLAB 语 言 是 基 于 最 为 流 行 的 C 语 言 基 础 上 的， 因 此 语 法 特 征 与 C 语 言 极 为 相 似 ， 而 且 更 加 简 单 ， 更 加 符 合 科 技 人 员对 数 学 表 达 式 的 书 写 格 式 。 使 之 更 利 于 非 计 算 机 专 业 的 科 技 人 员 使 用 。 而 且25这 种 语 言 可 移 植 性 好 、 可 拓 展 性 极 强 ， 这 也 是 MATLAB 能 够 深 入 到 科 学 研究 及 工 程 计 算 各 个 领 域 的 重

40、 要 原 因 。（ 3） 强 大 的 科 学 计 算 机 数 据 处 理 能 力MATLAB 是 一 个 包 含 大 量 计 算 算 法 的 集 合 。 其 拥 有 600 多 个 工 程 中要 用 到 的 数 学 运 算 函 数 ， 可 以 方 便 的 实 现 用 户 所 需 的 各 种 计 算 功 能 。 函 数 中所 使 用 的 算 法 都 是 科 研 和 工 程 计 算 中 的 最 新 研 究 成 果 ， 而 前 经 过 了 各 种 优 化和 容 错 处 理 。 在 通 常 情 况 下 ， 可 以 用 它 来 代 替 底 层 编 程 语 言 ， 如 C 和 C+ 。 在 计 算 要 求

41、 相 同 的 情 况 下 ， 使 用 MATLAB 的 编 程 工 作 量 会 大 大 减 少 。 MATLAB 的 这 些 函 数 集 包 括 从 最 简 单 最 基 本 的 函 数 到 诸 如 矩 阵 ， 特 征 向 量 、 快速 傅 立 叶 变 换 的 复 杂 函 数 。 函 数 所 能 解 决 的 问 题 其 大 致 包 括 矩 阵 运 算 和 线 性方 程 组 的 求 解 、 微 分 方 程 及 偏 微 分 方 程 的 组 的 求 解 、 符 号 运 算 、 傅 立 叶 变 换和 数 据 的 统 计 分 析 、 工 程 中 的 优 化 问 题 、 稀 疏 矩 阵 运 算 、 复 数 的 各 种 运 算 、三 角 函 数 和 其 他 初 等 数 学 运 算 、 多 维 数 组 操 作 以 及 建 模 动 态 仿 真 等 。