本文详细介绍了如何基于Matlab软件设计一款电力电子技术仿真实验教学系统。在电气工程及自动化等专业课程中，电力电子技术是一门极其重要的专业基础课程，不仅要求学生理解理论知识，更需要结合工程实际应用，培养学生的实践能力。本文针对当前教学改革的需要，开发了适应新课程标准的仿真实验系统，旨在解决学时压缩与培养学生综合应用能力之间的矛盾，并通过仿真实验提高教学效率。
仿真实验系统整体设计考虑到电路及其应用，系统包括整流电路、逆变电路、直流斩波电路、交交变流电路、PWM控制技术和软开关技术六个实验子系统，这些子系统又进一步细分为若干实验模块。为了便于教学使用，每个实验子系统均可独立运行。仿真实验系统借助Matlab软件的GUI工具设计用户图形界面，并在Simulink平台上建立电路的仿真模型。通过编写M函数文件实现电路参数的设置和仿真结果的输出，最终在用户界面上展示电路中观测点的波形，完成仿真实验的整个过程。学生通过这个系统可以自主选择电路类别、负载性质和参数，从而更深入地理解电路原理和特点。
在Simulink环境下建立仿真模型的步骤包括：从电力系统模型库中选择所需的模块，如直流电源、IGBT、RLC负载等，并按原理图连接导线。如果电路复杂，可以将不同功能部分封装成子系统。为了获取控制信号并观察仿真情况，通常需要将脉冲发生器、多用表、示波器等接入仿真电路。以零电压开关准谐振电路为例，仿真模型的建立及调试过程需要综合运用这些工具和方法。逆变电路实验的仿真运行按钮被按下后，程序会首先检验用户录入的参数是否合法，然后打开电路模型并设置用户参数，执行仿真并绘制波形。
仿真实验教学系统的设计充分利用了Matlab仿真软件的用户界面开发环境。通过引入仿真实验，有效地提高了教学效率，满足了教学改革的需求。仿真实验系统设计的目的是为学生提供一个可以自主学习、实验验证的平台，加深他们对电路原理的理解。仿真实验系统不仅支持课上教学，也鼓励学生在课外时间自主学习和实验。此外，为了加强实用性与针对性，仿真系统的设计基于教材章节，每个子系统都是可独立运行的，这使得教学过程更加灵活，适应了课程改革的需求。通过一学期的试用，学生在电路原理理解和解决问题方面的能力都有了显著提高。
通过这篇文献，我们可以获得关于如何利用Matlab进行仿真实验系统设计的丰富知识。这包括对电力电子技术基本理论的掌握，对Matlab软件特别是其GUI和Simulink模块的应用能力，以及如何通过仿真实验来解决教学中面临的具体问题，如实验资源不足、学生实践能力培养等。此外，还涉及了软件编程中的一些基本操作，比如M函数文件的使用、仿真模型参数设置、结果输出与分析等。
本文还提供了开发仿真实验教学系统的宝贵经验和成果，展示了该系统对学生学习效果的积极影响。通过实验系统的具体实施案例，如逆变电路实验和零电压开关准谐振电路仿真，为读者提供了一个将理论与实践相结合的详细展示。通过这些案例，我们可以更好地理解仿真实验在教学中的应用方法与效果评估。文章还提供了参考文献，供感兴趣的读者进一步研究和学习相关领域的知识。
