電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析-Matlab

1、電力系統(tǒng)(din l x tn)穩(wěn)態(tài)分析課程設(shè)計Matlab程序設(shè)計(chn x sh j)共四十頁Matlab的基本知識共四十頁MATLAB是MathWorks公司開發(fā)的科學(xué)與工程計算軟件，它以矩陣運算為基礎(chǔ)，把計算、繪圖及動態(tài)系統(tǒng)仿真等功能有機地融合在一起。同時，它又具有程序設(shè)計語言的基本特征。目前，MATLAB在工程計算與數(shù)值(shz)分析、控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真、信號處理、圖像處理、金融建模設(shè)計與分析等學(xué)科領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用。共四十頁一、MATLAB的操作界面共四十頁1. 命令窗口（Command Window）用于輸入命令并顯示除圖形以外的所有執(zhí)行結(jié)果。一般來說，一個命令行輸入一條

2、命令，命令行以回車結(jié)束。但一個命令行也可以輸入若干條命令，各命令之間以逗號分隔，若前一命令后帶有分號，則逗號可以省略。例如：x=720,y=86x = 720y = 86x=720;y=86y = 86如果一個命令行很長，一個物理(wl)行之內(nèi)寫不下，可以在第1個物理(wl)行之后加上3個小黑點并按下回車鍵，然后接著下一個物理(wl)行繼續(xù)寫命令的其他部分。3個小黑點稱為續(xù)行符，即把下面的物理(wl)行看作該行的邏輯繼續(xù)。例如：z=1+1/(1*2)+1/(1*2*3)+1/(1*2*3*4)+ 1/(1*2*3*4*5)共四十頁2.工作空間窗口 工作空間（Workspace）是MATLAB用

3、于存儲各種變量和結(jié)果的內(nèi)存空間。3.當(dāng)前目錄窗口 當(dāng)前目錄（Current Directory）是指MATLAB運行時的工作目錄，只有(zhyu)在當(dāng)前目錄或搜索路徑下的文件、函數(shù)才可以被運行或調(diào)用。如果沒有特殊指明，數(shù)據(jù)文件也將存放在當(dāng)前目錄下。 共四十頁5.命令歷史窗口自動保留自安裝起所有用過的命令的歷史記錄，并且還標(biāo)明了使用時間，從而(cng r)方便用戶查詢。而且，通過雙擊命令可進行歷史命令的再運行。6.Start菜單共四十頁二、 MATLAB的變量和數(shù)據(jù)(shj)操作1變量命名在MATLAB 7.X中，變量名是以字母(zm)開頭，后接字母、數(shù)字或下畫線的字符序列，最多63個字符。例如

4、x、x_1、xy12在MATLAB中，變量名區(qū)分字母的大小寫。例如addr、Addr和ADDR表示3個不同的變量。2賦值語句MATLAB賦值語句有兩種格式：（1）變量=表達式；（2）表達式在第1種語句形式下，MATLAB將右邊表達式的值賦給左邊的變量，而在第2種語句形式下，將表達式的值賦給MATLAB的預(yù)定義變量ans。共四十頁3常用的預(yù)定義變量ans：計算結(jié)果的默認(mrn)賦值變量pi：圓周率近似值NaN：非數(shù)i、j：虛數(shù)單位共四十頁4變量(binling)的查看、修改與清除（1）變量編輯器（2）clear清除所有變量共四十頁5 用“format”命令設(shè)置(shzh)數(shù)據(jù)輸出格式forma

5、t 格式符“format”命令只影響數(shù)據(jù)輸出格式，而不影響數(shù)據(jù)的計算和存儲。例如輸入為x=4/3 1.2345e-6在各種不同的格式符下的輸出為短格式(short)：1.3333 0.0000長格式(long)：1.33333333333333 0.00000123450000共四十頁6常用的計算命令sin、cos：三角函數(shù)（弧度(hd)）conj：求共軛abs：求幅值angle：求角度（弧度）real：取實部imag：取虛部共四十頁矩陣的表示(biosh)與運算共四十頁一、矩陣的生成在MATLAB中，生成矩陣時無須對矩陣的維數(shù)和類型進行說明，MATLAB會根據(jù)用戶(yngh)所輸入的內(nèi)容自動

6、進行配置。1直接輸入法將矩陣的所有元素用方括號括起來，按矩陣行的順序輸入各元素，同一行的各元素之間用空格或逗號分隔，不同行的元素之間用分號分隔。共四十頁矩陣元素也可以是表達式，MATLAB將自動計算結(jié)果。例如：B=10,5-sqrt(7),sin(pi/2);7,4*8,abs(-7)在MATLAB中，矩陣元素可以是復(fù)數(shù)。例如建立復(fù)數(shù)矩陣：B=1,2+7i,5*sqrt(2)*i;3,2/5,3.5+6i也可以分別建立實部矩陣和虛部矩陣，再合起來(q li)構(gòu)成復(fù)數(shù)矩陣。例如： R=1,2,3;4,5,6; I=1.1,2.2,3.3;4.4,5.5,6.6; RI=R+i*I共四十頁2利用M

7、文件建立矩陣對于比較大且比較復(fù)雜的矩陣，可以為它專門建立一個M文件（1）啟動有關(guān)文本編輯程序或MATLAB的M-file編輯器，并輸入待建矩陣：mydata=1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9; 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9; 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9;（2）把輸入的內(nèi)容存盤（設(shè)文件名為mymat.m）。（3）在MATLAB命令(mng lng)窗口中輸入mymat，即運行該M文件，就會自動建立一個名為mydata的矩陣，可供以后使用。3利用已建好的矩陣建立更大的矩陣共四

8、十頁4建立矩陣(j zhn)相關(guān)的命令冒號表達式a:b:c其中，a為初始值，b為步長，c為終止值。冒號表達式可產(chǎn)生一個由a開始到c結(jié)束，以步長b自增的行向量。zeros(m)：建立mxm的零矩陣zeros(m,n)：建立mxn的零矩陣zeros(size(A)：產(chǎn)生與矩陣A同樣大小的零矩陣diag(t)：產(chǎn)生以向量t為對角元的對角陣共四十頁二、 矩陣元素的操作1 A(m,n)表示取A矩陣第m行、第n列的元素，A(m,:)表示取A矩陣第m行的全部元素，A(:,n)表示取A矩陣的第n列全部元素。 2 A(m1:m2,:)表示取A矩陣第m1m2行的全部元素，A(:,n1:n2)表示取A矩陣第n1n2

9、列的全部元素，A(m1:m2,n1:n2)表示取A矩陣第m1m2行內(nèi)，并在第n1n2列中的所有元素。3 A(t1,t2)表示A矩陣t1向量(xingling)的元素所在行， t2向量(xingling)的元素所在列的元素。共四十頁4 利用空矩陣刪除(shnch)矩陣的元素在MATLAB中，空矩陣是指無任何元素的矩陣，表示形式為。將某些元素從矩陣中刪除，采用將其置為空矩陣的方法就是一種有效的方法。共四十頁三、 矩陣的運算1 基本算術(shù)運算MATLAB的基本算術(shù)運算有：+（加）、（減）、*（乘）、/（右除）、（左除）、（乘方）。矩陣除法(chf)在MATLAB中，有兩種矩陣除法運算：和/，分別表示左

10、除和右除。如果A矩陣是非奇異方陣，則AB和B/A運算可以實現(xiàn)。AB等效于A的逆左乘B矩陣，也就是inv(A)*B，而B/A等效于A矩陣的逆右乘B矩陣，也就是B*inv(A)。共四十頁2 點運算兩矩陣(j zhn)進行點運算是指它們的對應(yīng)元素進行相關(guān)運算，要求兩矩陣(j zhn)的維參數(shù)相同。點運算符有.*、./、.和.點乘(.*)是矩陣元素對應(yīng)相乘共四十頁四、 矩陣相關(guān)函數(shù)size(A)：獲取矩陣A的行數(shù)和列數(shù)（向量）size(A,n)：獲取矩陣A第n維數(shù)A：矩陣A的轉(zhuǎn)置(zhun zh)inv(A)：求A矩陣的逆（逆存在）max(t)、min(t)：求向量t的最大值（幅值）find：獲取滿足

11、邏輯表達式的元素位置共四十頁MATLAB程序設(shè)計(chn x sh j)共四十頁一、命令文件M文件可以根據(jù)調(diào)用方式的不同分為兩類：命令文件（Script File）和函數(shù)(hnsh)文件（Function File）。（1）命令文件沒有輸入?yún)?shù)，也不返回輸出參數(shù)，而函數(shù)文件可以帶輸入?yún)?shù)，也可返回輸出參數(shù)。（2）命令文件對MATLAB工作空間中的變量進行操作，文件中所有命令的執(zhí)行結(jié)果也完全返回到工作空間中，而函數(shù)文件中定義的變量為局部變量，當(dāng)函數(shù)文件執(zhí)行完畢時，這些變量被清除。（3）命令文件可以直接運行，在MATLAB命令窗口輸入命令文件的名字，就會順序執(zhí)行命令文件中的命令，而函數(shù)文件不能直接

12、運行，而要以函數(shù)調(diào)用的方式來調(diào)用它。共四十頁二、函數(shù)文件1 函數(shù)文件的基本結(jié)構(gòu)函數(shù)文件由function語句引導(dǎo)，其基本結(jié)構(gòu)為：function 輸出形參表=函數(shù)名(輸入形參表)函數(shù)體語句end其中，以function開頭的一行為引導(dǎo)行，表示該M文件是一個函數(shù)文件。函數(shù)名的命名規(guī)則與變量名相同。當(dāng)輸出形參多于一個時，則應(yīng)該用方括號括起來。（1）函數(shù)文件名通常由函數(shù)名再加上擴展名.m組成，不過函數(shù)文件名與函數(shù)名也可以不相同。當(dāng)兩者不同時，MATLAB將忽略函數(shù)名而確認函數(shù)文件名，因此，調(diào)用時使用函數(shù)文件名。（2）如果在函數(shù)文件中插入了return語句，則執(zhí)行到該語句就結(jié)束(jish)函數(shù)的執(zhí)行，

13、程序流程轉(zhuǎn)至調(diào)用該函數(shù)的位置。共四十頁2 函數(shù)調(diào)用函數(shù)調(diào)用的一般格式為：輸出實參表=函數(shù)名(輸入實參表)函數(shù)調(diào)用時各實參出現(xiàn)的順序(shnx)、個數(shù)，應(yīng)與函數(shù)定義時形參的順序、個數(shù)一致，否則會出錯。函數(shù)調(diào)用時，先將實參傳遞給相應(yīng)的形參，從而實現(xiàn)參數(shù)傳遞，然后再執(zhí)行函數(shù)的功能。共四十頁三、運算符1 關(guān)系運算（小于）、（大于）、=（大于或等于）、=（等于）、=（不等于）。（1）當(dāng)兩個比較量是標(biāo)量時，直接比較兩數(shù)的大小。若關(guān)系成立，關(guān)系表達式結(jié)果為1，否則為0。（2）當(dāng)參與比較的量是兩個維數(shù)相同的矩陣時，比較是對兩矩陣相同位置的元素按標(biāo)量關(guān)系運算規(guī)則逐個(zhg)進行，并給出元素的比較結(jié)果。最終的關(guān)

14、系運算的結(jié)果是一個維數(shù)與原矩陣相同的矩陣，它的元素由0或1組成。2邏輯運算MATLAB提供了3種邏輯運算符：&（與）、|（或）和（非）。此外，MATLAB還提供了4個邏輯運算函數(shù)：and(a,b)、or(a,b)、not(a)和xor(a,b)。共四十頁四、程序語法1 選擇語句（1）單分支(fnzh)if語句：if 條件 語句塊end當(dāng)條件成立時，則執(zhí)行語句組，執(zhí)行完之后繼續(xù)執(zhí)行if語句的后繼語句，若條件不成立，則直接執(zhí)行if語句的后繼語句。（2）雙分支if語句：if 條件 語句塊1else 語句塊2end當(dāng)條件成立時，執(zhí)行語句組1，否則執(zhí)行語句組2，語句組1或語句組2執(zhí)行后，再執(zhí)行if語句的

15、后繼語句。共四十頁（3）多分支(fnzh)if語句：if 條件1 語句塊1elseif 條件2 語句塊2 elseif 條件n 語句塊nelse 語句塊n+1end共四十頁2 循環(huán)語句（1）for語句for語句的格式為：for 循環(huán)變量=表達式1:表達式2:表達式3 循環(huán)體語句end其中(qzhng)，表達式1的值為循環(huán)變量的初值，表達式2的值為步長，表達式3的值為循環(huán)變量的終值。步長為1時，表達式2可以省略。共四十頁（2）while語句while語句的一般格式(g shi)為while(條件) 循環(huán)體語句end（3）break語句和continue語句break語句用于終止循環(huán)的執(zhí)行。當(dāng)在循

16、環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時，程序?qū)⑻鲅h(huán)，繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)語句的下一語句。continue語句控制跳過循環(huán)體中的某些語句。當(dāng)在循環(huán)體內(nèi)執(zhí)行到該語句時，程序?qū)⑻^循環(huán)體中所有剩下的語句，繼續(xù)下一次循環(huán)。共四十頁五、書寫風(fēng)格1 寫成函數(shù)文件(wnjin)2 功能塊程序可分解為幾個功能塊實現(xiàn)，可創(chuàng)建過程函數(shù)或過程函數(shù)文件3 注釋（%）關(guān)鍵的語句、功能塊必須添加注釋，包括參數(shù)說明、公式以及判定條件4 語句對齊及層次if-end，while-end，for-end對齊下級語句縮進一個tab共四十頁MATLAB程序調(diào)試及潮流(choli)程序注意事項共四十頁一、程序錯誤應(yīng)用程序的錯誤有兩類，一類是語法錯誤，另一類

17、是運行時的錯誤。語法錯誤包括語法或文法的錯誤，如函數(shù)名拼寫錯、表達式書寫錯、數(shù)據(jù)類型錯誤等。MATLAB能夠檢查出大部分的語法錯誤，給出相應(yīng)錯誤信息，并標(biāo)出錯誤在程序中的行號(xn ho)。程序運行時的錯誤是指程序的運行結(jié)果有錯誤，這類錯誤也稱為程序邏輯錯誤。MATLAB系統(tǒng)對邏輯錯誤是無能為力的，不會給出任何提示信息。這時可以通過一些調(diào)試手段來發(fā)現(xiàn)程序中的邏輯錯誤，最常見的辦法是通過獲取中間結(jié)果的方式來獲取錯誤可能發(fā)生的程序段，以便進一步分析錯誤的原因。共四十頁二、調(diào)試功能簡介（1）Set/Clear Breakpoint：設(shè)置或清除斷點。（2）Clear Breakpoints in Al

18、l Files：清除所有(suyu)斷點。（3）Step：單步運行。每單擊一次，程序運行一次，但不進入函數(shù)。（4）Step In：單步運行。遇到函數(shù)時進入函數(shù)內(nèi)，仍單步運行。（5）Step Out：停止單步運行。如果是在函數(shù)中，跳出函數(shù)；如果不在函數(shù)中，直接運行到下一個斷點處。（6）Continue：繼續(xù)執(zhí)行，執(zhí)行至下一個斷點。（7）Exit Debug Mode：退出調(diào)試模式共四十頁三、潮流(choli)程序流程共四十頁四、推薦數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)feval命令(mng lng)：調(diào)用指定的函數(shù)（用于獲取網(wǎng)絡(luò)參數(shù)與初值）(1)bus databus type Pd Qd Vm Va basekV(2)branch datafbus tbus r x b ratio共四十頁五、變壓器的處理(chl)共四十頁六、高斯消元法（1）形成增廣矩陣（2）形成上三角矩陣i=1:n：第i行對角元化為1j=i+1:n：第j行中i所對應(yīng)的列化為零（3）形成單位陣輸出(shch)結(jié)果i=n:-1:1j=1:i-1：第j行中i所對應(yīng)的列化為零（4）輸出結(jié)果共四十頁內(nèi)容摘要電力系