本書是原版書作者在從事電力電子教學與研究的基礎(chǔ)上總結(jié)編寫而成的。第一部分(第1~3章)為PSpice軟件的基本功能介紹;第二部分(第4章和第5章)為MATLAB軟件簡單功能講解;第三部分(第6~8章)主要利用PSpice和MATLAB軟件對半導體器件特性進行探索,對電子電路和電路系統(tǒng)進行綜合分析。本書實例均附帶PSpice和MATLAB仿真程序,讀者可從機械工業(yè)出版社官方網(wǎng)站www.cmpbook.com獲取配套仿真程序。第一部分和第二部分適用于剛剛接觸PSpice和MATLAB軟件并且希望對其進行簡單了解的學生和專業(yè)人員,第三部分適用于電子和電氣工程專業(yè)學生及相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員。
隨著當今電力電子電路和計算機輔助設(shè)計軟件的飛速發(fā)展,電力電子電路的設(shè)計與分析方法也發(fā)生了日新月異的變化,各種仿真工具成為現(xiàn)代電力電子電路設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)之一,是必不可少的工具和手段。越來越多的人重視電子電路仿真技術(shù),希望能夠熟練使用各種仿真軟件來幫助他們優(yōu)化設(shè)計。在傾聽了許多學生、工程師和愛好者的聲音后,我們策劃了“仿客+”系列圖書,旨在把國內(nèi)外先進的仿真技術(shù)、仿真經(jīng)驗、仿真心得帶給讀者,使讀者能夠更好地理解仿真技術(shù)的真諦,更好地利用各種仿真軟件服務(wù)于實際設(shè)計。
譯者序
工欲善其事,必先利其器。在當今電子電路飛速發(fā)展的時代,使用哪種軟件及如何使用軟件對電路進行詳盡、系統(tǒng)的分析顯得尤為重要。
本書首先對電路行業(yè)的標志性軟件PSpice進行講解,主要包括直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析和蒙特卡洛分析。另外對各類庫文件尤其是ABM和SPECIAL庫進行詳細的講解,以便讀者能夠更加靈活地應(yīng)用數(shù)學表達式、數(shù)據(jù)表格、傳遞函數(shù)對模擬電路進行描述和仿真數(shù)據(jù)提取,以供MATLAB進行處理。
然后本書結(jié)合實例對MATLAB軟件的基本功能進行講解,尤其是數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析功能。另外,還對MATLAB軟件的繪圖功能和程序編寫進行了簡單介紹。
最后本書結(jié)合電路實例,將PSpice的強大電路仿真功能和MATLAB的強勁數(shù)學處理能力進行聯(lián)合,共同對電路進行綜合分析,以便能夠系統(tǒng)、徹底、合理地解決電路系統(tǒng)設(shè)計過程中遇到的問題。
本書思路創(chuàng)新,把MATLAB和PSpice兩種軟件綜合在一起對電路進行分析,理論與實例相結(jié)合,源于實踐用于實踐,非常值得電路設(shè)計人員借鑒。
本書由張東輝、周龍、鄧衛(wèi)翻譯。北方工業(yè)大學的毛鵬老師完成了全稿的校核工作。PSpice仿真群(336965207)的如下仿友:陳明、曹珂杰、杜建興、黃維笑、李少兵、劉亞輝、潘如政、王曉志、于剛、張東東、張遠征、趙東生、張岳海、張志新等對本書的文字翻譯和仿真程序校對付出了辛勤的汗水,在此表示最衷心的感謝。
限于譯者才疏學淺,加之時間倉促,難免出現(xiàn)翻譯欠妥之處,懇請讀者批評指正,在此表示誠摯感謝。
張東輝
2016年3月
譯 者 的 話
各種機械的許多可靠性問題均源于螺紋緊固的聯(lián)接,特別是,現(xiàn)代重要的機械裝置,如飛機、艦船、汽車、機車車輛、工程機械、重大機械裝備和鋼結(jié)構(gòu)等,更是如此。現(xiàn)代機械幾乎離不開螺紋緊固件的聯(lián)接,甚至在某些關(guān)鍵領(lǐng)域(包括天上、陸地和水下的尖端裝備),螺紋緊固件聯(lián)接的技術(shù)具有不可替代性。
改革開放30多年,我國通過引進、技術(shù)消化和自主開發(fā),在許多方面取得了很大進步。不過,大量的實證也使我們清醒地認識到,盡管我國現(xiàn)在已能制造不少“大總成”,但這些“總成”內(nèi)的關(guān)鍵部件并不一定能夠制造、關(guān)鍵技術(shù)并不真正充分地掌握,離“知其然并知其所以然”還有很大的距離。大量的實踐表明,我國基礎(chǔ)工業(yè)的工藝積累和關(guān)鍵性技術(shù)掌握與發(fā)達國家的差距不小,螺紋緊固件聯(lián)接的相關(guān)技術(shù)就是其中之一。
“他山之石可以攻玉”,翻譯、介紹《螺紋緊固件聯(lián)接工程》一文,就是為促進我國“螺紋緊固聯(lián)接技術(shù)”的深入研究,提高該技術(shù)的應(yīng)用水平,為我國“由制造大國邁向制造強國”奉獻自己的努力 。
酒井智次博士在螺栓聯(lián)接工程方面有許多研究成果,并獲得多項重要獎項,本書匯集了作者本人和國際上著名的研究成果,詳細介紹了螺紋聯(lián)接的設(shè)計、制造及裝配技術(shù),提供了各種情況下螺紋緊固件的正確聯(lián)接;通過實際練習闡述了螺栓聯(lián)接的計算。對于工科學生,尤其是年輕的專業(yè)人員,本書提供了廣泛的專業(yè)知識以及螺紋緊固件正向設(shè)計開發(fā)的方法,對于經(jīng)驗豐富的工程師來說,該書所提供的專業(yè)知識以及豐富的試驗數(shù)據(jù),對其工作也是會有幫助的。
能夠翻譯這本書是我的榮幸,這得益于日本青山制作所(AOYA MA SEISAKUSHO CO.,LTD.)大力幫忙和協(xié)助,特別要感謝的是日本青山制作所杉山先生、盧一萌女士以及澀谷先生,是他們與酒井先生溝通交流后,酒井先生授權(quán)給我,作為本書的譯者,在翻譯過程中,我如履薄冰,生怕有違作者的原意。
參與本書譯文的校對工作的有:泛亞汽車技術(shù)中心的葉又、上海柴油機股份公司的勞國強、上海大眾汽車有限公司的季洋海,全書由我的老領(lǐng)導張英才先生完成最終的校對工作。本書得以出版,還要感謝德國SCHATZ公司CEO SCHATZ博士,德國Zwick公司中國辦事處李維倫博士,SCHATZ公司中國辦事處郭林健先生的大力支持。
感謝同事(李琨、裕莉莉、張薇)的無私幫助,許多細節(jié)工作都是在他們的幫助下完成的,由于時間比較緊張,加之譯者水平有限,譯文中難免有不當之處,敬請讀者批評指正。
譯者
原 書 前 言
Spice是電路仿真行業(yè)標準軟件之一。該軟件可實現(xiàn)直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析和蒙特卡洛分析。另外,Spice擁有非常豐富的元件模型庫,用戶可以使用這些元件庫對電路進行仿真分析與設(shè)計。 PSpice仿真軟件由Cadence公司在Spice語言基礎(chǔ)上進行設(shè)計加工而成。PSpice軟件包含模擬行為模型元件庫,用戶可以利用數(shù)學表達式、數(shù)據(jù)表格、傳遞函數(shù)對模擬電路進行描述。
MATLAB軟件主要用于矩陣計算,該軟件擁有大量的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析函數(shù)。另外,MATLAB軟件還集成了強大的繪圖功能。除此之外,MATLAB還可以進行編程,用戶通過編寫新模塊(mfiles)可以大大增強MATLAB的計算處理功能。
本書把PSpice的強大電路仿真功能和MATLAB的強勁數(shù)學處理能力相聯(lián)合,共同對電路進行綜合分析。電子電路通常由元件模型和子電路構(gòu)成,PSpice可對其進行直流分析、交流分析、瞬態(tài)分析、傅里葉分析、溫度分析和蒙特卡洛分析。然后,MATLAB利用仿真數(shù)據(jù)進行元件參數(shù)計算、曲線擬合、數(shù)值積分、數(shù)值微分、統(tǒng)計分析及二維和三維圖形繪制。
PSpice軟件擁有圖形處理程序——PROBE,利用該程序可以把仿真結(jié)果進行圖形顯示,更加有利于用戶對電路進行理解和分析。另外,PROBE具有大量的內(nèi)置函數(shù),可以對波形數(shù)據(jù)進行簡單處理。然而,與MATLAB相比,PSpice的數(shù)據(jù)處理功能就微乎其微了。
編寫本書的主要目的是向讀者介紹PSpice電路仿真軟件;把簡單、方便、實用的MATLAB數(shù)學處理工具引薦給讀者;引導讀者利用PSpice和MATLAB對電路進行綜合分析,以解決電路系統(tǒng)設(shè)計過程中遇到的問題。
本書具有自己的特色,它對MATLAB和PSpice兩種軟件進行詳細介紹。另外,本書把PSpice的強大電路仿真功能和MATLAB的強勁數(shù)學處理能力相聯(lián)合,共同解決電路系統(tǒng)中的設(shè)計問題。
讀者
本書可供在校學生、專業(yè)工程師和相關(guān)技術(shù)人員使用。第一部分為PSpice軟件的基本功能介紹。第二部分為MATLAB軟件簡單功能講解,對于剛剛接觸MATLAB軟件并且希望對其進行簡單了解的學生和專業(yè)人員非常適用。第三部分主要針對電子和電氣工程專業(yè)學生及技術(shù)人員,他們可以使用PSpice和MATLAB對半導體器件特性進行探索,對電子電路和電路系統(tǒng)進行綜合分析。
PSpice和MATLAB綜合電路仿真與分析(原書第2版)原 書 前 言主要內(nèi)容
本書第1版主要分為三部分。第一部分(第1~3章)主要介紹PSpice仿真軟件。第1章為OrCAD原理圖繪制,第2章為PSpice基本命令,第3章為PSpice高級功能。每章都結(jié)合具體的電路仿真分析實例對PSpice軟件的相關(guān)功能進行詳細講解和分析。
第二部分(第4、5章)主要介紹MATLAB軟件。利用MATLAB對電路進行分析,并且對電子電路應(yīng)用進行探索。建議讀者在閱讀第1~5章時,能夠利用計算機完整地運行書中的仿真實例。親手實踐是學習PSpice和MATLAB的最佳途徑。
第三部分包括第6~8章,主要討論二極管、運算放大器和晶體管電路。重點講解如何利用PSpice和MATLAB解決電子電路問題。結(jié)合大量的電路實例,展示PSpice和MATLAB對電路進行綜合分析時強大的解決問題能力。本書每章都附有參考目錄和習題,以供讀者查閱和練習。
在本書第2版中,第1章講解OrCAD原理圖繪制。本版書籍把仿真電路的原理圖繪制和PSpice文本編程集成在一起進行講解。為了讓讀者能夠更加容易地使用OrCAD軟件,原理圖繪制和仿真設(shè)置步驟均采用流程的形式,通俗易懂、簡單直接。MATLAB部分也增加了幾項數(shù)據(jù)處理功能,每章都增加了仿真實例,另外,每章節(jié)的習題也進行了補充。最后,本書每章結(jié)尾的參考文獻均進行了修訂和更新。
機工授權(quán)書
張東輝,男,畢業(yè)于中國科學院電工研究所。能夠?qū)﹄娏﹄娮与娐泛湍M電路進行系統(tǒng)的分析和設(shè)計,能夠獨立的設(shè)計線性電源和開關(guān)電源,對模擬電路的反饋、信號調(diào)理和隔離有深入的研究;精通pspice電路仿真軟件,能夠熟練使用DXP PROTELL制板軟件,能夠使用數(shù)學分析軟件Mathcad2001、Origin、Maple、Mathematica 5對復雜函數(shù)進行計算、分析,對復雜的模擬電路進行微分方程的求解以及產(chǎn)品的概率統(tǒng)計。