CN110989398A - 一种电气控制电路仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电气控制电路仿真系统，涉及电气控制仿真系统的技术领域，解决了现有技术的搭建效率低、存在不安全的隐患且不能直接获得电气参数的技术问题。它包括：电路搭建模块，通过元件自定义的创建电气控制电路；实时仿真模块，通过改进节点法对所述电气控制电路进行实时仿真，以得到所述电气控制电路的电气参数。本发明操作简便、搭建效率高且安全可靠，不仅可任意的创建电气控制电路进行仿真，还可实时动态调节参数，同时还可直接获得电路的电参数，有利于师生对电气控制电路的理解，很好的满足了教学要求。

Description

一种电气控制电路仿真系统

技术领域

本发明涉及电气控制仿真系统的技术领域，更具体地说，它涉及一种电气控制电路仿真系统。

背景技术

电气工程、自动化专业教学均涉及有电气控制环节。为进一步的理解电气控制电路的原理或验证电气控制电路的可行性，需在传统的硬件实验室的电气实验装置上按照电气原理图手动接线，然后上电运行。这种方式缺点明显，主要表现在：(1)大部分的电气控制系统接线复杂，验证电气原理图需消耗大量的时间进行线路连接，导致效率低下；(2)由于需对电气设备进行导线连接，使得师生不可避免的面临着强电的威胁，导致不安全的因素存在；(3)大多数院校的实验室经费以及实验设备的数量有限，因而在实验时只能几个人一组一起完成实验，导致实验时过于拥挤；此外电路的电气参数需通过师生的自行计算，不能直接获取，这样会导致师生难以完全理解当前实验项目的情况，难以满足教学需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电气控制电路仿真系统，搭建效率高且安全可靠，可直接获得电路的电参数，有利于师生对电气控制电路的理解。

本发明的技术方案是在于：一种电气控制电路仿真系统，包括：

电路搭建模块，通过元件自定义的创建电气控制电路；

实时仿真模块，通过改进节点法对所述电气控制电路进行实时仿真，以得到所述电气控制电路的电气参数。

作进一步的改进，所述改进节点法具体包括以下步骤：

S1、对所述电气控制电路进行分配节点；

S2、检查所述电气控制电路的连接关系是否正确，若不正确，则提示所述电气控制电路接线有误，若正确，则进行下一步；

S3、构建所述改进节点法的矩阵方程；

S4、根据所述电气控制电路的已知量求解出所述矩阵方程的未知量；

S5、根据所述未知量计算出电气控制电路中两个节点之间的电气参数。

进一步的，所述矩阵方程为：

Ax＝z；

其中，A为系数矩阵，其维度为(m+n)×(m+n)；x为所述未知量构成的未知矩阵，其维度为(m+n)×1；z为所述已知量构成的已知矩阵，其维度为(n+m)×1；n为所述电气控制电路中节点的个数；m为所述电气控制电路中电压源的个数。

更进一步的，所述矩阵A具体包括：

其中，G、B、C、D均为矩阵；

所述矩阵G的维度为n×n，所述矩阵G的矩阵对角线上的元素等于连接到相应节点的元件的电导之和，位于非对角线上的元素为连接到相应节点的元件的负电导；

所述矩阵B的维度为n×m，若第m所述电压源的正极连接到第n节点，则所述矩阵B中的元素(m,n)为1，若第m所述电压源的负极连接到第n节点，则所述矩阵B中的元素(m,n)为-1，否则，则所述矩阵B中的元素(m,n)为0；

所述矩阵C的维度为m×n，所述矩阵C为矩阵B的转置矩阵；

所述矩阵D的维度为m×m，所述矩阵D为零矩阵。

更进一步的，所述未知量包括节点电压和流经电压源的电流，所述矩阵x具体包括：

其中，v、j均为矩阵；

所述矩阵v的维度为n×1，所述矩阵v的元素的值为第n节点的节点电压值；

所述矩阵j的维度为m×1，所述矩阵j的元素的值为流经第m电压源的电流值。

更进一步的，所述已知量包括电流源的电流值和电压源的电压值，所述矩阵z具体包括：

其中，i、e均为矩阵；

所述矩阵i的维度为n×1，所述矩阵i的元素的值为与相应的节点连接的电流源的电流值之和；

所述矩阵e的维度为m×1，所述矩阵e的元素的值为相应的电压源的电压值。

更进一步的，所述分配节点具体包括如下步骤：

S11、将所有导线元件的两个端点的端点ID所对应的节点ID设为相同；

S12、根据接地元件将接地节点设置为参考节点，若无所述接地元件但有电压源，则将与所述电压源的第一端点ID对应的节点设为参考节点；

S13、根据所述参考节点对元件端点分配节点ID。

更进一步的，步骤S11，具体包括：

S111、遍历导线元件集合，获取节点字典中当前所述导线元件的两个端点的端点ID；

S112、根据所述端点ID遍历节点字典，并从所述节点字典中取出与端点ID对应的节点ID；

S113、若两个所述节点ID均为空，则将所述端点ID添加至节点字典中，并在所述节点字典中新建一节点ID，同时将两个所述端点ID的值均映射为新建的节点ID；

若其中一个所述节点ID为空，则将与为空的所述节点ID对应的端点ID添加至节点字典中，并将所述端点ID的值映射为不为空的节点ID；

若两个所述节点ID均不为空，则根据所述端点ID的值遍历节点字典，判断所述端点ID的值是否等于第二个节点ID，若等于，则将所述端点ID的值改为第一个节点ID。

更进一步的，步骤S13，具体包括：

S131、在所述导线元件集合中遍历每个元件的端点ID；

S132、若所述节点字典中无当前元件的端点ID，则在所述节点字典中新建一节点ID，且按顺序的添加至节点集合中，并将新建的所述节点ID设为节点集合的顺序值，同时在所述节点字典中添加该端点ID，并将所述端点ID的值映射为该节点ID；

若所述节点字典中有当前元件的端点ID，且所述节点字典中与端点ID对应的节点ID为负，则将所述节点ID按节点集合的顺序顺序的排列在节点集合中，并将所述节点ID设为节点集合的顺序值。

更进一步的，本系统还包括：

电参数测量模块，用于检测所述电气控制电路中的电路参数；

波形仿真模块，用于显示所述电气控制电路的仿真波形。

有益效果

本发明的优点在于：通过电路搭建模块对电气控制电路的自定义搭建，可自由的搭建当前实验项目所需的电路，避免了使用实际电气设备搭建电路的效率低下、存在安全隐患的问题。通过实时仿真模块对电气控制电路的实时仿真，可直接获得电路的电参数，有利于师生深入的对电气控制电路进行理解，达到实验、教学的目的。

附图说明

图1为本发明的结构方框示意图；

图2为本发明的改进节点法算法实现的整体流程示意图；

图3为本发明的分配节点的流程示意图；

图4为本发明的将所有导线元件的两个端点的端点ID对应的节点ID设为相同的流程示意图；

图5为本发明的设置参考节点的流程示意图；

图6为本发明的分配节点ID的流程示意图；

图7为本发明的检查电路导线之间是否有短路现象的流程示意图；

图8为本发明的检查电路中是否有电压源与导线短路连接的流程示意图；

图9为本发明的FindPath方法的流程示意图；

图10为本发明的具体实施的电气控制电路图；

图11为本发明的具体实施的电气控制电路图电路命名后的示意图；

图12为本发明的构建矩阵方程的流程示意图；

图13为本发明的电参数测量模块有效值计算的流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。

参阅图1，本发明的一种电气控制电路仿真系统，包括电路搭建模块和实时仿真模块。其中，电路搭建模块是通过元件自定义的创建电气控制电路。电路搭建模块主要包括的元件有电阻、电感、电容、电压源、接地、开关和导线等。而电阻、电感、电容可分别设置电阻值、电容值和电感值，电压源可设置其直流电压值或交流正弦电压的频率、初相位、幅值等。本实施例的电路搭建模块还可通过UGUI制作各种元件，以满足搭建电气控制电路的需求。在电路搭建模块上可自由的搭建当前实验项目所需的电路，避免了使用实际电气设备搭建电路的效率低下、存在安全隐患的问题。实时仿真模块是通过改进节点法对电气控制电路进行实时仿真，以得到电气控制电路的电气参数。具体的，电气参数包括各元件的电流和电压、各支路的电流和电压。通过本系统直接提供的电气参数，有利于师生深入的对电气控制电路进行理解，达到实验、教学的目的。本实施例的实时仿真模块还可在仿真的过程中动态的调节元件的参数，更有利于帮助师生更深入的理解各元件参数对整个电路的影响，不仅更好的满足实验的要求，还大大的提高了本系统的可操控自由度。

参阅图2，本实施例的改进节点法具体包括以下步骤：

S1、对电气控制电路进行分配节点。

为了更好的对分配节点的方法作出说明，本实施例定义了在分配节点过程中所使用到的主要类函数，包括Point、CircuitElm、NodeMapEntry、WireInfo、CircuitNode、FindPathInfo。其中，Point为元件端点类，存储有端点ID，即PointID，且端点未与其他元件相连时，该值唯一；CircuitElm为元件的基类；NodeMapEntry为节点ID映射类，只存储有节点ID；WireInfo为导线信息类，其存储有与导线两个端点相连的元件及元件端点，且该类函数还用于计算流经导线的电流时所使用到的端点；CircuitNode为节点类，用于存储与该节点连接的所有元件以及该元件的端点ID；FindPathInfo用于判断是否有不符合规定的电路连接。此外，本实施例还定义了主要变量，包括eleList、nodeMap、wireInfoList、nodeList。其中eleList为导线元件集合，其存储有与其他元件相连的元件；nodeMap为节点字典，其键为Point类，其值为NodeMapEntry类，用于将PointID映射为节点ID；wireInfoList存储了所有导线元件对应的WireInfo类，导线元件为通过导线与其他元件连接的元件，且每个导线元件只有两个端点；nodeList为节点集合。

参阅图3，分配节点具体包括如下步骤：

S11、将所有导线元件的两个端点的端点ID所对应的节点ID设为相同。

参阅图4，步骤S11具体包括：

S111、遍历导线元件集合，获取节点字典中当前导线元件的两个端点的端点ID。具体的，根据当前的导线元件遍历eleList中的导线元件，并找出当前导线元件的两个端点的端点ID，新建与导线元件对应的WireInfo，然后将WireInfo添加至wireInfoList中。

S112、根据端点ID遍历节点字典，并从节点字典中取出与端点ID对应的节点ID。具体的，根据导线元件的两个端点的端点ID对应的Point类，即Point1、Point2，从nodeMap分别取出nodeMapEntry1和nodeMapEntry2。

S113、若两个节点ID均为空，则将端点ID添加至节点字典中，并在节点字典中新建一节点ID，同时将两个端点ID的值均映射为新建的节点ID。具体的，若nodeMapEntry1和nodeMapEntry2均为空，则新建一个NodeMapEntry取变量名为tempNodeMapEntry,将导线元件两个端点的端点ID，即Point1、Point2添加至nodeMap中，并将两个端点ID的值都映射为tempNodeMapEntry。若其中一个节点ID为空，则将与为空的节点ID对应的端点ID添加至节点字典中，并将端点ID的值映射为不为空的节点ID。具体的，若nodeMapEntry1不为空、nodeMapEntry2为空，则在nodeMap中将Point2映射为nodeMapEntry1。若nodeMapEntry1为空、nodeMapEntry2不为空，则在nodeMap中将Point1映射为nodeMapEntry2。若两个节点ID均不为空，则根据端点ID的值遍历节点字典，判断端点ID的值是否等于第二个节点ID，若等于，则将端点ID的值改为第一个节点ID。具体的，若nodeMapEntry1、nodeMapEntry2均不为空，则遍历nodeMap，只要nodeMap中键对应的值为nodeMapEntry2，就将该键对应的值改为nodeMapEntry1即可，从而实现了将两个端点的端点ID对应的节点ID设为相同。

S12、根据接地元件将接地节点设置为参考节点，若无接地元件但有电压源，则将与电压源的第一端点ID对应的节点设为参考节点。参阅图5，设置参考节点具体包括：

S121、遍历eleList所有的导线元件,若找到接地元件，则将gotGroundFlag标志位标记为true，然后结束遍历；若找到电压源且变量voltEle为空，则设置voltEle为该电压源。

S122、遍历结束后，若没找到接地元件但找到电压源，即gotGroundFlag为false，voltEle不为空，且若nodeMap的键中包含voltEle的Point1，则设置Point1对应的NodeMapEntry的节点ID为0；若不包含，则在nodeMap中添加Point1，映射的NodeMapEntry的节点ID为0。节点ID为0的节点即为参考节点。

S123、新建一个对地参考节点CircuitNode，并添加到nodeList中。

S13、根据参考节点对元件端点分配节点ID。参阅图6，步骤S13具体包括：

S131、在导线元件集合中遍历每个元件的端点ID。即再次遍历eleList，同时遍历每个元件的端点ID。

S132、若节点字典中无当前元件的端点ID，则在节点字典中新建一节点ID，且按顺序的添加至节点集合中，并将新建的节点ID设为节点集合的顺序值，同时在节点字典中添加该端点ID，并将端点ID的值映射为该节点ID。具体的，若nodeMap中没有当前元件的端点ID，即此元件的端点没有与导线相连，则新建一个NodeMapEntry，将NodeMapEntry的值，即节点ID，以及该元件端点ID的值设为nodeList的Count，并在nodeMap中将该Point映射为NodeMapEntry。其中，Count为nodeList的顺序值。若节点字典中有当前元件的端点ID，且节点字典中与端点ID对应的节点ID为负，则将节点ID按节点集合的顺序顺序的排列在节点集合中，并将节点ID设为节点集合的顺序值。具体的，若当前元件的端点ID对应的nodeMapEntry的值，即当前元件的端点ID对应的节点ID，为-1，说明此端点还未分配节点ID，则设置该nodeMapEntry的值以及该元件端点的值为nodeList的Count,并新建一个CircuitNode添加至nodeList中。

此外，若nodeMap中有当前元件的端点ID且该端点ID对应的nodeMapEntry的值不为-1，说明该端点已经分配了节点ID，则从nodeMap中取出该元件的端点ID对应的节点ID。若节点ID为0，则强制设置该元件端点的电压为0。然后根据节点ID从nodeList中提取出对应的CircuitNode；在该CircuitNode周围连接的元件集合中添加该元件；同时遍历并统计与该元件连接的电压源的个数，并给电压源依次编号，编号的顺序从自然数1开始。

S2、检查电气控制电路的连接关系是否正确，若不正确，则提示电气控制电路接线有误，若正确，则进行下一步。通过对连接完毕电气控制电路的检查，以确保电气控制电路的正确运行，避免电路连接错误而导致实验项目失败的问题，进一步提高了本系统的可靠性。

检查电气控制电路的连接关系是否正确，具体包括：

S21、检查电路中是否有导线之间的短路现象，同时判断该导线元件，即与该导线连接的元件能否计算出电流。参阅图7，其步骤如下：

S211、遍历wireInfoList，并统计遍历的次数，记为moveCount。获取每个导线元件及其对应的wireElm和circuitNode，然后根据circuitNode连接的元件来判断该导线是否能够计算出电流。

S212、如果元件为电压源、电阻、电容、电感，则直接判断与其连接的导线可以计算出电流；如果导线元件还连接着其他导线，则要其他导线都能够计算出电流之后，这条导线才能算出电流，若不能算出，则将该条导线移至最后,等其他导线遍历统计完后再重新来判断这条导线是否可以计算电流；若moveCount超过wireInfoList集合数量的2倍，说明电路中的元件全部是导线时,遍历完两个周期都还没能计算出所有导线的电流，就认为有短路现象，无法计算出电流。

S22、检查电路中是否有电压源与导线短路连接。参阅图8，其步骤如下：

S221、遍历eleList,当元件为电压源时，新建一个FindPathInfo,并将检测类型、起始元件、以及eleList传递到FindPathInfo中，并调用FindPathInfo中的FindPath方法，从端点1开始检查该电压源是否有短路的情况，且将该电压源记为待检测电压源；

S222、参阅图9，FindPath方法内部再次遍历eleList，若元件是导线或电压源时，则判断元件的两个端点是否有与待检测电压源的端点1相连，若没相连继续遍历eleList，若都没相连则说明没有短路；若有相连则对该元件的另外一个端点调用FindPath方法，即重复本步骤，且不断迭代，若迭代到另外一个端点等于最初元件的端点2时则说明有短路。

S23、检查电路中电容是否与导线、电压源或电容直接并联。其步骤如下：

S231、遍历eleList,当元件是电容时，新建一个FindPathInfo,并将检测类型、起始元件、以及eleList传递到FindPathInfo中，并调用FindPathInfo中的FindPath方法，从端点1开始检查该电压源是否有短路情况，且将该电容记为待检测电容；

S232、FindPath方法内部再次遍历eleList，若元件是导线、电压源或电容时，则判断元件的两个端点是否有与待检测电压源的端点1相连，若没相连继续遍历eleList，若都没相连则说明没有短路；若有相连则对该元件的另外一个端点调用FindPath方法，即重复本步骤，且不断迭代，若迭代到另外一个端点等于最初元件的端点2时则说明有短路。

S3、构建改进节点法的矩阵方程。本实施例的矩阵方程为：

Ax＝z；

其中，A为系数矩阵，其维度为(m+n)×(m+n)；x为未知量构成的未知矩阵，其维度为(m+n)×1；z为已知量构成的已知矩阵，其维度为(n+m)×1；n为电气控制电路中节点的个数；m为电气控制电路中电压源的个数。

更加具体的，矩阵A具体包括：

其中，G、B、C、D均为矩阵；

矩阵G的维度为n×n，矩阵G的矩阵对角线上的元素等于连接到相应节点的元件的电导之和，位于非对角线上的元素为连接到相应节点的元件的负电导；

矩阵B的维度为n×m，若第m电压源的正极连接到第n节点，则矩阵B中的元素(m,n)为1，若第m电压源的负极连接到第n节点，则矩阵B中的元素(m,n)为-1，否则，则矩阵B中的元素(m,n)为0；

矩阵C的维度为m×n，矩阵C为矩阵B的转置矩阵；

矩阵D的维度为m×m，矩阵D为零矩阵。

未知量包括节点电压和流经电压源的电流，矩阵x具体包括：

其中，v、j均为矩阵；

矩阵v的维度为n×1，矩阵v的元素的值为第n节点的节点电压值；

矩阵j的维度为m×1，矩阵j的元素的值为流经第m电压源的电流值。

已知量包括电流源的电流值和电压源的电压值，矩阵z具体包括：

其中，i、e均为矩阵；

矩阵i的维度为n×1，矩阵i的元素的值为与相应的节点连接的电流源的电流值之和。如果没有电流源连接到该节点，则该节点对应的元素为零。

矩阵e的维度为m×1，矩阵e的元素的值为相应的电压源的电压值。

参阅图10，本实施例通过图10的电气控制电路图对矩阵方程作进一步的说明。本实施例的参考节点为接地节点，且对元件和节点的命名规则为：接地节点标记为0；其他节点依次标记为1至n；节点的电压为v_n；电压源以V开头，其后带一自然数，如V1、V2等；流经电压源的电流使用“I_电压源的标记”进行标记，如I_V1、I_V2等。通过上述命名规则命名后的电气控制电路图如图11所示。

根据图11所示的电气控制电路图，本实施例的矩阵i、矩阵e、矩阵z分别为：

矩阵v、矩阵j、矩阵x分别为：

矩阵G、矩阵B、矩阵C、矩阵D分别为：

本实施例的矩阵方程Ax＝z的最终方程为：

将本实施例中的已知量电阻以及电压源的电压值代入最终方程中，求解出最终方程中的未知量即可。

参阅图12，本系统在构建改进节点法的矩阵方程时，其步骤如下：

步骤一、将节点数-1+电压源数存储在矩阵维数matrixSize中，且该矩阵维数为最大矩阵维数。矩阵A的维数即为最大矩阵维数。

步骤二、遍历eleList，每个元件自身调用stamp()方法来构建矩阵。具体的，若构建电阻时，电阻两端的节点ID为n1、n2,电阻值为R，则A[n1,n1]+＝1/R,A[n2,n2]+＝1/R,A[n1,n2]-＝1/R,A[n2,n1]-＝1/R。若构建电压源时，电压源的编号为Vs，其中，s为自然数；节点数为n，电压值为V，则z[Vs+n-1]+＝V；设电流源正极节点ID为n1，电流源负极的节点ID为n2,电流值为i,则若n1>0,则z[n1-1]-＝i，若n2>0，则z[n2-1]+＝i。

此外，对于特殊元件的矩阵方程的构建，例如：开关元件，开关闭合时，可将开关元件当作是电压值为零的电压源，开关断开时不影响其矩阵的构建。电容元件，可通过采用电容伴随模型的方式，即将电容等效为一个等效电流源与一个等效电阻的并联，其中等效电阻值等于仿真时间间隔除以两倍的电容值，等效电流源电流值等于负电容两端电压差除以等效电阻值减去上一次仿真的电流源电流值；电容两端电压差以及上一次仿真的电流源的电流初始值均为0。电感元件，可通过采用电感伴随模型的方式，即将电感等效为一个等效电流源与一个等效电阻的并联，其中等效电阻值等于两倍的电感值除以间隔的仿真时间段，等效电流源电流等于电感两端电压差除以电阻值加上上一次仿真的电流值；电压差以及上一次仿真的电流值初始值均为0。接地元件，其只有一个端点，将接地元件当作是电压为0的电压源。

S4、根据电气控制电路的已知量求解出矩阵方程的未知量。其具体实现步骤如下：

第一步、判断矩阵A是否为奇异矩阵，即非满秩矩阵，若是，则停止仿真，若不是进行下一步；

第二步、对矩阵A进行LU分解，并求解Ax＝z矩阵方程组得出矩阵x。矩阵x包含了相应节点的电压值以及各电压源的电流值。

S5、根据未知量计算出电气控制电路中两个节点之间的电气参数。通过已求解出的矩阵x可得到：

电阻元件的电流值＝两端节点电压差/电阻值；

电容元件的电流值＝电容节点电压差/等效电阻+等效电流源电流；

电感元件的电流值＝电感节点电压差/等效电阻+等效电流源电流。

而对于导线的电流，则遍历与该导线相连的所有元件，然后累加元件的电流值即可求出该导线的电流值，从而实现了求出电气控制电路中的所有元件和所有导线的电流值。

本系统还包括电参数测量模块和波形仿真模块。其中，电参数测量模块用于检测电气控制电路中的电路参数。具体的，电参数测量模块通过虚拟的电压表、电流表对元件或支路的电压电流进行测量，可进一步的对电气控制电路中任意点的电参数进行测量，提高了本系统的实用性。本实施例对于电气控制电路的电压值、电流值的测量，测量结果为电压、电流的有效值，其具体实施方式请参阅图13。

波形仿真模块，用于显示电气控制电路的仿真波形。具体的，波形仿真通过XCharts插件实现。波形仿真模块可打印设定的时间段内的元件或整体电路的电流和电压的波形，以便于师生对电气控制电路的运行过程进行理解分析，进一步提高了本系统的实用性。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，包括：

电路搭建模块，通过元件自定义的创建电气控制电路；

实时仿真模块，通过改进节点法对所述电气控制电路进行实时仿真，以得到所述电气控制电路的电气参数。

2.根据权利要求1所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，所述改进节点法具体包括以下步骤：

S1、对所述电气控制电路进行分配节点；

S2、检查所述电气控制电路的连接关系是否正确，若不正确，则提示所述电气控制电路接线有误，若正确，则进行下一步；

S3、构建所述改进节点法的矩阵方程；

S4、根据所述电气控制电路的已知量求解出所述矩阵方程的未知量；

S5、根据所述未知量计算出电气控制电路中两个节点之间的电气参数。

3.根据权利要求2所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，所述矩阵方程为：

Ax＝z；

其中，A为系数矩阵，其维度为(m+n)×(m+n)；x为所述未知量构成的未知矩阵，其维度为(m+n)×1；z为所述已知量构成的已知矩阵，其维度为(n+m)×1；n为所述电气控制电路中节点的个数；m为所述电气控制电路中电压源的个数。

4.根据权利要求3所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，所述矩阵A具体包括：

其中，G、B、C、D均为矩阵；

所述矩阵G的维度为n×n，所述矩阵G的矩阵对角线上的元素等于连接到相应节点的元件的电导之和，位于非对角线上的元素为连接到相应节点的元件的负电导；

所述矩阵B的维度为n×m，若第m所述电压源的正极连接到第n节点，则所述矩阵B中的元素(m,n)为1，若第m所述电压源的负极连接到第n节点，则所述矩阵B中的元素(m,n)为-1，否则，则所述矩阵B中的元素(m,n)为0；

所述矩阵C的维度为m×n，所述矩阵C为矩阵B的转置矩阵；

所述矩阵D的维度为m×m，所述矩阵D为零矩阵。

5.根据权利要求3所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，所述未知量包括节点电压和流经电压源的电流，所述矩阵x具体包括：

其中，v、j均为矩阵；

所述矩阵v的维度为n×1，所述矩阵v的元素的值为第n节点的节点电压值；

所述矩阵j的维度为m×1，所述矩阵j的元素的值为流经第m电压源的电流值。

6.根据权利要求3所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，所述已知量包括电流源的电流值和电压源的电压值，所述矩阵z具体包括：

其中，i、e均为矩阵；

所述矩阵i的维度为n×1，所述矩阵i的元素的值为与相应的节点连接的电流源的电流值之和；

所述矩阵e的维度为m×1，所述矩阵e的元素的值为相应的电压源的电压值。

7.根据权利要求2所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，所述分配节点具体包括如下步骤：

S11、将所有导线元件的两个端点的端点ID所对应的节点ID设为相同；

S12、根据接地元件将接地节点设置为参考节点，若无所述接地元件但有电压源，则将与所述电压源的第一端点ID对应的节点设为参考节点；

S13、根据所述参考节点对元件端点分配节点ID。

8.根据权利要求7所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，步骤S11，具体包括：

S111、遍历导线元件集合，获取节点字典中当前所述导线元件的两个端点的端点ID；

S112、根据所述端点ID遍历节点字典，并从所述节点字典中取出与端点ID对应的节点ID；

S113、若两个所述节点ID均为空，则将所述端点ID添加至节点字典中，并在所述节点字典中新建一节点ID，同时将两个所述端点ID的值均映射为新建的节点ID；

若其中一个所述节点ID为空，则将与为空的所述节点ID对应的端点ID添加至节点字典中，并将所述端点ID的值映射为不为空的节点ID；

若两个所述节点ID均不为空，则根据所述端点ID的值遍历节点字典，判断所述端点ID的值是否等于第二个节点ID，若等于，则将所述端点ID的值改为第一个节点ID。

9.根据权利要求8所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，步骤S13，具体包括：

S131、在所述导线元件集合中遍历每个元件的端点ID；

S132、若所述节点字典中无当前元件的端点ID，则在所述节点字典中新建一节点ID，且按顺序的添加至节点集合中，并将新建的所述节点ID设为节点集合的顺序值，同时在所述节点字典中添加该端点ID，并将所述端点ID的值映射为该节点ID；

若所述节点字典中有当前元件的端点ID，且所述节点字典中与端点ID对应的节点ID为负，则将所述节点ID按节点集合的顺序顺序的排列在节点集合中，并将所述节点ID设为节点集合的顺序值。

10.根据权利要求1所述的一种电气控制电路仿真系统，其特征在于，本系统还包括：

电参数测量模块，用于检测所述电气控制电路中的电路参数；

波形仿真模块，用于显示所述电气控制电路的仿真波形。

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