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《基礎(chǔ)強化訓練之matlab 在交流穩(wěn)態(tài)電路中的分析應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、1訓練目的就自動化專業(yè)的需要，在平時的學習中我們會經(jīng)常針對各種電路進行分析,在這個過程會遇到各種各樣的問題。但是隨著電路規(guī)模的加大,微積分方程階數(shù)以及聯(lián)立方程的個數(shù)的增多,解題運算會變得越來困難。而此次基礎(chǔ)強化訓練的主要內(nèi)容是通過實踐學習并掌握MATLAB語言工具，結(jié)合《線性代數(shù)》、《電路原理》等課程，強化、鞏固專業(yè)理論基礎(chǔ)，掌握MATLAB語言的編程技巧，為后續(xù)專業(yè)課程的仿真學習打下良好的基礎(chǔ)，以解決更加復雜的電路問題等等。據(jù)了解，MATLAB語言的兩個最顯著特點，即其強大的矩陣運算能力和完美的圖形可視化功能，使它成為控制界應(yīng)用最廣的科學計算工具。此外，它還具有用于各種
2、不同領(lǐng)域解決實際問題的計算工具箱。通過分析研究發(fā)現(xiàn)，用MATLAB語言進行電工、電子電路的分析、設(shè)計與仿真，簡單、高效，可以避免復雜的數(shù)學計算編程(比如矩陣的計算)，并且借助其繪圖函數(shù)可方便實現(xiàn)計算結(jié)果的可視化，若采用MATALAB進行電路的調(diào)試、仿真、驗證，不僅省時、省力，而且還可以節(jié)約大量的成本。MATALB語言不但可作為從事電工、電子專業(yè)的技術(shù)人員提供強大的設(shè)計和論證方面的保障，也可以作為學習、了解掌握電工、電子知識的一種更方便、更可靠的開發(fā)工具，還可以作為大中專學校實踐教學手段的一種擴充和補充，將其引入電工電子電路的教學和科研中，顯得十分必要。這次基礎(chǔ)強化訓練的目
3、的，就是讓我們了解和熟悉MATLAB，利用MATLAB去掌握相關(guān)的理論知識及實際處理方法，熟練使用MATLAB語言編寫所需應(yīng)用程序，上機調(diào)試，輸出實驗結(jié)果，并對實驗結(jié)果進行分析。解決一些簡單的電路分析，為今后學習和工作中遇到的大規(guī)模電路分析做準備。2訓練要求2.1題目：圖2-1所示示正弦交流電路中，已知V，R=10W，L=0.1H，C=100mF。求電壓is。圖2-1基本電路圖2.2要求：1）用盡可能多的方法(計算/仿真)以求出題目的未知量；2）報告應(yīng)對建模、參數(shù)設(shè)置、仿真模型搭建中使用的元器件所在的工具庫、和仿真的過程進行詳細說明（可截屏說明實現(xiàn)過程）；3）將仿真結(jié)果與
4、理論計算進行對照，對仿真結(jié)果的正確性進行分析說明3理論計算建立數(shù)學模型，確定公式與數(shù)學算法輸入函數(shù)與公式，編程，輸出is的表達式與電路圖比較仿真與理論值計算，分析誤差結(jié)束根據(jù)題中電壓源U的表達式可得角頻率w圖4-1設(shè)計流程圖4設(shè)計分析4.1整體分析圖2-1為一交流電壓源經(jīng)電容、電感、電阻串并聯(lián)組成的簡單一階響應(yīng)電路，題目要求求us輸出的干路電流is。可以通過歐姆定律、基爾霍夫定律等一些基本電路定律列出干路電流is的表達式。然后通過在MATLAB中建立數(shù)學模型，通過一定的函數(shù)算法編程、仿真，輸出結(jié)果，最后與理論值比較。4.2設(shè)計方案4.2.1理論編程要在交流電壓源的供能下求
5、得干路電流，需要求知電壓源兩端的負載大小，便可利用歐姆定律（電壓、電流與阻抗的關(guān)系），計算出電路干路電流is。其計算公式基本如下：4.2.2Simulink仿真通過Simulink庫中所擁有的電氣模型，連接題目的電路圖，經(jīng)過適當設(shè)置，及添加適當?shù)臏y量元件，進行仿真，觀察輸出電流波形、相位是否符合理論計算的結(jié)果。5編程及仿真5.1理論編程5.1.1編程程序如下：>>clc%清除前面語句>>Us=10*cos(pi/12)+j*10*sin(pi/12)%給Us定義，復數(shù)形式表式>>w=100%定義角頻率以求得C、L的阻抗>>R=10%電阻阻抗>>XC=1/(j*w*C)%電
6、容阻抗>>XL=w*L*j%電感阻抗>>X1=R+XC%RC支路阻抗值>>X2=XL%L支路阻抗值>>X=1/((1/X2)+(1/X3))%電源U兩端的總阻抗>>Is=Us/X%歐姆定律>>m=real(Is)%取所求Is的實部>>n=imag(Is)%取所求Is的虛部>>du=atan(n/m)%求電流is的初相位（弧度制）>>t=0:1e-5:0.2;%定義時間段t>>is=sqrt(m^2+n^2)*sin(100*t+du);%將is的復數(shù)形式轉(zhuǎn)變?yōu)槿呛瘮?shù)>>plot(t,Us)%輸出Us的仿真波形圖>>plot(t,is)%輸出is的仿真波形圖5.1.2編程
7、結(jié)果分析仿真結(jié)果圖如圖5-2根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)結(jié)果圖形的特征點（包括峰值、零點）等基本點的數(shù)值基本符合理論值。圖5-1電壓源的波形圖5-2仿真結(jié)果電流波形圖5.2Simulink仿真5.2.1用Simulink仿真電路使用Simulink進行仿真一般分為兩步：首先需要在仿真模型編輯窗口中搭建好自己的仿真模型，設(shè)置好具體模型參數(shù)和仿真參數(shù)；然后，仿真開始，Simulink將根據(jù)所搭建的模型，模擬系統(tǒng)在設(shè)定條件下的具體行為。一個典型的Simulink模型由信源、系統(tǒng)及信宿等3部分組成，它們的關(guān)系如圖5-1所示。圖5-3Simuli
