matlab在電路分析中的應用

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1、《MATLAB語言》課程論文MATLAB在電路分析中的應用姓名：李娜學號:12010245303專業(yè)：2010級通信工程班級：＜1》班指導老師：湯全武學院：物理電氣信息學院完成曰期:2011.12.15MATLAB在電路分析中的應用（李娜120102453032010級通信1班）［摘要］本文將Matlab軟件的模擬功能用于電路分析研究，以基本電路理論中典型的直流電阻電路和含有復數(shù)運算的正弦穩(wěn)態(tài)電路的計算為例，詳述了如何分別運用MATLAB語言編程的方法來對電路進行仿真分析和計算。結論表明，應用這兩種方法可以是復雜電路的分析和計算變得非常快捷

2、.方便，從而為電路分析提供了一個有效的輔助工具。［關鍵詞］MATLAB;電路分析；模擬；正弦穩(wěn)態(tài)；向量圖一、問題的提出MATLAB語言結構緊湊.語句精煉，指令表達式和數(shù)字表達式非常接近，僅需兒條簡單的語句，就可以完成一大串其他高級語言才能完成的任務，可大大節(jié)省編程時間，提高計算效率?；倦娐肥请婎悓?、Ik非常重要的專業(yè)基本課，不僅為后繼課程提供了深厚的理論基礎，也為電路的分析計算提供了各種方法。其中，在電路分析理論屮一般將關于時間的微分方程轉(zhuǎn)化為復數(shù)方程求解，在一些電路比較復雜的.方程數(shù)量多的情況下，都可以運用MATLAB程序來解決。運用該

3、程序不僅可以節(jié)約時間，還可以非常方便的調(diào)試電路參數(shù)，直觀的觀察電路中的電流.電壓和功率波形。二、應用1典型直流電阻電路的分析計算圖1所示為典型的直流電阻電路，含有電壓控制的受控電流源VCCS,其中，Rl=lQ,R2=2Q，R3=3Q，Us=10v,Is=15A，VCCS=0.25U2,現(xiàn)需分析計算電流和圖1典型直流電阻電路基本電路分析的基本方法實現(xiàn)建立數(shù)學模型，一般是電路方程組。然后通過求解方程組，得到各支路電壓和電流。對圖1應用回路電流法，可列出如下方程組：RllI,cl+Rl2lni2+Ri3lic3=UsllR2lIicl+R22lc

4、2+R23lc3=Us22^3iIbI+R32I?2+R33I?3=Us33其中，R11-R1+R2,R22=R

5、+R:b只33二尺2+尺3,Rl2-R2l=~Rl,尺13二尺31=_尺2,尺23二尺32二-尺3，Usil=Us,Us22=Ul,US33=-U3而Ii=I.-UI^=IS=15,1.3=0.25U2,U2=R2(1k1-IJ整理以上方程，并寫出形如AX=BU的矩陣方程形式，可得R,.Rl30L,T-R

6、2R21R23-10T?3—0—R22⑴R31R32010■R32Lisj0.25R21-0.25R20Q.LujQojMA

7、TLA語言編程法成用MATLAB語言編程如下??CLEAR;US=10;IS=15;Rl=l;R2=2;R3二3;%為給定元件賦值K11=K1+K2;K12=-K1;K21=-K1;K13=-K2;K31=-K2;%為系數(shù)矩陣各元素賦值R22=R1+R3;R23—R3;R32=-R3;R33=R2+R3;A=[R11R1300;R21R23-10;R31R330l;0.25*R2卜0.25*R200];%列岀系數(shù)矩陣AB=[l-R12;0-R22;0-R23;00];USS=[US;IS];%列出系數(shù)矩陣BX=AB*USS;%解出XI1=

8、X(1)-IS%顯示要求的分量II和U2U2=2*(X(l)-X(2))程序運行結果Il=-10.0000,U2=202典型的正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析與計算圖2所示為典型的正弦穩(wěn)態(tài)電路，其中??(j5=10Z-45°,VCCS=0.5

9、J1,/?1=lQ,/?2=2Q,￡1=0.4"?H，Cl=1OOO//F,仞=1000⑽/，.現(xiàn)需分析該含源一端口在b-o端口間戴維南等效電路■o圖2典型的正弦穩(wěn)態(tài)電路圖3在b-o端口間外加電流源后的電路首先建立數(shù)學模型。我們在原含源一端口電路的b-o端子間外加一個正弦電流源，如圖3所示。對圖3應用結點電壓法，并

10、以o點為參考結點，則有如下方程組：rYnUao+Y2iUlKJ=UsiiLY12U.,o'*"Y22Ubo=：Us22其中，^11=^21=IIR2Zr.，r22=，JSilusR2Z/a+^C1整理以上方程，并轉(zhuǎn)換成形如AX=BU的矩陣方程形式為:(2)MATLAB語言編程法實現(xiàn)電路的分析計算根據(jù)式(2),我們設想，若令ib=O,代入u=10Z-45°,則可求得戴維南等效電源電壓oc，它就等于此時的I;然后再令il尸0,將原電路(圖2)變成一個無源一端口，并設ib=lZ0°,代入式(2)即可求得戴維南等效阻抗，即UbolbUbo1=Ubo

11、據(jù)此，可設計1ATLAB程序。應用MATLAB語言編程如下：clear;Rl=l;R2=2;Ll=4e-4;Cl=le-3;US=5*sqrt(2)-j*5*sqrt(2);%