matlab在電路分析中的應(yīng)用new

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1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)務(wù)I生止訇矽化MATLAB在電路分析中的應(yīng)用MATLABincircuitanaIysisofappIication胡紅林HUHOna—Iin(河北邢臺(tái)學(xué)院物理系，邢臺(tái)054001)摘要：MATLAB是可視化的面向科學(xué)計(jì)算的優(yōu)秀科技應(yīng)用軟件，將MATLAB軟件的模擬功能用于電路分析研究，用它對(duì)直、交流穩(wěn)態(tài)電路和暫態(tài)電路的具體實(shí)例進(jìn)行了計(jì)算，并對(duì)該軟件的具體應(yīng)用作了進(jìn)一步的說(shuō)明，可供在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力時(shí)參考，也為電路基礎(chǔ)課程的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)改革提供了一些可行的具體經(jīng)驗(yàn)和做法。關(guān)鍵詞：MATLAB軟件；電路分析；模擬中圖分類號(hào)：TP317文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—0134(

2、2011)5(下)一0154—03Doi：10．3969／j．issn．1009—0134．2011．5(下)．490引言MATLAB是美國(guó)Mathworks公司開(kāi)發(fā)的大型軟件包，目前，MATLAB廣泛應(yīng)用于線性代數(shù)、高等數(shù)學(xué)、物理、電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)、數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制等眾多領(lǐng)域，是當(dāng)前國(guó)際上最流行的科學(xué)與工程計(jì)算的工具軟件。一般院校都將其列為一門單獨(dú)的課程，它擔(dān)負(fù)著學(xué)生的基本實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的任務(wù)．通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)、學(xué)習(xí)，學(xué)生可在一定程度上掌握前人對(duì)一些物理量的典型測(cè)量方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并在以后的實(shí)驗(yàn)工作中有所借鑒，能夠在這些基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新。本文僅以電路分析中的一些問(wèn)題為例，探索M—?dú)釺L

3、AB軟件在電路分析中的應(yīng)用。MAlrLAB能適合多學(xué)科、多部門的要求，其特點(diǎn)是：1)以復(fù)數(shù)矩陣或數(shù)組為數(shù)據(jù)單元進(jìn)行運(yùn)算，可直接處理矩陣或數(shù)組；2)語(yǔ)言結(jié)構(gòu)緊湊，內(nèi)涵豐富，編程效率高，用戶使用方便；3)強(qiáng)大的繪圖功能。用戶只需一條或幾條語(yǔ)句就可方便的給出復(fù)雜的二維、三維圖形；4)含有豐富的內(nèi)部函數(shù)，可直接調(diào)用而不需另行編程，如用來(lái)求解微分方程或微分方程組的dsolve函數(shù)、求解線性方程組的solve函數(shù)；5)帶有simulink動(dòng)態(tài)模擬工具及toolbox等其他功能，可方便地生成模擬模型；6)便于系統(tǒng)擴(kuò)充，共享C、FORTRAN等語(yǔ)言的資源；1MATLAB應(yīng)用在電路穩(wěn)態(tài)分析1．1直流穩(wěn)態(tài)分析如圖

4、1所示電路中，已知R，=R2=lOQ，R3=5Q，usl=10V，Us2=10V。求：各支路電流。畦妾H；]=l囊：]救稿日期：2010—11—29作者篇介：胡紅林(1965一)，男，河北人，副教授，本科，主要從事電工學(xué)、電子技術(shù)的教學(xué)與研究工作。【154】第33卷第5期2011—5(下)萬(wàn)方數(shù)據(jù)X=0．5000％此為Il值一0．5000％此為12值1．0000％此為I，值此題也可用Simulink仿真求解，模擬用的仿真模型如圖2所示。目180圖2用Simulilll(求解圖l時(shí)的模瓔圖2中Display所顯示的模擬結(jié)果與M文件所求一致。1．2交流穩(wěn)態(tài)分析已知：，l=10A，，2=(4+2蚴A

5、，u=15∥。y。求，：，厶+厶及其模與幅角，并畫出爪，2、u的相量圖。編制M文件I．=10；12=4+j牢20；U=15木exp(j術(shù)50木pi／180)；compass(【1112U】)；CI=conj(1：)％這里用CI來(lái)表示I：的共軛復(fù)數(shù)I=Il+12mI=abs(I)aI=angle(I)木180／pi運(yùn)行程序得CI=4．0000—20．0000i％12的共軛復(fù)數(shù)；I=●14．0000+20．0000i％，l+，2mI=24．413l％，l+厶的模aI=55．80％，l+，2的幅角270●圖3厶、厶、u相量圖02MATLAB應(yīng)用在電路暫態(tài)分析如圖4所示：已知Us=5V、R=4Q、L=

6、O．2H、C=1uF。電路開(kāi)關(guān)閉合前為零狀態(tài)，當(dāng)開(kāi)關(guān)K在t=O+時(shí)刻閉合后，求電路狀態(tài)變化量電感電流iL和電容電壓uc的變化情況。利用MATLAB系統(tǒng)的狀態(tài)空間模型來(lái)描述電路系統(tǒng)。即髓薹：筆以電感電流i。和電容電壓u。為狀態(tài)變化量，利用基爾霍夫定律。同路方程：甌+￡譬M一％：o‘dtL。電容電壓方程：㈡t_C等[!。善][奠]+[言三][乏]+[一]u。=。令A(yù)=[!。：]，B=[言三]，s=[_]x：y：HPc_J萬(wàn)方數(shù)據(jù)務(wù)1泣止訇矽出于是原系統(tǒng)方程可以表示為fⅣ=一￡。。兄r—L1su。1y：x設(shè)：系統(tǒng)狀態(tài)方程中系數(shù)矩陣a、b、c、d分別為：a=一L_1R，b=一L-．s，c-eye(2)

7、，d=【_1or編制M文件R=4：L卯2：C=le-6：U=5：A=【Rl：l0】，s=I-l：0】；B=【LO毋Cl，a—lnv(B)+A：bI—mv(B)+S：c-eye(2)，d=zeros(2．1)：8ys=ss(a血‘，d)；sl=詆5ys)，[y。t】_st印(s1)：y-am叫l(wèi)仙de=u+y：subplot(211)：plot(t，y—ampli訕de(：，1))g^don：yla