matlab在电路分析中的应用new

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1、万方数据务I生止訇矽化MATLAB在电路分析中的应用MATLABincircuitanaIysisofappIication胡红林HUHOna—Iin(河北邢台学院物理系，邢台054001)摘要：MATLAB是可视化的面向科学计算的优秀科技应用软件，将MATLAB软件的模拟功能用于电路分析研究，用它对直、交流稳态电路和暂态电路的具体实例进行了计算，并对该软件的具体应用作了进一步的说明，可供在培养学生的实践能力和创新能力时参考，也为电路基础课程的教学和实验改革提供了一些可行的具体经验和做法。关键词：MATLAB软件；电路分析；模拟中图分类号：TP317文献标识码：A文章编号：1009—0134(

2、2011)5(下)一0154—03Doi：10．3969／j．issn．1009—0134．2011．5(下)．490引言MATLAB是美国Mathworks公司开发的大型软件包，目前，MATLAB广泛应用于线性代数、高等数学、物理、电路分析、信号与系统、数字信号处理、自动控制等众多领域，是当前国际上最流行的科学与工程计算的工具软件。一般院校都将其列为一门单独的课程，它担负着学生的基本实验技能训练的任务．通过一系列的实验、学习，学生可在一定程度上掌握前人对一些物理量的典型测量方法和实验技术，并在以后的实验工作中有所借鉴，能够在这些基础上有所创新。本文仅以电路分析中的一些问题为例，探索M—气TL

3、AB软件在电路分析中的应用。MAlrLAB能适合多学科、多部门的要求，其特点是：1)以复数矩阵或数组为数据单元进行运算，可直接处理矩阵或数组；2)语言结构紧凑，内涵丰富，编程效率高，用户使用方便；3)强大的绘图功能。用户只需一条或几条语句就可方便的给出复杂的二维、三维图形；4)含有丰富的内部函数，可直接调用而不需另行编程，如用来求解微分方程或微分方程组的dsolve函数、求解线性方程组的solve函数；5)带有simulink动态模拟工具及toolbox等其他功能，可方便地生成模拟模型；6)便于系统扩充，共享C、FORTRAN等语言的资源；1MATLAB应用在电路稳态分析1．1直流稳态分析如图

4、1所示电路中，已知R，=R2=lOQ，R3=5Q，usl=10V，Us2=10V。求：各支路电流。畦妾H；]=l囊：]救稿日期：2010—11—29作者篇介：胡红林(1965一)，男，河北人，副教授，本科，主要从事电工学、电子技术的教学与研究工作。【154】第33卷第5期2011—5(下)万方数据X=0．5000％此为Il值一0．5000％此为12值1．0000％此为I，值此题也可用Simulink仿真求解，模拟用的仿真模型如图2所示。目180图2用Simulilll(求解图l时的模璎图2中Display所显示的模拟结果与M文件所求一致。1．2交流稳态分析已知：，l=10A，，2=(4+2蚴A

5、，u=15∥。y。求，：，厶+厶及其模与幅角，并画出爪，2、u的相量图。编制M文件I．=10；12=4+j牢20；U=15木exp(j术50木pi／180)；compass(【1112U】)；CI=conj(1：)％这里用CI来表示I：的共轭复数I=Il+12mI=abs(I)aI=angle(I)木180／pi运行程序得CI=4．0000—20．0000i％12的共轭复数；I=●14．0000+20．0000i％，l+，2mI=24．413l％，l+厶的模aI=55．80％，l+，2的幅角270●图3厶、厶、u相量图02MATLAB应用在电路暂态分析如图4所示：已知Us=5V、R=4Q、L=

6、O．2H、C=1uF。电路开关闭合前为零状态，当开关K在t=O+时刻闭合后，求电路状态变化量电感电流iL和电容电压uc的变化情况。利用MATLAB系统的状态空间模型来描述电路系统。即髓薹：笔以电感电流i。和电容电压u。为状态变化量，利用基尔霍夫定律。同路方程：瓯+￡譬M一％：o‘dtL。电容电压方程：㈡t_C等[!。善][奠]+[言三][乏]+[一]u。=。令A=[!。：]，B=[言三]，s=[_]x：y：HPc_J万方数据务1泣止訇矽出于是原系统方程可以表示为fⅣ=一￡。。兄r—L1su。1y：x设：系统状态方程中系数矩阵a、b、c、d分别为：a=一L_1R，b=一L-．s，c-eye(2)

7、，d=【_1or编制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=诋5ys)，[y。t】_st印(s1)：y-am叫l仙de=u+y：subplot(211)：plot(t，y—ampli讪de(：，1))g^don：yla