MATLAB,SIMULINK在阻抗匹配网络中的分析与应用

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1、MATLAB简介MATLAB是由美国MathWorks公司推出的用于数值计算和图形处理计算系统环境,除了具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能.MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学，工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言简捷得多.MATLAB是国际公认的优秀数学应用软件之一.概括地讲，整个MATLAB系统由两部分组成，即MATLAB内核及辅助工具箱，两者的调用构成了MATLAB的强大功能.MATLA

2、B语言以数组为基本数据单位，包括控制流语句，函数，数据结构，输入输岀及面向对彖等特点的高级语言，它具有以下主要特点：1）运算符和库函数极其丰富，语言简洁,编程效率高,MATLAB除了提供和C语言一样的运算符号外，还提供广泛的矩阵和向量运算符•利用其运算符号和库函数可使其程序相当简短，两三行语句就可实现几十行甚至几百行C或FORTRAN的程序功能.2）既具有结构化的控制语句（如for循环,while循环,break语句，辻语句和switch语句），又有面向对彖的编程特性.3）图形功能强大它既包括对二维和三维数据可视化，

3、图像处理,动画制作等高层次的绘图命令，也包括可以修改图形及编制完整图形界面的,低层次的绘图命令.4）功能强大的工具箱工具箱可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱•功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能，图示建模仿真功能，文字处理功能以及与硬件实时交互的功能•而学科性工具箱是专业性比较强的,如优化工具箱，统计工具箱，控制工具箱，小波工具箱，图彖处理工具箱，通信工具箱等.1含耦合电感电路的计算电路图如图1所示,己知Cl=-j3Q,Ll=j8Q,L2=j6Q,R1二4Q,R2二5Q。若Us=100v,R2图1非线性电路1.

4、1对含耦合电感电路进行原理分析：以上电路中负载已知，且已知LI、L2反向耦合，让我们求出电流II、12的值。这里我们可以用回路电流法肓接将其求出。我们以LI、L2、Rl、C1三个元件组成的电路为树，以VI那条线为一支路，以R2负载为另外一条支路，从而组成两回路，根据这两条回路我们可以求得两个回路的回路电流，根据回路电流可求得两个回路的回路电流，即II、12.1.2建模：II、12如图已设出，在两个回路中有一个公用的负载L2,由于在两个回路中如果流经两个回路中公用的阻抗的电流方向相同就去取正，如果流经的电流方向相反则为

5、负，在本题中流经L2的两个电流是相反的所以应取负，在含耦合甩感的电路屮，电感同向耦合互感阻抗取正，电感反向耦合互感阻抗取负，这里电感反向耦合所以取负。因而根据这两个回路我们可以写岀两个相关的方程；即A(4-j3+j6)-76/2=100-j8/,4-(5+718)/2=0我们可以把这两个方程转换成矩阵，设A矩阵为II和12的序数,B矩阵为右边的【100,0],设II和12就为要求的未知量I,由此我们可以写出一个矩阵方程AI=B；两边同时左乘A的逆，就可以得到匸A的逆乘以B.在A矩阵中aH=4+j3,a】2=-j8,a

6、2I=寸&幻?=5+jl在j矩阵中订=1门21=【2在b矩阵中勺]=100,给=0；通过计算我们就可以求出两支路的电流电流的值，即II、12。我们求得11=20.2621+1.2398j；12=8.2182+2.8339j1•3应用MATLAB对上面的题目编程clear;clc;Vl=100:R1二4;R2二5;C1二-li*3;Ll=li*8;L2=li*6;%为给定原件赋值A二[R1+C1+L2-li*2-L2;-li*2-L2Ll+L2+li*2*2+5];%对A矩阵各元素赋值B二[V1;V1*O];%对13矩

7、阵各元素赋值I二inv(A)*B;%方程求解11=1(1)%解出电流值IIT2=T(2)%接触电流值12运行程序后得到的结果如图1-2所示:11=20.2621+1.2398112=82182+2.8339iA»I图1・2运行结果1.4绘图通过编程我们就可以求出II、12的值，但是当负载一定时流经负载的屯流与电源电压有什么关系呢？为此我们可以运用MATLAB强人的绘图功能，通过设置屯源电压的变化来得到各组不同的流经负载的电流值。为此我们可以这样编程：clear;clc;Vl=50:100;R1二4;R2二5;C1二T

8、i*3;LI二li*8;L2二li*6;A二[R1+C1+L2-li*2-L2;-li*2-L2Ll+L2+li*2*2+5];B二[V1;V1*O];I=inv(A)*B;Il二1(1,VI-50+1);12=1(2,Vl-50+1);subplot(2,1,1);plot(VI,11);xlabcl('VI');ylabel('ll');t