matlab电路仿真

matlab电路仿真 实验一 直流电路 (矩阵的基本运算) 一、实验目的: 1. 加深对直流电路的节点电压法和网孔电流法的理解。 2. 学习MATLAB的矩阵运算方法。 二、实验内容: 1电阻电路的计算 如图，已知:R1=2，R2=6,R3=12,R4=8,R5=12,R6=4,R7=2. (1) 如Us=10V,求i3,u4,u7; (2) 如U4=4V,求Us,i3,i7. (1) Z=[20 -12 0;-12 32 -12;0 -12 18]; V=[10 0 0]'; I=inv(Z)*V; i3=I(1)-I(2); u4=I(2)*8; u7=I(3)*2; fprintf('i3=%fA\n',i3); fprintf('u4=%fA\n',u4); fprintf('u7=%fA\n',u7) 程序运行结果: i3=0.357143A u4=2.857143A u7=0.476190A (2) Z=[-12 32 -12;0 -12 18;0 8 0]; V=[0 0 4]'; I=inv(Z)*V; us=20*I(1)-12*I(2); i3=I(1)-I(2); u7=I(3)*2; fprintf('us=%fV\n',us); fprintf('i3=%fA\n',i3); fprintf('u7=%fV\n',u7) 程序运行结果: us=14.000000V i3=0.500000A u7=0.666667V 2求解电路里的电压，例如V1,V2,……V5. Y=[-4.275 0.125 4.65;-0.1 -0.2 0.55;-0.125 0.075 0.05]; I=[0 6 5]'; V=inv(Y)*I; V2=V(1)+2*V(2)-2*V(3); V5=24; fprintf('V(1)=%fV\n',V(1)); fprintf('V(2)=%fV\n',V2); fprintf('V(3)=%fV\n',V(2)); fprintf('V(4)=%fV\n',V(3)); fprintf('V(5)=%fV\n',V5) 程序运行结果: V(1)=117.479167V V(2)=299.770833V V(3)=193.937500V V(4)=102.791667V V(5)=24.000000V 3如图，已知R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2,求i1和i2. Y=[1 -1;-0.5 1.5]; I=[4 0]'; V=inv(Y)*I; i1=[V(1)-V(2)]*0.25; i2=V(2)*0.5; fprintf('i1=%fA\n',i1); fprintf('i2=%fA\n',i2) 程序运行结果: i1=1.000000A i2=1.000000A 实验二 直流电路(2) (基本二维图形的绘制) 一、实验目的: 1.加深对戴维南定律，等效变换等的了解。 2.进一步了解MATLAB在直流电路的应用。 二、实验内容 1在图2-3，当RL从0改变到50KΩ，绘制负载功率损耗。检验当RL=10KΩ的最大功率损 耗。 U=10; R=10e3; RL=0:50e3; P=(RL*U./(RL+R)).*U./(RL+R); figure(1),plot(RL,P),grid 程序运行结果: -3x 102.5 2 Maximum power occurs at 10000 Ohms1.5Maximum power dissipation is 0.0025 Watts 1 0.5 000.511.522.533.544.55 4x 10 实验三 正弦稳态 一、 实验目的: 1( 学习正弦稳态电路的 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 方法。 2( 学习MATLAB复数的运算方法。 二、实验内容 1如图所示电路，设R1=2,R2=3,R3=4,jxl=j2,-jXC1=-j3,-jXC2=-j5,Us1=8?0?V,Us2=6? 0?,Us3=?0?,Us4=15?0?,求各电路的电流相量和电压向量。 Z1=2j; Z2=-3j; Z3=-5j; R1=2; R2=3; R3=4; Y1=R1*Z1/(R1+Z1); Y2=R2*Z2/(R2+Z2); Y3=R3*Z3/(R3+Z3); Us1=8; Us2=6; Us3=8; Us4=15; Y=[Y1+Y2 -Y2; -Y2 Y2+Y3]; I=[Us1/Z1+Us2/R2; Us3/R3+Us4/Z3-Us2/R2]; U=inv(Y)*I; ua=U(1) ub=U(2) I1=Y1*ua I2=Y2*(ub-ua) I3=Y3*ub I1R=ua/R1 I1L=(ua-Us1)/Z1 I2R=(Us2+ub-ua)/R2 I2C=(ub-ua)/Z2 I3R=(ub-Us3)/R3 I3C=(ub-Us4)/Z3 程序运行结果: ua =0.9611 - 1.5142i ub =-0.0294 - 0.2068i I1 =2.4753 - 0.5531i I2 =0.4753 + 3.4469i I3 =-0.4753 - 0.4469i I1R =0.4806 - 0.7571i I1L =-0.7571 + 3.5194i I2R =1.6698 + 0.4358i I2C =-0.4358 - 0.3302i I3R =-2.0074 - 0.0517i I3C =0.0414 - 3.0059i 2.含电感的电路:复功率 如图，已知R1=4,R2=R3=2,XL1=10,XL2=8,XM=4,Xc=8,Us=10?0?V,Is=10?0?A.求电 压源，电压源发出的复功率。 R1=4; R2=2; R3=R2; XC=8; Us=10; Is=10; Z1=6*j; Z2=4*j; Z3=Z2; Is1=Us/R1; Y1= (R1-XC*j)/ (R1*(-XC*j)); Y2=1/Z1; Y3=1/Z3; Y4=1/ (Z2+R2); Y5=1/R3; Y= [ Y1+Y2 -Y2 0; -Y2 Y2+Y3+Y4 -Y4; 0 -Y4 Y4+Y5]; I= [Is1; 0; Is]; U=Y\I; IR1=-(U (1)-Us)/R1; Pu=Us *conj (IR1) Pi=U (3)*conj (Is) 程序运行结果: Pu = -4.0488 - 9.3830i Pi = 1.7506e+002 +3.2391e+001i 实验四 交流分析和网络函数 一、实验目的 1、 学习交流电路的分析方法。 2、 学习交流电路的MATLAB分析方法。 二、实验内容 1电路显示如图所示4-2，求电流i1(t)和电压uc(t) Z=[10-7.5j 5j-6; 5j-6 16+3j]; U=[5*exp(pi*0*1j/180) -2*exp(pi*75*1j/180)]'; I=inv(Z)*U; Z1=-10j; I1=I(1); U1=(I(1)-I(2))*Z1; I1_abs=abs(I1); I1_ang=angle(I1)*180/pi; U1_abs=abs(U1); U1_ang=angle(U1)*180/pi; fprintf('I1, magnitude: %f \n I1, angle in degree:%f \n',I1_abs,I1_ang); fprintf('U1, magnitude: %f \n U1, angle in degree:%f',U1_abs,U1_ang) 程序运行结果: I1, magnitude: 0.548304 I1, angle in degree: 15.019255 U1, magnitude: 5.965524 U1, angle in degree: -40.861691 实验五 动态电路 一、实验目的 1、 学习动态电路的分析方法。 2、 学习动态电路的MATLAB计算方法。 二、实验内容 1正弦激励的一阶电路，已知R=2欧姆，C=0.5F, 电容初始电压Uc(0+)=4V，激励的正 弦电压Us(t)=Umcoswt，其中w=2rad/s。当t=0时，开关s闭合，求电容电压的全响应，区 分其暂态响应与稳态响应，并画出波形。 uc0=4; w=2; R=2; C=1; Zc=1/(j*w*C); us=8*cos(w*t); ucf=us*Zc/(Zc+R); dt=0.1;t=0:dt:10; uc1=uc0*exp(-t/T); T=R*C; figure(3); subplot(3,1,1); h1=plot(t,ucf); grid,set(h1,'linewidth',2) subplot(3,1,2); h2=plot(t,uc1); grid,set(h2,'linewidth',2); uc=ucf+uc1; subplot(3,1,3); h3=plot(t,uc); grid,set(h3,'linewidth',2) 程序运行结果: 0.5 0 -0.5012345678910 4 2 0012345678910 5 0 -5012345678910 uc全响应图 实验六 频率响应 一、实验目的 1、学习有关频率响应的的相关概念。 2、学习MATLAB的频率计算。 二、实验示例 1、一阶低通电路的频率响应 ww=0:0.2:4; H=1./(1+j*ww); Figure (1) subplot(2,1,1),plot(ww, abs(H)), grid, label ('ww'), ylabel ('angle(H)') subplot(2,1,2),plot(ww, angle(H)) grid, label('ww'),ylabel('angle(H)') figure(2) subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))) grid, label('ww'),ylabel('分贝') subplot(2,1,2),semilogx(ww, angle(H)) grid, label('ww'),ylabel('angle(H)') 程序运行结果: (a)线性频率响 应 (b)对数频率响 应 2、频率响应:二阶低通电路 for Q=[1/3,1/2,1/sqrt(2),1,2,5] ww=logspace(-1,1,50); H=1./(1+j*ww/Q+(j*ww).^2); figure(1) subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H)),hold on subplot(2,1,2),plot(ww,angle(H)),hold on figure(2) subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))),hold on subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H)),hold on end figure(1) subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)') subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)') figure(2) subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)') subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)') 程序运行结果: (a)线性频率响应 (b)对数频率响 应