第1章 电路模拟和电路定理.ppt

MTATLAB开发背景 1980年，Moler在大学讲授线性代数课程时，感到用高级语言编程解决工程计算问题的诸多不便，因而构思开发了MATLAB软件，以矩阵运算为基础，逐渐集各种计算于一身。 例：编程画函数的曲面 是研究生的最常用工具软件：【论文题名】变频器交流输入侧谐波抑制的研究 【授予学位】硕士【授予单位】哈尔滨工业大学　 根据对变频器交流输入侧谐波分析和无源滤波参数优化选择的理论推导，应用Matlab编程语言设计变频器交流输入侧谐波分析与抑制的计算机仿真软件。应用该软件针对由560kVA变压器供电的280kW变频器驱动250kW异步电动机的变频调速系统，计算出变频器交流输入侧的谐波与无功情况，为设计滤波装置和验证其滤波效果提供依据。 * * MATrix LABoratory （矩阵实验室） MATLAB在《电路》中的应用 矩阵运算 解多项式方程 解线性方程组 解常微分方程 曲线拟合和插值（试验数据的处理） 符号计算（微积分计算、傅立叶变换与拉普拉斯变换） 绘制多种图形（强大的绘图能力） …… MATLAB的最基础应用 [x,y] = meshgrid(-3:1/8:3); ?? z=3*(1-x).^2.*exp(-(x.^2)-(y+1).^2)-10*(x/5-x.^3-y.^5)...????? .*exp(-x.^2-y.^2)- 1/3*exp(-(x+1).^2 - y.^2); ??? surf(x,y,z) ; )%画三维表面网格图 shading interp; colorbar 如何用三维图形的方式表现出这个曲面？ 使用 MATLAB编程简单，且得出的图形美观准确！ MATLAB与本科专业的关系 在欧美大学里，诸如《线性代数》、《数理统计》、 《电路》、《信号与系统》、《自动控制理论》、《数字信号处理》等课程的教科书都把MATLAB作为内容。这几乎成了九十年代教科书与旧版书籍的区别性标志。 在我国大学，MATLAB也逐渐进入相关的专业课程。 公路工程试验数据处理与分析（基于VB与MATLAB） 基于MATLAB异步电动机间接磁链定向控制的研究 宽带超声换能器动态频率的小波分析的MATLAB仿真 基于MATLAB的数字图像处理软件设计 DCT数字水印算法的MATLAB实现 基于MATLAB 的PWM调速系统仿真分析 利用MATLAB软件对平面天线性能的分析研究 基于Matlab的水箱水位模糊控制系统 基于SIMULINK的纯电动客车整车性能仿真的研究 用MATLAB做本科毕业设计 一、电阻电路求解 二、动态电路微分方程求解 三、正弦稳态电路求解 应用举例 附加方程： 网孔法列方程： 应用MATLAB编程如下: R=[14,-3,-5; -3,5,-2; 0,1,-3]; %矩阵赋值 U=[-7; 10; 0]; %矩阵赋值 I=R\U %求解网孔电流变量 U2=( I(2)-I(3) )*2 %求解电压 程序运行结果 I = 0.3500 2.5500 0.8500 U2 =3.4000 演 示 一、电阻电路求解 二、动态电路微分方程求解 三、正弦稳态电路求解 应用举例 syms R L C %定义R L C为符号变量 Uc=dsolve(L*C*D2Uc+R*C*DUc+Uc=0,Uc(0)=10,DUc(0)=0) ezplot(Uc,[0,0.01]) %画出0~0.01s时间内波形 Uc=subs( Uc,{R,L,C},{4000,1,0.000001} ); %代入具体条件 digits(5) %声明精度取5位有效数字 Uc_exp=vpa(Uc) %化简为最简形式 Uc_exp =10.774*exp(-267.90*t)-.77339*exp(-3732.1*t) Uc=pretty(Uc) %使解的书写方式符合人们习惯 演 示 一、电阻电路求解 二、动态电路微分方程求解 三、正弦稳态电路求解 应用举例 已知某正弦稳态电路的结点电压方程，求解 应用MATLAB语言编程如下： Y=[1/(1+i),-1/(-3i),-1/2i; -1/(-i),1/(1.5+3i), -3; -1/2i,-3,1/i]; I=[2; 5+5i; 3+6i] ; U=Y\I Un1_m =abs(U(1)) %求U1的模 Un1_a =angle(U(1))/pi*180 %求U1的辐角 compass(U) %画出相量关系图 程