电路matlab仿真

基于MATLAB的电路仿真

电气工程学院 目录

实验一 直流电路2

一、实验目的2

二、预习要求2

三、实验例题2

四、实验内容3

实验二 直流电路(2)6

一、实验目的6

二、预习要求6

三、实验内容6

实验三 正弦稳态8

一、实验目的8

二、预习要求9

三、实验内容9

实验四 交流分析和网络函数13

一、实验目的13

二、实验内容13

实验五 动态电路14

一、实验目的14

二、预习要求14

三、实验示例15

四、实验内容17

实验六 频率响应26

一、实验目的26

二、预习要求26

三、实验示例26

实验七 simulink仿真交流电路34

一、实验目的34

二、预习要求35

三、操作练习35

实验一 直流电路

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的矩阵运算的方法。

二、预习要求

1、复习基尔霍夫KCL和KVL方程及直流电路的相关内容。

2、熟悉有关矩阵运算的内容。

三、实验例题

1、节点分析

电路如图1-1所示，求节点电压，和。

图1-1 节点电压电路

所编写的程序如下：

%计算节点电压的程序

%给定阻抗矩阵Y和电流向量I

%Y是阻抗矩阵同时I是电流向量

%初始化矩阵Y和向量I使用YV=I格式

Y=[0.15 -0.1 -0.05;

-0.1 0.145 -0.025;

-0.05 -0.025 0.075];

I=[5;

0;

2];

%求解电压

fprintf('节点V1，V2和V3：\n')

V=inv(Y)*I

2、回路分析

所编写的程序如下：

%该程序确定电流

%跟随电阻RB和电源提供的功率

%它计算给定阻抗矩阵Z和电压向量V的回路电流

%Z是阻抗矩阵

%V是电压向量

%初始化矩阵Z和向量V

Z=[40 -10 -30;

-10 30 -5;

-30 -5 65];

V=[10 0 0]';

%解答回路电流

I=Z\V;

%通过RB的电流计算

IRB=I(3)-I(2);

fprintf('the current through R is %8.3f Amps\n',IRB)

%电源提供的功率计算

PS=I(1)*10;

fprintf('the power supplied by 10V source is %8.4f watts\n',PS)

四、实验内容

编写以下程序，并记录程序和结果，写出简单注释。

1、电阻电路的计算

如图1-2所示，已知：，，，，，，。

(1)如=10V，求，，；

(2)如已知=4V，求，，。

图1-2

编写的程序如下：

%第一问程序需要确定回路电流

%给出回路电阻向量R和电压源向量U

%初始化向量R、U

R=[10 -6 0;3 -8 3;0 2 -3];

U=[5 0 0]';

%求解回路电流矩阵I

I=R\U;

%通过电阻R3的电流i3和电阻R4、R7的电压u4、u7计算

i3=I(1)-I(2);

fprintf('(1)所求电流i3=%8.4f A\n',i3)

u4=8*I(2);

u7=2*I(3);

fprintf('所求电压u4=%8.4fV，u7=%8.4fV\n',u4,u7)

%第二问程序需要先求出ia2,ic2,Us

%经过化简可得出两个已知矩阵A,B，所求矩阵为C，C的元数依次为ia,ic,Us

%初始化矩阵A,B

A=[20 0 -1;3 3 0;0 3 0];

B=[6 4 1]';

%所求矩阵满足关系为

C=A\B;

%所求电压源电压Us满足

Us=C(3);

fprintf('(2)所求电压Us=%8.4fV\n',Us)

%所求电流i3的计算

i3=(Us-8*C(1))/12;

fprintf('所求电流i3=%8.4f Amps\n',i3)

%所求电流i7的计算

i7=C(2);

fprintf('所求电流i7=%8.4f Amps\n',i7)

程序的执行结果如下：

(1)所求电流i3= 0.3571 A

所求电压u4= 2.8571V，u7= 0.4762V

(2)所求电压Us= 14.0000V

所求电流i3= 0.5000 Amps

所求电流i7= 0.3333 Amps

2. 求解电路里的电压，，，，。

编写的程序如下：

%该程序先确定节点电压V1，V3，V4

%给定导纳矩阵Y和电流矩阵I

%初始化矩阵Y、I

Y=[171 -5 -186;2 4 -11;5 -3 -2];

I=[0 -120 -200]';

%求解矩阵U=[V1 V3 V4]'

U=Y\I;

%求解电流Ia

Ia=(U(3)-U(2))/5;

%求解节点电压V2

V2=U(1)-10*Ia;

%求