MATLAB仿真及电子信息应用课件第6章 MATLAB在电路中.ppt

第6章 MATLAB在电路中的应用,6.1 电阻电路 6.2 动态电路 6.3 正弦稳态电路 6.4 频率响应 6.5 二端口网络,6.1 电阻电路,电阻电路是指电路中除了电压源、电流源之外，只含有电阻元件的电路。 根据KVL、KCL导出的一切分析方法都可用于分析电阻电路,如支路电流法、节点电压法、回路电流法、戴维南定理和诺顿定理等。,，,,解：采用节点法，选D为参考节点，电路的节点电压方程为：,,写成矩阵形式为： 可写成： 则： 求出各节点电压后，即可求出支路电流：,,,,,,,,,,MATLAB程序 R1=2;R2=5;R3=1;R4=1;R5=10; is1=1;is2=3; %设定电路参数 a11=1/R1+1/R2+1/R3;a12=-1/R3;a13=-(1/R1+1/R2); a21=-1/R3;a22=1/R3+1/R5;a23=0; a31=-(1/R1+1/R2);a32=0;a33=1/R1+1/R2+1/R4; A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33]; %设定系数矩阵A B=[is1 -is2 -is1] ; %设定系数向量B U=A\B; %解出U uA=U(1);uB=U(2);uC=U(3); %得出各节点电压 i1=(uA-uC)/R1 %求各支路电流，并显示出来 i2=(uA-uC)/R2 i3=(uA-uB)/R3 i4=uC/R4 i5=uB/R5 程序运行结果为：i1 =-0.9574 i2 =-0.3830 i3 =2.3404 i4 =-2.3404 i5 =-0.6596。,例6-2 在图所示的电路中 ， ， ， ， , ，求 和 。,,,,,,,,,,解：采用网孔法，列写网孔方程：,补充方程为：,,将变量移到等式的左端，得：,写成矩阵形式为：,,程序运行结果：i2 =-0.0250 u2 = -0.1000。即i2 =-0.025A； u2 = -0.1V。,MATLAB程序 R1=2;R2=4;R3=6;us=2;g=3;r=2; %输入电路参数 A=[-R2 R2+R3 r 0;1 0 0 g;R2 -R2 0 -1;1 -1 -1 0]; %设定系数矩阵A B=[us 0 0 0] ; %设定系数向量B X=A\B; %解出U i2=X(3),u2=X(4),例6-3 戴维南定理。电路如图5-3所示，求电流 。已知：,,,,,,,,,,,,图6-3 例6-3电路图,解：求解其戴维南等效电路，先求 两端的开路电压：,图6-4 将,两端开路后的电路 列写方程： 即：,求得开路电压,再求等效电阻 ，电压源全部短路，可得 已知 和 后，就可画出戴维南等效电路，求出 。 MATLAB程序,,,,,,,,,,,,,us1=6;us2=12;us3=4;R1=3;R2=6;R3=1;R4=1; %输入电路参数 A=[1 -R2;0 R1+R2]; %设定系数矩阵A B=[us2+us3 us1-us2] ; %设定系数向量B X=A\B; %解出X uoc=X(1), %求出开路电压 R0=1/(1/R1+1/R2)+R3, %求等效电阻 i=uoc/(R0+R4), %求得I 程序运行结果为：uoc =12 R0 =3 i =3。即电流=3A。,6.2 动态电路,含有电容、电感等动态元件（也称储能元件）的电路称为动态电路。只含有一个储能元件的电路称为一阶电路。 在动态电路中，当换路时满足换路定律： 电路的全响应是指换路后初始状态和输入均不为零时电路的响应，常采用三要素法求一阶电路的响应，三要素指的是待求变量的初值、稳态值和时间常数。,图6-7 例6-4的程序运行结果,6.3 正弦稳态电路,在正弦电源激励下的线性非时变电路达到稳态时，电路中的电压、电流都是与激励源同频率的正弦量，这样的电路称为正弦稳态电路。 分析方法：相量法；电阻电路分析中的各种方法和网路定理。,说明： 正弦量用复数来表示，用复数的模代表正弦量的振幅或有效值，用复数的相角代表正弦量的初相。为了强调某一复数是代表正弦量的，通常在代表其模的大写字母上加一个圆点。 MATLAB指令无法体现这个“圆点”，文中在电路图中也省去了“圆点”。,6.4 频率响应,电路响应随激励频率变化的特性称为电路的频率特性。 频率特性通常用网络函数描述，网络函数定义为：,,可写成：,,为了表示频率在大范围内变化时电路特性的变化，在绘制幅频和相频特性曲线时横坐标可采用对数的，利用semilogx函数来绘制。,6.5 二端口网络,网络中如果一个端子流入的电流等于另一个端子流出的电流，则这两个端子构成了一个端口。含有两个端口的网络称为二端口网络， 二端口网络共有六种形式的端口方程和六套参数。这六套参数分别是Y参数、Z参数、T参数、H参数、B参数和G参数。,,,