MATLAB_基础强化训练》--武汉理工大学自动化07级.docVIP

前言 MATLAB 是美国公司出品的，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和两大部分。 　　MATLAB是（Matrix Laboratory）的简称。它在数学类科技应用软件中在方面首屈一指。MATLAB可以进行运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、、、金融建模设计与分析等领域。 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等语言完相同的事情简捷得多，并且也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对，，的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。MATLAB软件的扩展，它是实现动态系统建模和仿真的一个软件包，它与MATLAB语言的主要区别在于，其与用户的交互接口是基于windows模型化图形输入，使得用户可以把更多的精力投入到系统模型的构建，而非编程上。目前MATHWORKS公司已经把SIMULINK发展成一个一系列产品。 本实验室基于MATLAB软件，运用其解决电路基础的一些简单知识，从而学会简单运用MATLAB软件，为以后更好的掌握这款软件打下基础。 目录 前言 1 目录 2 一．MATLAB在电路中的简单应用 3 1．训练要求 3 2．设计分析 4 3．编程及仿真 6 3.1程序编写及模块分析 6 3.2用simulink仿真电路 7 二.设计体会与小结 11 参考文献 12 MATLAB在电路中的简单应用 １．训练要求 运用MATLAB解决数值线性代数问题及MATLAB的实现；MATLAB在“电路工作原理”中的应用；MATLAB工具箱的运用。要求选其中的一道作为课设的题目，学会简单运用MATLAB。 基本电路是电类专业非常重要的专业基本课,其中,线性含源一端口的戴维南定理及正弦稳态电路的分析计算是大家普遍反映难于理解的内容。本文以基本电路理论中典型的直流电阻电路和含有复数运算的正弦稳态电路的分析计算为例，详述了如何分别运用MATLAB语言编程的方法来对电路进行仿真分析和计算。结论表明，应用这两种方法可以使复杂电路的分析和计算变得非常快捷、方便，从而为电路分析提供了一个有效的辅助工具。 下面是运用MATLAB编程并结合simulink解决简单的电路问题。 自选题目：图1所示为典型的直流电阻电路[3], 含有电压控制的受控电流源VCCS，其中，R1=1Ω,R2= 2Ω, R3=3Ω,US=10V, IS=15A, VCCS=，现需分析计算电流i1和电压u2。 　　　　　　　　图1－－题目的电路图 ２．设计分析 图一是由压控电流源等组成的简单电路，运用回路电流法，网孔法，节点法等一些经典的电路分析法即可解决此问题。电路也可用simulink进行仿真实验，并通过波形，数据测量等从而检测计算及编程的结果。 (1)基本电路分析的基本方法是先建立数学模型，一般是电路方程组。然后通过求解方程组，得到各支路电压和电流。 如图１所示：设三个回路的电流分别为Im1，Im2，Im3。并设压控电流源的电压为U3。对图1应用回路电流法，可列出如下方程组： R11Im1+R12Im2+R13Im3 =Us11 R21m1+R22Im2+R23Im3 =Us22 R31Im1+R32Im2+R33Im3=Us33 其中，R11 = R1+R2 ,R22 = R1+R3 ,R33 = R2+R3, R12 = R21= -R1 ,R13 = R31= -R2,R23 = R32= -R3, Us11=US ,Us22=U1,Us33=-U3 而 （I1的电流由Im1和Im2决定的，而I1的电流方向与Im1相同，与Im2的电流方向相反，故为Im1减去Im2），，， 整理以上方程，并写成形如AX=BU的矩阵方程形式，可得： ????????? 由以上回路电流分析法的分析过程可得以下程序流程图。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 图2—程序流程图 (2)　用simulink仿真以上电路，并观测波形，测量数据。I1，U2的测量结果再和程序的结果相比较，若相同，则说明电路仿真和程序编写多是正确的；若不同，则说明电路的仿真与程序编写至少一个有问题，认真检查程序及电路的仿真，找出错误，认真分析，纠正错误，在比较结果。 使用simulink进行仿真一般分为