稳态电路的通用matlab程序实现 matlab common program realization of steady-state circuit analysis.pdfVIP

第24卷第2期 电 力 学 报 V01．24NO．2 OFEI。ECTRICP()WER 2009 2009年4月 JOURNAL Apr． 文章编号： 1005—6548(2009)02—0109—04 稳态电路的通用Matlab程序实现 王国枝 (山西大学工程学院，太原030013) 摘 要：稳态电路的分析和计算是电路理论中的重要内容，它可以通过列写矩阵形式的网络方 程进行分析，但最常用的几种分析方法对电路中元件均有一定的限制。通过采用一种对电路中元 件无限制的网孔电流列表法，介绍了利用Matlab的编程、矩阵运算、图形绘制等功能和网孔电流分 析的算法框图。该方法设计具有简单高效的特点。举实例进行了分析计算和软件仿真，证实了该 方法的正确性和实用性。 关键词：大规模电路；网孔电流列表法；Matlab；通用程序 中图分类号：TMl3 文献标识码：A 电路结构简单时，采用传统的网络分析法可以 [矾，晚，…，砚]T为支路电压列向量，1，=[f。，j。， 方便求解。对于大规模的电路分析，可以采用网络 方程的矩阵形式求解，有节点电压法、回路电流法和 割集电压法等，但这些方法具有一定的限制，如回路 电流法不允许有无伴电流源支路，且规定复合支路 不允许存在受控电流源；节点电压法和割集电压法 不允许有无伴电压源支路，且规定复合支路不允许 存在受控电压源。这给矩阵法求解电路带来了一定 的局限性。以前有Fortran、PSpice等软件可用于 电路的计算机辅助分析，但编程繁杂，图像处理不 易。随着近年来计算机语言的快速发展，Matlab语 言很快被各行各业广泛应用，其编程容易、运算功能 式中，F、H均为b×b阶方阵，以=[仉。，魄，…， 强大、图形处理简单、仿真应用快捷。本文利用网孔 阮]T为支路电压源列向量，i。=[j。。，js。，…，j晒]T 电流的列表法开发出基于Matlab的大规模稳态电 路分析计算的通用程序，对支路没有任何限制。 1 算法设计 对于平面电路，可以采用网孔电流法列写电路 方程组，其变量是独立网孔的网孔电流。为了使该 [-孑T三兰][钥=[晚呈厶]． 算法模型建立具有很强的通用性，对支路元件无限 制，且规定1个元件为1条支路。 电路拓扑关系方程建立：对于b条支路，m个网 孑L的电路，描述支路与回路关联性质的回路矩阵为： B，以B表示的KCL和KVL的方程为： 2程序设计 1一BTll一0． (1) BO一0． (2) 2．1 用Matlab编程实现算法 式中j一[j，，j：，…，jf6]T为支路电流列向量，D一 收稿日期：2009-01—10 万方数据 110 电 力 学 报 第24卷 始 表1 元件的支路方程及F和H值 元件类型 支路方程 F 日 以+Js 兀 电阻或电感 以-Zkl。=o F址=1 巩=一zk 0 电容 YkU^一，I=0 如=K 乩=一1 0 据m、6创建4个不同的 独立电压源 U^=【，＆ 心=1 0