第八讲 MATLAB在电路中的应用.pptVIP

2001年9月--12月 《通信电路原理》--无九 第九讲　MATLAB中电路中的应用 9．1 MATLAB与通信仿真 9．1．1 通信电路与系统仿真（续） 9．2　电阻电路 9.2动态电路例2 正弦激励的一阶电路 第十讲　MATLAB中信号与系统中的应用 例10.1 连续信号的MATLAB描述 （1）单位冲激函数 （2）单位阶跃函数： （3）复指数函数 * * 9．1．1 通信电路与系统仿真 一般来说，通信电路与系统仿真过程可以分为五个步骤： （1）系统建模：根据要分析的通信电路与系统，建立相应的数学模型。 （2）仿真算法：找到合适的仿真算法。 MATLAB已经被确认为准确、可靠的科学计算标准软件。 （3）仿真语言：应用仿真语言编写计算程序。MTLAB语言有非常突出的优点，是通信电路与系统仿真首选的仿真语言。 （4）仿真计算：根据初步的仿真结果对该数学模型进行验证。 （5）系统仿真：进行系统仿真，并认真地分析仿真的结果。 仿真算法、仿真语言和仿真程序构成了数字仿真软件。 数学模型的正确性、仿真算法的可行性、仿真程序的准确性和可靠性，最后编制成一个成熟的仿真软件。 通信电路与系统仿真在教学实践中应用越来越普遍。 对于改进教学效果、给学生提供形象化的信息、激发学生的学习兴趣、提高学生的自学能力、加强学生对授课内容的理解等无疑是十分有益的。有利于对学生分析问题的能力和解决问题的能力的培养。 学生掌握了系统仿真的方法以后，不但使他加强了对所学课程的理解，同时还便于钻研一些他本人感兴趣的问题，有利于部分学有余力的学生进一步自学的要求。 在美国和欧洲大学中，九十年代将MATLAB正式列入了电子工程专业研究生和本科生的教学计划， MATLAB是必须掌握的基本工具。 在设计研究单位和工业界，MATLAB也成为工程师们应该掌握的一种工具，是被认作进行高效研究、开发的首选软件工具。 例1 电阻电路的计算 把方程组写成矩阵形式为 例9.1的电路图 用基尔霍夫定理列方程组 已知：R1=2,R2=4,R3=12,R4=4,R5=12,R6=4,R7=2Ω 问题： （1）如果us＝10V，求is,u4,u7 令us=10V,由i3=ia-ib，u4=R4ib，u7=R7ic,即可求出问题的解。 （2）如果u4=6V,求us,i3,i7 由电路的线性性质，可令i3=k1us,u4=k2us,u7=k3us .然后求出k1,k2,k3,即可求出解us=u4/k2,i3=k1us=k1*u4/k2,u7=k3us=k3u4/k2 电路微分方程 按三要素原理，其解应为 uc(t)=ucp(t)+[uc(0+)?ucp (0+)]e - t /τ，t≥0 设ucp(t)= ucmcos(?t+?) 其中 已知：R＝2 Ω，C＝0.5F，电容初始电压uc(0+)=4V，激励的正弦电压us(t)=umcosωt,其中um=10V, ω=2rad/s。当t=0时，开关s闭合，求电容电压的全响应，区别其暂态响应和稳态响应，并画出波形。 ucp(0+)=ucmcosφ，电容电压的全响应为uc(t)=[uc(0+)-ucp(0-)]e-t/τ+ucmcos(ωt+ φ) 暂态响应(固有响应)uctr(t)=[uc(0+)-ucp(0-)] e-t/τ t≥0 稳态响应(强迫响应)ucst(t)=ucmcos((ωt+ φ) 例10.2 卷积的计算 根据卷积公式： 因此编程的过程为： （1）写出h(t)＝e-0.1t的MATLAB表达式； （2）写出u(t)的MATLAB表达式； （3）利用MATLAB的卷积语句y=conv(u，h)求解 （4）画曲线plot(t,y)。 *