基于MATLAB的RLC阻尼振荡电路仿真分析.pdfVIP

74 oFYUEYANGvoCA．110NALTEC删mLCOLLEGE 2006年，o月zuuo平Iu月 JOU心AL赢RN盟oF鼍uE羔G盏A怎AL差cm憨L盖u正攫 张天瑜 (无锡市广播电视大学信息工程系，江苏无锡 214021) 摘 要：在电路分析中经常会遇到一些阻尼振荡电路，由于这类电路在高压断路器开断能力测试、受 控热核研究等许多重要的工程领域有着极为广泛的应用，因此有必要对此类电路的特性加以讨论。首先介 绍了建立数学模型的方法，然后利用了时域中传统的微分方程法和频域中经典的拉普拉斯变换法对电路 进行分析；最后借助于MAⅡAB软件来对两类RLC电路的过渡过程进行仿真分析，并对其产生的错误作 出了解释，此外还给出了一种解决方法。 关键词：阻尼振荡电路；MAⅡAB软件；仿真分析 中图分类号：TN75l 文献标识码：A 系统建模和仿真技术已经日益成为现代理工 1 RLC二阶电路过渡过程的分析方法 科各专业进行科学探索、系统可行性研究和工业设 对于一阶电路的过渡过程，通常采用电路三要 计不可缺少的重要环节。传统的仿真技术主要基于 素法来求解电路中的每一个响应。而对于二阶电路 C语言等计算机专业编程工具，编程的工作量极 的过渡过程通常是直接在时域上用列出并求解微 大，仿真程序的可读性、可用性、可靠性都很难适应 分方程的方法来求解电路中的每一个响应闭。但是 大型复杂系统仿真的需要f1】。科研工作者迫切需要 对于二阶或二阶以上的电路进行过渡过程分析时， 一种仿真工具，以摆脱繁杂的编程工作，将精力和 需要列出电路的二阶或二阶以上的微分方程，通过 时间都集中到解决科学问题、提出和验证创新思想 手工计算这类微分方程特征方程的根，通解、特解 和算法上来。MA．11AB正是为了适应这一要求而产十分困难，尤其是确定其积分常数，更是非常繁琐。 生的优秀仿真软件，并已逐渐成为全世界科研工作 而拉普拉斯变换法通过时域、频域的相互转换使得 者共同的学术交流工具以及系统仿真界事实上的 运算较为简捷【3】。 标准。我国尤其是在硬件设施有限、科研经费不足 1．1数学建模 的情况下，MATLAB仿真分析的广泛应用必将大大 在图1所示的电路中，在时刻进行换路，开关 提升我国科教事业的研究水平。 的触头由打向，此后电路依靠电容上的初始电压 a K 尺 ￡ +材-(，)一+甜‘O)一 + C 以(，) ●I (f) 图l R比串联放电电路 图2 t≥O时放电电路 u。(O一)=Us开始放电，进行电场能和磁场能之间律有： (1) 相互交换的振荡过程。为了定量地说明该电路的过 uR(t)+uL(t)+u。(t)=0 渡过程，需要建立数学模型。 图2为时串联放电电路，根据基尔霍夫电压定 (t)：c尘娶立、uL(t)：L尘掣由于该电路属于线性定 收稿日期：2006—09—07 作者简介：张天瑜(1980一)．男．江苏无锡人．工程硕士研究生。研究方向：通信、电子和自助控制。 一I：I【I]I【 万方数据 第2l卷第5期 张天瑜基于MAll^B的RLC阻尼振荡电路仿真分析