matlab課程設計--利用matlab對線性電路正弦穩(wěn)態(tài)特性分析-在線瀏覽
2025-03-02 16:18本頁面
【正文】 編程效率與可讀性、可移植性要遠遠高于其他高級語言。由于專用的分析軟件存在著成本、人們熟悉程度和軟件本身局限性等方面的缺點，以及MATLAB對矩陣和數(shù)值運算的高效性，我們便想到了利用MATLAB來實現(xiàn)各種電路的分析。它將數(shù)值分析、矩陣計算、科學數(shù)據(jù)可視化以及非線性動態(tài)系統(tǒng)的建模和仿真等諸多強大功能集成在一個易于使用的視窗環(huán)境中，為科學研究、工程設計以及必須進行有效數(shù)值計算的眾多科學領域提供了一種全面的解決方案，并在很大程度上擺脫了傳統(tǒng)非交互式程序設計語言（如C、Fortran）的編輯模式，代表了當今國際科學計算軟件的先進水平。在新的版本中也加入了對C、FORTRAN、C++ 和JAVA的支持，可以直接調用,用戶也可以將自己編寫的實用程序導入到MATLAB函數(shù)庫中方便自己以后調用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進行下載就可以用。 3) 友好的用戶界面及接近數(shù)學表達式的自然化語言，使學者易于學習和掌握； Matlab常用函數(shù) 注解函數(shù)xlabel(‘Input Value39。 % x軸注解 ylabel(‘Function Value39。 % y軸注解 title(‘Two Trigonometric Functions39。 % 圖形標題 legend(‘y = sin(x)39。)。 % 顯示格線 繪圖函數(shù) plot: x軸和y軸均為線性刻度（Linear scale）。 semilogx: x軸為對數(shù)刻度，y軸為線性刻度 。 matlab分析電路流程在Matlab中，分析電路按以下流程圖進行： 分析電路定義函數(shù)和常量定義時間的方位和分度編寫關系式繪制圖形 2 R,L,C時域波形圖和向量圖 電阻穩(wěn)態(tài)電路 電阻R的正弦穩(wěn)態(tài)電路分析： 電阻R的正弦穩(wěn)態(tài)電路，電壓Ur的表達式為：Ur=R*a*cos(w*t) 由此可知，對于電阻R，任一頻率的正弦波電流信號通過它時，該電阻的端電壓相位不會發(fā)生改變，即輸入電流信號同相，而電壓信號幅值的大小由電阻的阻值決定。改變的倍數(shù)正好為電阻的阻值。 現(xiàn)利用matlab繪制電阻的正弦穩(wěn)態(tài)時域波形圖繪制波形圖的程序設計如下分析所示： 在此我取正弦信號的角頻率，電阻的阻值R=10，繪制波形圖的時域范圍為：t=20*pi:pi/20:20*pi。故采用此函數(shù)繪制波形時取樣要足夠多。 繪制電流信號的波形語句為：plot(t, i)。繪制功率信號的波形語句為：plot（t，p）。因此通過matlab繪制的電阻R時域波形圖如下： 電阻R時域波形圖，可以看出，兩信號i,u的相位沒有變化，但兩信號的幅值發(fā)生了變化，且變化的比例剛好為電阻的阻值。set(xl,‘linewidth’,3)。 gtext(‘u’)。 電感穩(wěn)態(tài)電路 電感L的正弦穩(wěn)態(tài)電路的分析 Luli=cos(w*t) 電感L的正弦穩(wěn)態(tài)電路 如上圖所示，對于純電感而言，任一頻率的正弦電流信號流經(jīng)它時，電感的端電壓都會發(fā)生改變，從而與電流不同相，而電壓信號的幅值由電流信號頻率和電感系數(shù)共同決定。電阻兩端的電壓為=。 現(xiàn)利用matlab繪制電感的正弦穩(wěn)態(tài)時域波形圖 在此我取定正弦信號的角頻率，電感的系數(shù)L=2H，則繪制波信圖的程序設計如下分析所示： 繪制波形圖的時域范圍為：t=20*pi:pi/20:20*pi。 利用函數(shù)angle取的電感輸出電壓的相角：xj=angle(u1)。 繪制電流信號的波形語句為：plot(t, i)。 繪制功率信號的波形語句為：plot（t，p）。 因此通過matlab繪制的電感L的時域波形圖如下： 電感L的時域波形圖 由上圖可知,兩信號的幅值不同,相位也不同,兩信號的幅值由電感系數(shù)和頻率共同決定,而相位差卻是恒定的90度，這個也可以從其相量圖明顯看出。set(xl,‘linewidth’,5)。 gtext(‘u’) 電感的相量圖從以上相量圖中可以很清晰的看到電感兩端的電壓與流過電流的相位關系，幅值也不相同。 由電路的分析知,我們可以取流過電容的電流為： ，為了簡化分析,其幅值取單位長度。電壓信號的相量為。此時正弦穩(wěn)態(tài)電路的波形圖繪制與電容的穩(wěn)態(tài)電路基本相同。利用函數(shù)angle取的電容輸出電壓的相角：xj=angle(u1)。繪制電流信號的波形語句為：plot(t,i)。繪制功率信號的波形語句為：plot(p,t)。因此通過matlab繪制的電容C時域波形圖如下： 從以上圖中可以看出，對于電容，其兩端的電壓相位滯后于流過它的電流90度，它們幅值的大小由電容的大小和正弦信號的頻率決定。set(xl,’linewidth’,1)。 gtext(‘u’) 電容的相量圖由以上相量圖中可以很清晰的看
教學教案相關推薦
鄂ICP備17016276號-1