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1、第20卷第3期江西电力职业技术学院学报Vol.20,No.32007年9月JournalofJiangxiVocationalandTechnicalCollegeofElectricitySep.2007用MATLAB编程实现动态电路仿真王光亮(华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206)摘要：利用Matlab强大的运算和绘图等功能，可以实现电路的动态过程实验的仿真。编写程序采用与手算一致的思维方式和步骤，理解掌握都较容易。结论表明，应用这种方法可以使复杂电路的仿真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
2、的辅助工具。关键词：MATLAB；电路仿真；动态过程；运算；绘图中图分类号：TM13∶TP312MA文献标识码:A文章编号:1673-0097(2007)03-0008-(03)0前言态响应，方程为：!#duC!《电路》是电类各专业的重要专业基础课，对后续专#i=-C#dui#Cdt#CC##=业课的学习至关重要。而电路仿真是《电路》教学过程中##dt-C#di##u=LL#的重要手段，形象直观，而且能够弥补硬件实验的不足。#L#diu+u-i×R#dt#LsCC"化简后为："=MATLAB是最为流行的工程软件之一，具备计算、仿
3、真、##dtL#-u+u-u+u=0#[2～3]#sRCL#绘图等强大功能。运用该软件，我们可以方便地研究各##u=0#u=0#C(0)#C(0)#类系统问题，包括电路实验仿真。###i=0#C(0)#i=0$这里以电路的动态过程为例，说明其有关理论，推导$L(0)可见文献[1]。在实验中我们使用一方波发生器作为电源，连成在电源电压为0时，为零输入响应，电路图见图2：RLC串联电路，并通过示波器观察电容电压、电容电流（实际测量电阻电压）。在改变元件参数的条件下，可观察到欠阻尼振荡、过阻尼非振荡和临界状态三种情况的波形，方波电源的
4、好处是能使“零状态响应”和“零输入响应”交替出现，使动态过程连续出现，便于观测。实验电路图如图1所示。图2零输入响应方程为：!#duC#i=-C#C!#dt#duCiC##=-###diL#dtC#u=L##L##dt#diu-i×R##LCC"化简后为："=#u-u+u=0#dtL图1实验电路图#RCL####u=-10#u=-10#C(0)#C(0)####下面用两种方法模拟实现这一过程：#i=0#i=0L(0)$C(0)##元件参数如下：#$u=10VC=1×1016CL=1H电源方波通过“零状态响应”和“零输入响应”的叠
5、加s用分段函数来实现：1直接列写微分方程法L（1）欠阻尼振荡R<2在电源电压不为零时，由于uC(0)=0，iL(0)=0,为零状%C收稿日期：2007-04-04作者简介：王光亮（1984-），男，山西平遥人，在读硕士生.第3期王光亮：用MATLAB编程实现动态电路仿真9在MATLAB中，只需将各方程依次抄进去，执行以下R取10000欧（临界为2000欧），程序与前者类似，程序：结果见图4：%欠阻尼振荡%dsolve为求解微分方程命令a=dsolve('Duc=ic/(-10^(-6))','1Dic=(10+uc-ic*500
6、)/1','uc(0)=0','ic(0)=0');b=dsolve('Duc=ic/(-10^(-6))','Dic=(uc-ic*500)/1','uc(0)=-10','ic(0)=0');%以下7行用于绘制电容电压曲线和电容电流曲线,下同figure%用于打开一新的图形窗口,以免相互覆盖,下同subplot(2,1,1);fplot('uc',[00.08],'r')grid;title('电容电压曲线(欠阻尼振荡)')text(0.082,-20.1,'时间t');text(-0.01,5.01,'电压u');subp
7、lot(2,1,2);fplot('ic',[00.08],'g')图4过阻尼振荡（微分方程法）grid;title('电容电流曲线(欠阻尼振荡)')text(0.082,-5.01*10^-3,'时间t');Ltext(-0.01,10.01*10^-3,'电流i');（3）临界状态：R=2!C其中用到的几个函数文件为：R取临界值2000欧，程序稍微做改动，结果图为：ic.mfunctiony=ic(t)t=rem(t,0.03);ift<0.015y=eval(evalin('base','a.ic'));%eval为字符串
8、演算函数，evalin('base','a.ic')实现跨空间变量传递，从工作空间读取a.ic,下同elsey=eval(evalin('base','b.ic'));enduc.mfunctiony=uc(t)t=rem(t,0.03);ift<0.015y=
