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1、第41卷2005年第4期西北师范大学学报(自然科学版)Vol1412005No14JournalofNorthwestNormalUniversity(NaturalScience)89#教学研究#电路分析问题的Matlab求解宋海声,梁西银,马永杰,莫海长(西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃兰州730070)摘要:应用Matlab软件的模拟功能对直、交流稳态电路和暂态电路、大规模电路的具体实例进行了分析和计算,并对该软件的具体应用作了进一步的说明.关键词:Matlab软件;电路分析;模拟;仿真中图分类号:TP31:TM13
2、3文献标识码:A文章编号:1001-988Ⅹ(2005)04-0089-04MatlabsolvingproblemsoncircuitanalyzingSONGHaiOsheng,LIANGXiOyin,MAYongOjie,MOHaiOchang(CollegeofPhysicsandElectronicEngineering,NorthwestNormalUniversity,Lanzhou730070,Gansu,China)Abstract:TheanalogfunctionofMatlabsoftwareisuse
3、dtoanalyseandcalculatethesamplesoftheDCsteady(transient)circuit,ACsteady(transient)circuitandLSIcircuit.Somedetailexplainsfortheapplicationofthesoftwarearegiven.Keywords:Matlabsoftware;circuitanalyzing;analog;emluatorMatlab是一种先进的计算软件,它具有十分强大的数值计算、符号计算、绘图和系统仿真等功能.利用M
4、atlab可以实现大规模电路分析,方便快捷地进行数据输入、数值计算和数据输出及存储,进一步省去了编程的步骤.鉴于上述原因,世界上众多的大学已把Matlab引进教材.本文仅以电路分析中的一些典型问题为例,探索Matlab软件在电路分析教学中的应用.1电路分析问题求解实例图1直流稳态分析例图解求解此题的方程组为111Matlab在电路稳态分析中的应用7-20i1161)直流稳态分析.具体实例如下:-320i2=0.例1在图1所示电路中,Us=16V,R1=R3101u1016=R4=18,R2=28,K=4,求u10.收稿日期:2
5、004O12O01;修改稿收到日期:2005O03O10基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(ZS031OA25O006OZ)作者简介:宋海声(1964)),男,甘肃兰州人,讲师.主要研究方向为电子技术和计算机应用.西北师范大学学报(自然科学版)第41卷90JournalofNorthwestNormalUniversity(NaturalScience)Vol141对应的M文件解复杂正弦稳态电路时遇到的问题.A=[7-20;-320;101];例2求解如图3所示的支路电流.其中R1=B=[16016];C=AB38,R2=
6、28,C1=500LF,C2=500LF,L=C=4100005MH,6100003US1=102cos(10t)V,12100003US2=22cos(10t)V.此题也可用Simulink求解,模拟用的模型见求i1(t),i2(t),i3(t),i4(t),i5(t).图2,图中Display所显示的模拟结果也是12V,与M文件所求一致.图3求解正弦稳态电路例图解程序(略)运行结果为:I1=117459+016396i,I2=211296+115920i,图2用Simulink求解图1时的模型I3=111703+01210
7、9i,2)求解正弦稳态电路.在电路分析理论中,I4=-019594-113812i,分析和计算正弦稳态电路中各电压与电流之间关系I5=-013838-019525i.时,利用相量模型的网孔分析法和节点分析法可以以上结果是电流的向量.正弦波形式如下比较方便地列出求解电流或电压的线性方程组.而i1(t)=2163cos(1000t+2011b),实际中由于电路比较复杂,往往出现方程数量较多i2(t)=3176cos(1000t+3618b),的情况,手工求解这些方程组时,不仅费时费力还i3(t)=1168cos(1000t+101
8、2b),容易出现错误.随着计算机技术的发展,人们可以i4(t)=2138cos(1000t-12418b),利用计算机程序去完成这些繁琐的计算,比如利用i5(t)=1145cos(1000t-11119b).Fortran或C语言求解上述线性方程组,但必须懂电流相量图如图4所
