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1、《MATLAB语言》课程论文MATLAB在电路分析中的应用姓名：李娜学号:12010245303专业：2010级通信工程班级：＜1》班指导老师：汤全武学院：物理电气信息学院完成曰期:2011.12.15MATLAB在电路分析中的应用（李娜120102453032010级通信1班）［摘要］本文将Matlab软件的模拟功能用于电路分析研究，以基本电路理论中典型的直流电阻电路和含有复数运算的正弦稳态电路的计算为例，详述了如何分别运用MATLAB语言编程的方法来对电路进行仿真分析和计算。结论表明，应用这两种方法可以是复杂电路的分析和计算变得非常快捷
2、.方便，从而为电路分析提供了一个有效的辅助工具。［关键词］MATLAB;电路分析；模拟；正弦稳态；向量图一、问题的提出MATLAB语言结构紧凑.语句精炼，指令表达式和数字表达式非常接近，仅需儿条简单的语句，就可以完成一大串其他高级语言才能完成的任务，可大大节省编程时间，提高计算效率。基本电路是电类专、Ik非常重要的专业基本课，不仅为后继课程提供了深厚的理论基础，也为电路的分析计算提供了各种方法。其中，在电路分析理论屮一般将关于时间的微分方程转化为复数方程求解，在一些电路比较复杂的.方程数量多的情况下，都可以运用MATLAB程序来解决。运用该
3、程序不仅可以节约时间，还可以非常方便的调试电路参数，直观的观察电路中的电流.电压和功率波形。二、应用1典型直流电阻电路的分析计算图1所示为典型的直流电阻电路，含有电压控制的受控电流源VCCS,其中，Rl=lQ,R2=2Q，R3=3Q，Us=10v,Is=15A，VCCS=0.25U2,现需分析计算电流和图1典型直流电阻电路基本电路分析的基本方法实现建立数学模型，一般是电路方程组。然后通过求解方程组，得到各支路电压和电流。对图1应用回路电流法，可列出如下方程组：RllI,cl+Rl2lni2+Ri3lic3=UsllR2lIicl+R22lc
4、2+R23lc3=Us22^3iIbI+R32I«2+R33I«3=Us33其中，R11-R1+R2,R22=R
5、+R:b只33二尺2+尺3,Rl2-R2l=~Rl,尺13二尺31=_尺2,尺23二尺32二-尺3，Usil=Us,Us22=Ul,US33=-U3而Ii=I.-UI^=IS=15,1.3=0.25U2,U2=R2(1k1-IJ整理以上方程，并写出形如AX=BU的矩阵方程形式，可得R,.Rl30L,T-R
6、2R21R23-10T„3—0—R22⑴R31R32010■R32Lisj0.25R21-0.25R20Q.LujQojMA
7、TLA语言编程法成用MATLAB语言编程如下••CLEAR;US=10;IS=15;Rl=l;R2=2;R3二3;%为给定元件赋值K11=K1+K2;K12=-K1;K21=-K1;K13=-K2;K31=-K2;%为系数矩阵各元素赋值R22=R1+R3;R23—R3;R32=-R3;R33=R2+R3;A=[R11R1300;R21R23-10;R31R330l;0.25*R2卜0.25*R200];%列岀系数矩阵AB=[l-R12;0-R22;0-R23;00];USS=[US;IS];%列出系数矩阵BX=AB*USS;%解出XI1=
8、X(1)-IS%显示要求的分量II和U2U2=2*(X(l)-X(2))程序运行结果Il=-10.0000,U2=202典型的正弦稳态电路的分析与计算图2所示为典型的正弦稳态电路，其中••(j5=10Z-45°,VCCS=0.5
9、J1,/?1=lQ,/?2=2Q,£1=0.4"?H，Cl=1OOO//F,仞=1000⑽/，.现需分析该含源一端口在b-o端口间戴维南等效电路■o图2典型的正弦稳态电路图3在b-o端口间外加电流源后的电路首先建立数学模型。我们在原含源一端口电路的b-o端子间外加一个正弦电流源，如图3所示。对图3应用结点电压法，并
10、以o点为参考结点，则有如下方程组：rYnUao+Y2iUlKJ=UsiiLY12U.,o'*"Y22Ubo=：Us22其中，^11=^21=IIR2Zr.，r22=，JSilusR2Z/a+^C1整理以上方程，并转换成形如AX=BU的矩阵方程形式为:(2)MATLAB语言编程法实现电路的分析计算根据式(2),我们设想，若令ib=O,代入u=10Z-45°,则可求得戴维南等效电源电压oc，它就等于此时的I;然后再令il尸0,将原电路(图2)变成一个无源一端口，并设ib=lZ0°,代入式(2)即可求得戴维南等效阻抗，即UbolbUbo1=Ubo
11、据此，可设计1ATLAB程序。应用MATLAB语言编程如下：clear;Rl=l;R2=2;Ll=4e-4;Cl=le-3;US=5*sqrt(2)-j*5*sqrt(2);%
