基于matlab gui的电路教学辅助系统new

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1、第22卷第期3洛阳理工学院学报自然科学版()Vol.22No.32012年月9JournalofLuoyangInstituteofScienceandTechnology(NaturalScienceEdition)Sep.2012基于MATLABGUI的电路教学辅助系统李　京　秀（洛阳理工学院计算机与信息工程系，河南洛阳471023）摘要：MATLAB利用语言强大的数学计算和绘图功能，以及GUI设计向导，开发了电路教学辅助系统。系统包括电路方程计算平台、电路特性演示平台和通用电路仿真平台，实现了电路方程的自动计算、电路特性的动态演示，以及通用交、直

2、流稳态和动态电路仿真测试，解决了电路数学计算量大、数学公式抽象难以理解的问题，为电路教学提供了操作简单、功能全面的教学辅助软件。关键词：MATLABGUI；电路方程计算；电路特性演示；电路仿真DOI:10.3969/j.issn.1674-5043.2012.03.012中图分类号:TP399文献标志码:A文章编号:1674-5043(2012)03-0046-05电路课程是电类各专业非常重要的基础课，教学的重点是掌握电路分析方法、电路理论和电路特性，在教师的讲授和学生的学习过程中涉及到大量的数学计算问题，如线性代数方程组包括复数方程(组、微分方程、积

3、分变换、拉普拉氏变换及反变换等。同时，为了解电路特性，常常需要画出相应的波)形图。对于这些问题，手工求解不仅费时而且容易出错，更难以准确地画出波形图，观察电路的特性，因此影响了电路课程的教学效果和学习效果。美国MathWorks公司开发的科学计算语言MATLAB具有强大的数学计算功能，可以解决几乎所有的电路计算问题，它具有的强大的绘图功能，能方便地绘制二维、三维图形，其自带的GUIDE设计工具可以开发出友好的用户界面。基于此，采用MATLAB语言开发了基于MATLABGUI的电路教学辅助系统。1　系统的总体设计及功能介绍以MATLAB为开发平台构造界面

4、友好的辅助教学系统。系统包含个平台：电路方程计算平台、电路3特性演示平台和通用电路仿真平台。其结构如图所示。1系统主界面电路方程计算平台电路特性演示平台通用电路仿真平台直交过直交动流流渡流流态电电过实实电电电路路程验…验路路路计计计项项仿仿仿算算算目目真真真平平平一九平平平台台台台台台图　系统结构图1收稿日期：2012-04-13作者简介：李京秀(1964-),女山西河曲人硕士教授主要从事电路理论方面的研究,,,,.第期3李京秀：　基于MATLABGUI的电路教学辅助系统47电路方程计算平台包含了直流电路方程计算平台、交流电路方程计算平台和过渡过程方程

5、计算平台3个平台，能完成直流电路代数方程组、交流电路复数代数方程组的计算，以及动态电路过渡过程的复频域分析中信号源的拉普拉氏变换和运算电路方程组的计算，求解出复频域解和时域解。电路特性演示平台包含了个典型电路特性的演示和方波的傅里叶分析，能动态演示电路参数变化时8的电路特性。通用电路仿真平台包含了直流稳态电路仿真平台、正弦交流稳态电路仿真平台和动态电路仿真平台3个部分，可以对交、直流稳态电路的所有结点电压、支路电压、支路电流和支路功率包括有功功率和无(功功率进行分析测试，对动态电路的所有结点电压、支路电压、支路电流进行分析测试，得到解析解和)的波形图。

6、2　系统界面设计MATLAB提供图形用户界面设计工具，其中包含有图形化控件如按钮、编辑框、下拉列表、滚动条等、()静态元素窗口和文本、菜单和坐标系，用户可根据界()面功能随意选择控件，控件之间的调用灵活，能够实现理想的交互。2.1　系统及各平台主界面设计系统的主界面及各平台主界面是进入各子界面的接口，为使主界面风格统一、层次分明、操作简单，采用菜单和窗口技术设计主界面，系统主界面如图所示。在2主界面中通过选择选择平台菜单中的下拉子菜单进入到相应的平台或窗口中，主界面设计的主要内容是下拉()子菜单回调函数的设计，在子菜单回调函数中用close命图图　系统

7、主界面22系统主界面令关闭当前窗口，开启相应的子菜单即可。2.2　电路方程计算平台子界面设计电路方程计算平台旨在为用户提供求解电路方程的工具，解决电路学习中电路方程计算繁琐、计算量大的问题，特别是复数代数方程组的计算，以及拉普拉氏变换与反变换的问题。设计思想：用户将列写的电路方程，用矩阵AX=B形式表示，输入系数矩阵A、B，由平台求解方程，完成计算。基于上述思想，电路方程计算平台的子界面主要是由输入矩阵A、B和显示计算结果的文本框组成。直流电路方程计算平台如图所示为设计时用3get命令从文本框读取矩阵，用set命令将结果放入显示计算结果的文本框中。交流

8、电路方程计算平台显示结果为相量的幅值和相图3直流电路方程计算平台界面图　直流电路方程计算平台界