matlab在直流电路中电阻电路的应用

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1、初始条件：试用叠加原理计算图中所示电路中的电流I和电压Uab。设计任务：1.根据已知分析电路（包括电路变换及简化）；2.完成在MATLAB中的参数设定及模型建立；3.完成仿真输出波形显示，并分析结果。4.整理设计过程，总结心得，完成报告。武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书摘要《电路原理》是电类专业必修的一门重要的技术基础课，它具有基础科学和技术科学的二重性，不仅是电类学生学习后续课程的基础，也直接为解决电工电子工程中的一些实际问题服务。大一下学期开始，通过对本课程的学习，我初步掌握了近代电路理论的一些基本知识和概念，能分析计算一些常见的，比较简单的基本电路，

2、初步具有了解决实际问题的能力，并为后续课程的学习准备了必要的电路理论知识。其分析电路的常见方法有：节点电压法，网孔电流法，叠加原理分析法，戴维宁定理和诺顿定理等等。本文主要讨论用叠加原理分析法来分析直流电路中关于电阻电路的计算方法。在这个分析解决问题的过程中需要运用到MATLAB软件。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。本文就是通过对MATLAB编程计算出的结果和Si

3、mulink仿真出的结果两大部分。本文就是通过对MATLAB编程计算出的结果和2武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书直流电路中电阻电路的计算1题目分析1.1设计题目试用叠加原理计算图1中所示电路中的电流I和电压Uab。图1电路图1.2理论分析题图1中有一个电压源和一个电流源，根据叠加原理可以将电路图进行分解成图2和图3叠加。aII4Ω10ΩU20Ω3Ab图2分解图一9武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书20ΩaI-12v10ΩU+b图3分解图二列方程得I+I=310I-20I=0（10+20）I=-12对上面三个方程，可将其写成如下所示的矩阵形式：=

4、求解线性方程组得I=2AI=1AI=-0.4A由叠加原理得I=I+I=1.6A由电路性质得U=10I=16V上面的9武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书过程，为理论上的解题方法。在整个解题的过程中，最主要的就是正确的列出三个方程，然后以这三个方程为中心求解即可。这过程中，我有意将三个方程的系数写成矩阵形式，利用《线性代数》中所学的矩阵的知识来求解，其实是为了方便后面利用MATLAB软件来进行计算。下面将详细的来了解运用MATLAB软件来进行编程计算题目中的两个问题的流程。并将运用此软件计算出来的结果和理论分析计算出来的结果进行比较，理论上应该是相同的。2Mat

5、lab编程和仿真2.1Matlab编程A=[1,1,0;10,-20,0;0,0,30];B=[3;0;-12];I=inv(A)*B;I1=I(1);I2=I(2);I3=I(3);I=I1+I3Uab=10*I2.2程序的运行I=1.6000Uab=16图4Matlab编程界面图9武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书由此可得，MATLAB软件程序运行的结果与理论分析出的结果一样，符合分析的结果。3Simulink进行建模仿真3.1仿真元件的选取（1）电阻的选择由于设计电路中必须要有三个电阻4Ω,10Ω，20Ω。所以添加三个电阻加入仿真电路中，并将电容值设为

6、inf，电感值设为0，由此来设置出电阻对应的阻值。如图5所示：图5载入电阻图6电阻设定9武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书（2）电源的选择由于设计电路需要一个直流电压源和一个直流电流源。首先是添加电压源图7添加设置直流电压源仿真库中没有直流电流源，选用交流电流源进行相应的设置实现直流电流源的功能。图8添加设置直流电流源（3）电流表，电压表的选择9武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书由于电路结果测量需要，电流表和电压表来测量。所以添加电压表和电流表到文件内，把电流表串联到指定的位置，将电压表并联到指定的位置。就可以完成电路的测量。如图9所示：图9电流

7、表和电压表图3.2Simulink电路模型打开MATLAB软件，在Simulink中构建的电路图如下图图10所示：图10Simulink中搭建的电路图图中电压表，电流表分别测的是题中所要求的电学量。9武汉理工大学《基础技能强化训练》课程设计说明书3.3Simulink电路图的仿真结果搭建好电路后进行仿真，结果如图11所示：3.4对Simulink仿真结果和理论所得结果的比较分析在MATLAB软件中的Simulink中进行仿真，所得出的结果和理论分析，及MATLAB软件编程计算所得出的结果完全相同。这验证了自己在Simulink仿真中操作的