matlab第9章 MATLAB在电路仿真.ppt

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1、第9章MATLAB在电路仿真中的应用1本章学习目标掌握电力系统模块集的使用掌握电阻电路、电路的时域、稳态和频域分析方法2主要内容9.1电力系统模块集简介9.2电阻电路9.3动态电路的时域分析9.4动态电路的稳态分析9.5电路的频域分析39.1电力系统模块集简介电力系统模块集共有ElectricalSources、Elements、PowerElectronics、Machines、Measurements、ApplicationLibraries、Extras、powergui和Demos等9个模块组。模块下面显示的是版本号和开发该模块的公司的一些

2、信息。双击ElectricalSources、Elements、PowerElectronics、Machines、Measurements、ApplicationLibraries和Extras中任一图标都将打开一个下级子模块集，可以看到有很多的子模块。4【例9-1】如图所示电路，输入的交流电压源为10V、60Hz，电阻R1=15、R2=10，试求电阻R2上的电压波形。这个电路比较简单，只有1个交流电压源和2个电阻，首先要搭建这个电路图。5选择菜单命令File→New→Model，出现如图所示的模型编辑窗口。然后在MATLAB命令窗口输入powe

3、rlib，把powerlib模块集调出来，双击打开ElectricalSources，选中ACVoltageSource拖动到如图9.6所示的窗口；同理选中Elements里面的SeriesRLCBranch并拖动到该窗口，由于有2个电阻，可以拖动2次，也可以通过复制的方式来完成。6双击上图中的ACVoltageSource，就会出现如下图所示的参数设置对话框。在对话框中可以对交流电压源的幅值(Peakamplitude)、相位(Phase)、频率(Frequence)、采样时间(Sampletime)等进行设置。本例题中幅值设为10V、频率设为6

4、0Hz。同理对SeriesRLCBranch和SeriesRLCBranch1支路中的电阻值分别设置。还可以对这些元器件的位置、方向和标注进行调整，具体方法读者在实验时自己摸索。然后进行连线，把光标移动到需要连线的元器件的连接端子，按住鼠标左键拖动到另一个元器件的连接端子，释放鼠标即完成连线。注意：在多于2条支路的节点处连接时，需要按住Ctrl键，或将光标移动至连线的拐点处，等光标变为十字交叉形再释放鼠标。8同时还需要调用Measurements模块中的VoltageMeasurement和Simulink模块中Sinks下的虚拟示波器Scope。

5、最后添加上交互界面工具powergui。连接好的电路仿真图模型如下图所示。9模型创建完成后，从模型编辑窗口中选择菜单命令File→Save或SaveAs，选一个文件名(本例文件名为mdlExam9_1)将模型以模型文件的格式(扩展名为.mdl)存入磁盘。在模型编辑窗口中对仿真的时间等参数设置完成后，单击Startsimulation按钮就开始进行仿真，本例题仿真时间设为0.1秒。仿真结束后在MATLAB工作空间中会有仿真产生的一些数据，用户可以对这些数据进行分析或进行数据的可视化处理等。在本例中双击虚拟示波器Scope，会出现如下页图所示的电阻R2

6、两端电压的波形图。10如果仿真时出错，会有出错信息的提示，读者可以根据这些提示来改正电路中出现的错误。后面一些复杂的电路仿真过程也和这个例题大致步骤相同，在以后的例题中只给出搭建好的仿真电路模型和参数设置说明，不再详述仿真电路的搭建过程。119.2电阻电路1.一般电阻电路【例9-2】如图9.10所示的电路，已知：us=10V，R1=6、R2=8、R3=2、R4=12、R5=10、R6=5。求i4和u6。12解：方法一，M文件法。(1)建模。用网孔法，按图9.10可列出网孔方程为该方程组写成矩阵形式如下。13该矩阵方程组可简写为，由于电源和电阻的值是

7、已知的，从而可以求出ia、ib和ic，而，，即可得问题的解。(2)MATLAB程序mExam9_2.m。us=10;%给电源赋值R1=6;R2=8;R3=2;R4=12;R5=10;R6=5;%为给定元件赋值a11=R1+R2;a12=-R2;a13=0;%计算系数矩阵各元素的值a21=-R2;a22=R2+R3+R4;a23=-R4;a31=0;a32=-R4;a33=R4+R5+R6;14b1=1;b2=0;b3=0;A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33];%列出系数矩阵A和BB=[b1;b2;b3];I

8、=ABus;I=[ia;ib;ic]ia=I(1);ib=I(2);ic=I(3);display('i4和u6的值为'