matlab在网孔回路法中的应用

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1、武汉理工大学《基础强化训练》说明书摘要MATLAB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。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称。它在数学类科技应用软件中在数值方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。正是由于MATLAB软件在数字方面的应用很是

2、广泛，并且可以进行矩阵运算，基于这个方面的应用，可以将MATLAB用于我们曾经学过的电路基础中，因为在电路基础的知识系统中，有一部分是需要用到矩阵的方法来处理的，而矩阵的计算比较复杂，但是通过MATLAB软件，编写相应的程序，我们可以很快、准确地计算出需要的结果。而起还可以在MATLAB软件环境中搭建电路图，带入电路参数就可以进行仿真，通过仿真结果与编程结果的比较，可以确保我们的结果准确。本次基础强化训练基于MATLAB软件，运用其解决电路基础的一些简单知识，从而学会简单运用MATLAB软件，为以后更好的掌握这款软件打下基础。12武汉理工大学《基础强化训练》说明

3、书目录MATLAB在电路原理中的应用21基础强化训练的训练要求与内容22MATLAB在网孔回路法中的应用32.1待解决的电路问题32.2设计分析43编写程序63.1程序代码如下63.2仿真73.3仿真结果与编程结果比较与分析10小结11参考文献1212武汉理工大学《基础强化训练》说明书MATLAB在电路原理中的应用1基础强化训练的训练要求与内容根据专业培养计划，本环节安排在第四学期的暑假进行，为期一周。基础强化训练的选题范围规定如下：数值线性代数方法及MATLAB实现MATLAB在“电路原理”中的应用MATLAB工具箱的应用通过训练，使学生掌握相关的理论知识及实

4、际处理方法，熟练使用MATLAB语言编写所需应用程序，上机调试，输出实验结果，并对实验结果进行分析。12武汉理工大学《基础强化训练》说明书2MATLAB在网孔回路法中的应用2.1待解决的电路问题已知电路图如图2-1所示，求各网孔的电流I1、I2、I3、I4的值。其中R1=R2=R6=R8=2Ω，R3=R4=R5=R7=4Ω，U1=10V,U2=8V。图2-112武汉理工大学《基础强化训练》说明书2.2设计分析首先构建流程图，然后再根据流程图逐步实施，最终达到求解电路方程的目的。流程图如图2-2所示，根据电路列出方程式将方程式写成矩阵方程的形式由AX=B求的答案得

5、到想要的结果图2-2由电路图可以知道，这是一个简单的电路，求解的方法很多，我选择用网孔回路法，下面就根据流程图一步步开始做。网孔1：10I1-4I2-4I3=0网孔2：10I2-4I1-4I4+8=0网孔3：10I3-4I1-4I4-10=0网孔4：10I4-4I3-4I2=012武汉理工大学《基础强化训练》说明书整理四个方程式得到：10I1-4I2-4I3=0-4I1+10I2-4I4=-8-4I1+10I3-4I4=10-4I2-4I3+10I4=0将整理得到的这四个方程写成矩阵形式AI=B：10-4-40I10-4100-4I2-8-4010-4I3=10

6、0-4-410I40通过MATLAB算出I1、I2、I3、I4的值。12武汉理工大学《基础强化训练》说明书3编写程序3.1程序代码如下>>A=[10,-4,-4,0；-4,10,0,4；-4,0,10,-4；0,-4,-4,10]；>>B=[0;-8;10;0]；>>I=inv（A）*B；运行得到I=0.2222-0.62221.1780.2222所以得到I1=0.2222A，I2=-0.6222A，I3=1.178A，I4=0.2222A。12武汉理工大学《基础强化训练》说明书3.2仿真打开MATLAB软件，在Simulink中构建的电路图如图3-1所示,然后

7、进行仿真。图3-112武汉理工大学《基础强化训练》说明书仿真结果图如图所示，I1的仿真值I2的仿真值12武汉理工大学《基础强化训练》说明书I3的仿真值I4的仿真值12武汉理工大学《基础强化训练》说明书3.3仿真结果与编程结果比较与分析在MATLAB中通过编程求解的结果和通过Simulink构建电路图仿真求解的结果是一致的，说明用MATLAB编写的程序是正确无误的，没有出现错误的地方，仿真的电路图的原件的选择、电路的连接、各个参数的设置都是正确可行的，这才会得到两个一致的结果。两种方法比较可知，通过Simulink来求解电路问题具有一定的优越性，它无需繁琐的编程，

8、只需根据电路将电路图连接