武大电气电路仿真实验报告Word格式文档下载.docx
《武大电气电路仿真实验报告Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武大电气电路仿真实验报告Word格式文档下载.docx（30页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
IRB=I
（1）-I
（2）;
fprintf（'
thecurrentthroughR3is%8.4fAmps\n'
IRB）
U4=I
（2）*8;
U7=I（3）*2;
thesourcethroughR4is%8.4fV\n'
U4）
thesourcethroughR7is%8.4fV\n'
U7）
结果：
thecurrentthroughR3is0.3571Amps
thesourcethroughR4is2.8571V
thesourcethroughR7is0.4762V
（2）
Z=[-12-12;
018];
V=[-16;
6];
I（3）=0.5;
U=I
（1）*20-I（3）*12;
thesourceis%8.4fV\n'
U）
i3=I
（1）-I（3）;
i7=I
（2）;
i3）
thecurrentthroughR7is%8.4fAmps\n'
i7）
结果
thesourceis14.0000V
thecurrentthroughR3is0.5000Amps
thecurrentthroughR7is0.3333Amps
2求解电路里的电压，例如V1，V2，·
·
，V5
Y=[1-12-20;
05-1380;
204-110;
176-55-1960;
00001];
I=[0-200-120024]'
;
V=inv（Y）*I;
V1=%fV\nV2=%fV\nV3=%fV\nV4=%fV\nV5=%fV\n'
V
（1）,V
（2）,V（3）,V（4）,V（5））
仿真结果：
V1=117.479167V
V2=299.770833V
V3=193.937500V
V4=102.791667V
V5=24.000000V
3已知R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2,求i1和i2
Z=[1000;
-416-8-4;
0010.5;
0-846];
V=[2000]'
I=inv（Z）*V;
i1=I
（2）-I（3）;
i2=I（4）;
i1=%fA\ni2=%fA\n'
i1,i2）
i1=1.000000A
i2=1.000000A
实验总结
1、仿真前需进行准确的计算，列出节点或回路表达式方可列出矩阵惊醒计算。
2、熟练矩阵运算公式，即：
V=inv（Y）*I
实验二直流电路
（二）
1加深对戴维南定律，等效变换等的了解。
2进一步了解MATLAB在直流电路的应用。
1在图2-3，当RL从0改变到50KΩ，绘制负载功率损耗。
检验当RL=10KΩ的最大功率损耗。
R=10;
U=10;
RL=10;
P=U^2*（RL*1000）/（（R+RL）*1000）^2
RL=0:
50;
p=（RL*1000*U./（（R+RL）*1000））.*U./（（R+RL）*1000）
figure
（1）,plot（RL,p）,grid
程序运行结果：
P=
0.0025
p=
Columns1through7
00.00080.00140.00180.00200.00220.0023
Columns8through14
0.00240.00250.00250.00250.00250.00250.0025
Columns15through21
0.00240.00240.00240.00230.00230.00230.0022
Columns22through28
0.00220.00210.00210.00210.00200.00200.0020
Columns29through35
0.00190.00190.00190.00180.00180.00180.0018
Columns36through42
0.00170.00170.00170.00160.00160.00160.0016
Columns43through49
0.00160.00150.00150.00150.00150.00140.0014
Columns50through51
0.00140.0014
2在如图所示电路中，当R1取0,2,4,6,10,18,24,42,90和186Ω时，求RL的电压UL，电流IL和RL消耗的功率。
A=[3/4-1/20;
1/2-33/245/6;
01-1];
I=[1500]'
U=inv（A）*I;
us=U（3）;
R=6;
Z=[02461018244290186];
RL=Z（1,:
）,
i=us./（R+RL）
u=us.*RL./（R+RL）
p=（RL.*us./（R+RL））.*us./（R+RL）
figure
（1）,plot（RL,i）,grid
figure
（2）,plot（RL,u）,grid
figure（3）,plot（RL,p）,grid
RL=
02461018244290186
i=
8.00006.00004.80004.00003.00002.00001.6000
Columns8through10
1.00000.50000.2500
u=
012.000019.200024.000030.000036.000038.4000
42.000045.000046.5000
072.000092.160096.000090.000072.000061.4400
42.000022.500011.6250
1、经过这次实验基本了解了MATLAB变量生成的应用。
2、经过这次实验更加深刻了戴维南等效电路的原理。
3、了解了MATLAB中图像的生成。
实验三正弦稳态
1学习正弦交流电路的分析方法。
2学习MATLAB复数的运算方法。
1、如图所示电路，设R1=2,R2=3,R3=4,jxl=j2,-jXC1=-j3,-jXC2=-j5,Us1=8∠0°
V,Us2=6∠0°
Us3=∠0°
Us4=15∠0°
求各电路的电流相量和电压向量。
clear,formatcompact
R1=2;
R2=3;
R3=4;
ZL=2*j;
ZC1=-3*j;
ZC2=-5*j;
US1=8;
US2=6;
US3=8;
US4=15;
Y1=1/R1+1/ZL;
Y2=1/ZC1+1/R2;
Y3=1/R3+1/ZC2;
a11=1/Y1;
a12=1/Y2;
a13=1/Y3;
a21=0;
a22=-1;
a23=1;
a31=-1;
a32=1;
a33=0;
b1=0;
b2=US2/R2-US3/R3-US4/ZC2;
b3=-US1/ZL-US2/R2;
A=[a11,a12,a13;
a21,a22,a23;
a31,a32,a33];
B=[b1;
b2;
b3];
I=inv（A）*B;
I1=I
（1）,I2=I
（2）,I3=I（3）,ua=I1/Y1,ub=I3./（-Y3）,
I1R=ua/R1,I1L=（US1-ua）./ZL,I2R=（US2-ua+ub）/R2,I2C=（ua-ub）./ZC1,I3R=（US3-ub）/R3,I3C=（US4-ub）./ZC2
I1=
1.2250-2.4982i
I2=
-0.7750+1.5018i
I3=
-0.7750-1.4982i
ua=
3.7232-1.2732i
ub=
4.8135+2.1420i
I1R=
1.8616-0.6366i
I1L=
0.6366-2.1384i
I2R=
2.3634+1.1384i
I2C=
1.1384-0.3634i
I3R=
0.7966-0.5355i
I3C=
0.4284+2.0373i
2、含电感的电路：
复功率
如图，已知R1=4,R2=R3=2,XL1=10,XL2=8,XM=4,Xc=8,Us=10∠0°
V,Is=10∠0°
A.求电压源，电压源发出的复功率。
R1=4;
R2=2;
R3=2;
XL1=10;
XL2=8;
XM=4;
XC=8;
US=10;
IS=10;
Y1=1/R1+1/（-j*XC）;
Y2=1/（j*（XL1-XM））;
Y3=1/（j*XM）;
Y4=1/（j*（XL2-XM）+R2）;
Y5=1/R3;
a11=1;
a12=-1;
a13=0;
a14=0;
a15=0;
a22=0;
a23=0;
a24=1;
a25=-1;
a31=0;
a33=-1;
a34=-1;
a35=0;
a41=1/Y1;
a42=1/Y2;
a43=1/Y3;
a44=0;
a45=0;
a51=0;
a52=0;
a53=-1/Y3;
a54=1/Y4;
a55=1/Y5;
A=[a11,a12,a13,a14,a15;
a21,a22,a23,a24,a25;
a31,a32,a33,a34,a35;
a41,a42,a43,a44,a45;
a51,a52,a53,a54,a55];
B=[-US/R1;
-IS;
0;
0];
I1=I
（1）;
I2=I
（2）;
I3=I（3）;
I4=I（4）;
I5=I（5）;
ua=-I1/Y1;
ub=I3/Y3;
uc=I5/Y5;
Ii=US/R1+ua/R1;
Pus=US*Ii
Pis=uc*IS
Pus=
54.0488-9.3830i
Pis=
1.7506e+002+3.2391e+001i
4、正弦稳态电路，利用模值求解
如图所示电路，已知IR=10A，Xc=10Ω，并且U1=U2=200V，求XL。
clear
U2=200;
IR=10;
R=U2/IR;
XC=10;
U=[200*exp（-150j*pi/180）;
200*exp（-30j*pi/180）];
I=（U-200）./（-j*XC）;
X=200./（I-10）;
XL=imag（X）
XL=
5.3590
74.6410
学习了正弦交流电路的分析方法，初步了解了MATLAB向量图的绘制，虽然并不能说完全掌握，但是基本有了一定的了解。
实验四交流分析和网络函数
1学习交流电路的分析方法
2学习交流电路的MATLAB分析方法
1求电流i1（t）和电压uc（t）
Z=[10-j*7.5-6+j*5;
-6+j*510+j*3];
U2=2*exp（pi*75*j/180）;
U=[5;
U2];
I=Z\U;
Uc=-j*10*（I
（1）-I
（2））;
i1_abs=abs（I1）;
i1_ang=angle（I1）*180/pi;
uc_abs=abs（Uc）;
uc_ang=angle（Uc）*180/pi;
currentI1,magnitude:
%f\n'
i1_abs）
currentI1,angleindegree:
%f\n'
i1_ang）
voltageUc,mangnitude:
uc_abs）
voltageUc,angleindegree:
uc_ang）
结果
0.597294
13.266138
3.202746
-28.980786
2显示一个不平衡wye-wye系统，求相电压VAN，VBN和VCN。
Ua=110;
Ub=110*exp（pi*（-120）*j/180）;
Uc=110*exp（pi*120*j/180）;
Za1=1-j;
Zb1=1-j*2;
Zc1=1-j*0.5;
Za2=5-j*12;
Zb2=3-j*4;
Zc2=5-j*12;
Uan=Ua*Za2/（Za1+Za2）;
Ubn=Ub*Zb2/（Zb1+Zb2）;
Ucn=Uc*Zc2/（Zc1+Zc2）;
disp（'
UanUbnUcn'
）
幅值'
）,disp（abs（[Uan,Ubn,Ucn]））
相角'
）,disp（angle（[Uan,Ubn,Ucn]）*180/pi）
ha=compass（[Uan,Ubn,Ucn]）;
set（ha,'
linewidth'
3）
UanUbnUcn
幅值
99.875576.2713103.1342
相角
-2.1553-116.8202116.9789
了解运用MATLAB分析交流电路。
实验五动态电路
1学习动态电路的分析方法
2学习动态电路的MATLAB计算方法
1、激励的一阶电路
已知R=2欧姆，C=0.5F,电容初始电压Uc（0+）=4V，激励的正弦电压Us（t）=Umcoswt，其中w=2rad/s。
当t=0时，开关s闭合，求电容电压的全响应，区分其暂态响应与稳态响应，并画出波形
uc0=4;
w=2;
R=2;
C=1;
Zc=1/（j*w*C）;
dt=0.1;
t=0:
dt:
10;
us=6*cos（w*t）;
%È
¡
Um=6
T=R*C;
ucf=us*Zc/（Zc+R）;
uc1=uc0*exp（-t/T）;
figure
（1）;
subplot（3,1,1）;
h1=plot（t,ucf）;
grid,set（h1,'
2）
subplot（3,1,2）;
h2=plot（t,uc1）;
grid,set（h2,'
2）;
uc=ucf+uc1;
subplot（3,1,3）;
h3=plot（t,uc）;
grid,set（h3,'
2、二阶欠阻尼电路的零输入响应
如图所示的二阶电路，如L=0.5H，C=0.02F。
初始值uc（0）=1V，iL=0，试研究R分别为1Ω，2Ω，3Ω，…，10Ω时，uc（t）和iL（t）的零输入响应，并画出波形。
R=1
L=0.5;
R=1;
C=0.02;
uc0=1;
iL0=0;
alpha=R/2/L;
wn=sqrt（1/（L*C））;
p1=-alpha+sqrt（alpha^2-wn^2）;
p2=-alpha-sqrt（alpha^2-wn^2）;
dt=0.01;
1;
num=[uc0,R/L*uc0+iL0/C];
den=[1,R/L,1/L/C];
[r,p,k]=residue（num,den）;
ucn=r
（1）*exp（p
（1）*t）+r
（2）*exp（p
（2）*t）;
iLn=C*diff（ucn）/dt;
figure
（1）,subplot（2,1,1）,
plot（t,ucn）,grid
subplot（2,1,2）
plot（t（1:
end-1）,iLn）,grid
R=2
R=3
R=4
R=5
R=6
R=7
R=8
R=9
R=10
1学习动态电路的分析方法。
2了解MATLAB暂态电路的计算方法。
实验六频率响应
1学习有关频率响应的相关概念
2学习MATLAB的频率计算
1、一阶低通电路的频率响应
如图为一阶RC低通电路，若以Uc为响应，求频率响应函数，画出其幅频响应（幅频特性）∣H（jw）∣和相频的响应（相频特性）
ww=0:
0.2:
4;
H=1./（1+j*ww）;
figure
（1）
subplot（2,1,1）,plot（ww,abs（H））,
grid,xlabel（'
ww'
）,ylabel（'
angle（H）'
subplot（2,1,2）,plot（ww,angle（H））
figure
（2）
subplot（2,1,1）,semilogx（ww,20*log（abs（H）））
dB'
subplot（2,1,2）,semilogx（ww,angle（H））
ylabel（'
（a）线性频率响
（b）对数频率响
2、频率响应：
二阶低通电路
令H0=1，画出Q=1/3,1/2,1/√2,1,2,5的幅频相频响应，当Q=1/√2时，成为最平幅度特性，即在通带内其幅频特性最为平坦。
forQ=[1/3,1/2,1/sqrt
（2）,1,2,5]
ww=logspace（-1,1,50）;
H=1./（1+j*ww/Q+（j*ww）.^2）;
subplot（2,1,1）,plot（ww,abs（H））,holdon
subplot（2,1,2）,plot（ww,angle（H））,holdon
subplot（2,1,1）,semilogx（ww,20*log10（abs（H）））,holdon
subplot（2,1,2）,semilogx（ww,angle（H））,holdon
end
figure
（1）,subplot（2,1,1）,grid,xlabel（'
w'
abs（H）'
subplot（2,1,2）,grid,xlabel（'
angle（H））'
figure
（2）,subplot（2,1,1）,grid,xlabel（'
3、频率响应：
二阶带通电路
H0=1;
wn=1;
forQ=[5,10,20,50,100]
w=logspace（-1,1,50）;
H=H0./（1+j*Q*（w./wn-wn./w））;
figure
（1）
subplot（2,1,1）,plot（w,abs（H））,grid,holdon
subplot（2,1,2）,plot（w,angle（H））,grid,holdon
figure
（2）
subplot（2,1,1）,semilogx（w,20*log10（abs（H）））,grid,holdon
subplot（2,1,2）,semilogx（w,angle（H））,grid,holdon
4、复杂谐振电路的计算
L1=0.75e-3;
L2=0.25e-3;
C=1000e-12;
Rs=28200;
L=L1+L2;
R=R1+R2;
Rse=Rs*（L/L1）^2
f0=1/（2*pi*sqrt（C*L））
Q0=sqrt（L/C）/R,R0=L/C/R;
Re=R0*Rse/（R0+Rse）
Q=Q0*Re/R0,B=f0/Q
s=log10（f0）;
f=logspace（s-.1,s+.1,501）;
w=2*pi*f;
z1e=R1+j*w*L;
z2e=R2+1./（j*w*C）;
ze=1./（1./z1e+1./z2e+1./Rse）;
subplot（2,1,1）,loglog（w,abs（ze））,grid
axis（[min（w）,max（w）,0.9*min（abs（ze））,1.1*max（abs（ze））]）
subplot（2,1,2）,semilogx（w,angle（ze）*180/pi）
axis（[min（w）,max（w）,-100,100]）,grid
fh=w（find（abs（1./（1./z1e+1./z2e））>
50000））/2/
升级会员 