电路仿真实验报告
预备实验:MATLAB基础及基本操作
电路仿真实验报告
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1. MATLAB简介
在科学研究与工程应用过程中,人们往往会遇到大量繁重的数学运算和数值分析,传统的高级语言如FORTRAN,C等虽然能够在一定的程度上减轻运算量,但它们均要求应用人员具有较强的编程能力和对算法有深入的研究。此外,对大多数科学工作者而言,若要运用这些高级语言对计算结果进行可视化分析以及对计算的图形进行处理,也不是一件容易的事情。
MATLAB正是在这一应用要求背景下产生的数学科技应用软件。它具有强大的数值计算和图形可视化功能、简洁易学的工作环境和编程语言,从跟泵上满足了高校师和科技人员对工程计算的要求,将他们从繁重的数学计算中解放出来,现已风靡世界,受到越来越多科技人员的喜爱和欢迎。 2. MATLAB基本运算
矩阵的输入:注意矩阵输入必须用[] 包围,行元素用空格或逗号分开。每行的末端,除最后行外,用分号指明。一个矩阵A同样能输入成三行。
矩阵的运算:基本的矩阵操作是矩阵的加(+),减(-),乘(*)和转置变换(’)。除上面的基本运算操作外,MATLAB有两种形式的矩阵除法:左除\或右除/。
数组运算:数组运算涉及元素间算术运算。前面的线性代数矩阵运算符*/ \’,通过一个点(.)指示一个数组或元素间的运算。因此,操作符.*,.\,./, .^分别表示元素间的乘,左除,右除以及乘方。对于加减法,数组和矩阵操作相同。因此,+和-能被认作数组或矩阵加法。
复数:MATLAB允许操作调用复数。复数使用i或j输入。注意当复数被输入为括号里的矩阵元素,将避免任意空白区。冒号(:)是MATLAB里面最重要的一个操作符。它能使用(1)创建向量和矩阵,(2)指定子矩阵和向量,(3)执行矩阵迭代。
3. MATLAB的可视化绘图
绘制二维图形的基本函数:plot函数,其基本调用格式为,plot(x,y),其中x、y均为向量,该函数表示以x向量作为x轴,以y向量作为Y轴;subplot函数,如果要在一个绘图窗口中显示多个图形,可用subplot函数实现。其基本调用格式为:subplot(m,n,
k)或subplot(m n k),其中m,n,k取值为1~9.该函数表示将绘图窗口划分为mn个子窗口(子图),并在第k个子窗口中绘图。
二维图形的修饰:坐标轴名称标识函数xlable、ylable、title,调用格式:xlable(‘string’),ylable(‘string’),title(‘string’)通过xlable、ylable命令给X轴、Y轴加上名称,标注为字符串string。title命令则是给图形加上标题。坐标轴调整函数axis,调用格式:axis([xmin xmax ymin ymax]),该命令将所画的X轴范围限定在xmin和xmax之间,Y轴范围限定在ymin到ymax之间。加画功能函数hold,若要在原来已有的图形上加画另外的图形B,而不擦除原有的图形A,只要在画B之前加一条hold on命令即可;否则原图形会被B所覆盖。用hold off 可取消加画功能。坐标网络函数grid,grid函数用于为所绘制的图形添加坐标网络(虚线),从而更方便地确定图中各点的指标位置。grid on是启动该函数;grid off是关闭该功能;MATLAB的缺省设置是grid off。
具体的实验任务
实验一:直流电路
一、实验目的:
1、加深对直流电路的节点电压法和网孔电流法的理解。 2、学习MATLAB的矩阵运算方法。 二、预习要求:
1、复习基尔霍夫KCL和KVL方程及直流电路的相关内容; 2、熟悉前面有关矩阵运算的内容。 三、实验内容:
编写以下程序,并记录程序和结果,写出简单注释。 1、 电阻电路的计算
如图1-3所示的电路,已知:R1=2,R2=6,R3=12,R4=8,R5=12,R6=4,R7=2。 (1)如Us=10V,求i3,u4,u7; (2)如已知U4=4V,求Us,i3,i7。
自强弘毅求是拓新
us
图1-3 直流电路
此题编写的程序如下:
(1)Z = [20 -12 0;-12 32 -12;0 -12 18]; V = [10 0 0]'; I = inv(Z)*V; i3 = I(1)-I(2); u4 = 8*I(2); u7 = 2*I(3);
fprintf('i3=%f \n',i3) fprintf('u4=%f \n',u4) fprintf('u7=%f \n',u7) 仿真结果: i3=0.357143 u4=2.857143 u7=0.476190
(2) Z = [0 8 0;
-12 32 -12; 0 -12 18]; V = [4 0 0]'; I = inv(Z)*V;
Us = 20*I(1)-12*I(2); i3 = I(1)-I(2); i7 = I(3);
fprintf('Us=%f \n',Us) fprintf('i3=%f \n',i3) fprintf('i7=%f \n',i7) 仿真结果:
自强弘毅求是拓新
Us=14.000000 i3=0.500000 i7=0.333333
2.求解电路里的电压,例如V1,V2,„,V5
V3
5V
图1-4含受控源的电路
此题编写的程序如下:
Y = [1 -1 2 -2 0; 0 5 -13 8 0; 2 0 4 -11 0; 176 -5 5 -196 0; 0 0 0 0 1];
I = [0 -200 -120 0 24]'; V = inv(Y)*I;
fprintf('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
4. 如图1-5所示,已知R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2A求i1和i2。
自强弘毅求是拓新
k1
i2
图1-5含受控源的电路图
此题编写的程序如下: Z = [1 0 0 0; -4 16 -8 -4; 0 0 1 0.5; 0 -8 4 6]; V = [2 0 0 0]'; I = inv(Z)*V; i1 = I(2)-I(3); i2 = I(4);
fprintf('i1=%f A\ni2=%f A\n',i1,i2) 仿真结果: i1=1.000000 A i2=1.000000 A
实验二:直流电路(2)
一、实验目的:
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。
二、预习要求:
1、复习戴维南等直流电路的相关原理。 2、了解MATLAB变量生成的应用。
自强弘毅求是拓新
3、了解数组的运算。
三、实验内容:
1,在图2-3中,当RL从0改变到50kΩ,绘制负载功率消耗。校验当RL为10kΩ的最大功率损耗。
+
10V
VL
-
图2-3 电阻电路
此题编写的MATLAB程序如下: 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 =
Columns 1 through 7
0 0.0008 0.0014 0.0018 0.0020 0.0022 0.0023 Columns 8 through 14
0.0024 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 Columns 15 through 21
0.0024 0.0024 0.0024 0.0023 0.0023 0.0023 0.0022 Columns 22 through 28
0.0022 0.0021 0.0021 0.0021 0.0020 0.0020 0.0020 Columns 29 through 35
0.0019 0.0019 0.0019 0.0018 0.0018 0.0018 0.0018 Columns 36 through 42
0.0017 0.0017 0.0017 0.0016 0.0016 0.0016 0.0016 Columns 43 through 49
0.0016 0.0015 0.0015 0.0015 0.0015 0.0014 0.0014
自强弘毅求是拓新
Columns 50 through 51 0.0014 0.0014
2.5
-3
2
1.5
1
0.5
00.511.522.533.544.5
x 10
5
4
2.在图示电路中,当R1取0,2,4,6,10,18,24,42,90和186时,求RL的电压UL,电流IL和RL消耗的功率。
75V
图2-4 题2电路
此题编写的MATLAB程序如下:
A=[3/4 -1/2 0; 1/2 -33/24 5/6;
自强弘毅求是拓新
0 1 -1]; I=[15 0 0]'; U=inv(A)*I; us=U(3); R=6;
Z=[0 2 4 6 10 18 24 42 90 186]; RL=Z(1,:), i=us./(R+RL) u=us.*RL./(R+RL)
p=(RL.*us./(R+RL)).*us./(R+RL)
仿真结果:
RL =
0 2 4 6 10 18 24 42 90 186 i =
Columns 1 through 7
8.0000 6.0000 4.8000 4.0000 3.0000 2.0000 1.6000 Columns 8 through 10
1.0000 0.5000 0.2500 u =
Columns 1 through 7
0 12.0000 19.2000 24.0000 30.0000 36.0000 38.4000 Columns 8 through 10
42.0000 45.0000 46.5000 p =
Columns 1 through 7
0 72.0000 92.1600 96.0000 90.0000 72.0000 61.4400 Columns 8 through 10
42.0000 22.5000 11.6250
实验三正弦稳态
一、实验目的
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。
二、预习要求
1.复习有关正弦交流电路的相关概念; 2.了解MATLAB中有关相量图的绘制。
三、实验内容
1.如图3-5所示电路,设R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,jXL=j2,-jXC1=-j3,-jXC2=-j5,US1=
80。V,US260。V,US3US1,US4150。V,求各支路的电流相量和电压相量。
自强弘毅求是拓新
US2
图3-5 题1所示电路
此题编写的MATLAB程序如下:
clear,format compact
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
程序运行结果:
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 =
自强弘毅求是拓新
0.7966 - 0.5355i I3C =
0.4284 + 2.0373i
3. 含互感的电路:复功率
如图3-6(a)电路,已知R1=4Ω,R2=R3=2Ω,XL1=10Ω,XL2=8Ω,XM=4Ω,Xc=8Ω,Us=10∠0°V,Is=10∠0°A.求电压源,电压源发出的复功率。
Uc
US1
IS
(a) 原始电路图
Y2Y4
IS
(b)等效电路变换
图3-6 等效变换
此题编写的MATLAB程序如下:
clear,format compact
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; a21=0;a22=0;a23=0;a24=1;a25=-1; a31=0;a32=1;a33=-1;a34=-1;a35=0; a41=1/Y1;a42=1/Y2;a43=1/Y3;a44=0;a45=0;
自强弘毅求是拓新
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;0]; I=inv(A)*B;
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
程序运行结果:
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。
-jXC
+
+
U1
U2
-
Y3
-
图3-8 所示电路图
此题编写的MATLAB程序如下:
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)
仿真结果:
XL =
5.3590 74.6410
自强弘毅求是拓新
实验四交流分析和网络函数
一、实验目的
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。 二、预习要求 三、实验内容
1.电路显示如图4-2所示,求电流i1(t)和电压uc(t). 具体电路图见书,此题编写的MATLAB程序如下
Y=[1 1 -1;6-5*j 0 4-2.5*j;6-5*j -10-8*j 0]; c2=5;c3=2*exp(pi*75*j/180); v=[0;c2;c3]; i=inv(Y)*v; it_abs=abs(i(3));
it_ang=angle(i(3))*180/pi;
Vc_abs=abs(i(1)*-10*j);
Vc_ang=angle(i(1)*-10*j)*180/pi;
fprintf('voltage it,magnitude: %f \n voltage it,angle in degree: %f ',it_abs,it_ang) fprintf('voltage Vc,magnitude: %f \n voltage Vc,angle in degree: %f ',Vc_abs,Vc_ang)
程序运行结果为:
voltage it,magnitude: 0.387710 voltage it,angle in degree: 15.019255 voltage Vc,magnitude: 4.218263
voltage Vc,angle in degree: -40.861691
2.如图,显示一个不平衡wye-wye系统,求相电压VAN,VBN和VCN。 具体的电路图见书本,此题编写的MATLAB程序如下:
Y=[6+13*j 0 0;0 4+6*j 0;0 0 6-12.5*j];
c1=110;c2=110*exp(pi*(-120)*j/180);c3=110*exp(pi*120*j/180); v=[c1;c2;c3]; i=inv(Y)*v;
Van_abs=abs(i(1)*(5+12*j));
Van_ang=angle(i(1)*(5+12*j))*180/pi; Vbn_abs=abs(i(2)*(3+4*j));
Vbn_ang=angle(i(2)*(3+4*j))*180/pi; Vcn_abs=abs(i(3)*(5-12*j));
Vcn_ang=angle(i(3)*(5-12*j))*180/pi;
fprintf('voltage Van,magnitude: %f \n voltage Van,angle in degree: %f',Van_abs,Van_ang); fprintf('voltage Vbn,magnitude: %f \n voltage Vbn,angle in degree: %f ',Vbn_abs,Vbn_ang);
fprintf('voltage Vcn,magnitude: %f \n voltage Vcn,angle in degree: %f ',Vcn_abs,Vcn_ang); 程序运行结果为:
自强弘毅求是拓新
voltage Van,magnitude: 99.875532 voltage Van,angle in degree: 2.155276 voltage Vbn,magnitude: 122.983739 voltage Vbn,angle in degree: -93.434949 voltage Vcn,magnitude: 103.134238 voltage Vcn,angle in degree: 116.978859
实验五动态电路
一、实验目的
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。
二、预习要求
1.复习一阶二阶电路的基本概念; 2.了解MATLAB暂态电路的计算方法。
三、实验内容
1. 激励的一阶电路
如图5-5的一阶电路,已知R=2Ω,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。
+
C
us
-
图5-5 电路图
此题编写的MATLAB程序如下:
uc0=4;w=2;R=2;C=1; Zc=1/(j*w*C);
自强弘毅求是拓新
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,'linewidth',2) subplot(3,1,2); h2=plot(t,uc1);
grid,set(h2,'linewidth',2); uc=ucf+uc1; subplot(3,1,3); h3=plot(t,uc);
grid,set(h3,'linewidth',2)
执行结果为:
0.50
-0.542
050
-5
[1**********]0
[1**********]0
[1**********]0
uc全响应图
2、二阶欠阻尼电路的零输入响应
如图5-5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。
自强弘毅求是拓新
此题编写的MATLAB程序如下: 当R=1时:
clear,format compact 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;t=0:dt: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
程序执行结果如下:
10.5
0-0.5-1
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
0.20.1
0-0.1-0.2
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
ucl和iL(t)的零输入响应波形图
当R分别为2Ω,3Ω,„,10Ω时,只需要将程序中的“R=1”改为R=相应值即可。这里只截取R=5Ω、7Ω、10Ω的图形: R=5Ω;
自强弘毅求是拓新
1
0.5
-0.5
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
0.050
-0.05-0.1-0.15
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
R=7Ω;
1
0.5
-0.5
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
0.10.05
0-0.05-0.1
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
R=10Ω;
自强弘毅求是拓新
15
10
5
00.10.20.30.40.50.60.70.80.91
0-0.5
-1-1.5-2-2.5
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
实验六 频率响应
一、实验目的
1、学习有关频率响应的的相关概念。 2、学习MATLAB的频率计算。
二、预习要求
1.频率响应函数(即正弦稳态网络函数)定义为响应(输出)相量Y与激励(输入)相量F
之比,即H(jw)H(jwe
i(w)
Y
。复习相关内容。
F
2.用MATLAB中的abs(H)和angle(H)语句可直接计算复频响应和相频响应,而且其图像的频率坐标(横坐标)可以是线性的(用plot),也可以是时半对数的(用semilogx),这给计算和绘制幅、相特性带来很大方便。了解相关函数的用法。
三、实验内容
此次实验没有具体内容,而是给出示例使我们观察图形,同时了解编程的一些基本函数的运用。实验示例如下(均来自实验教材):
自强弘毅求是拓新
1、一阶低通电路的频率响应
如图6-1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)。
+
US-
Uc
-
图 6-1 例1的电路图
编写的程序为:
clear,format compact 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)) grid,xlabel('ww'),ylabel('angle(H)') figure(2)
subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log(abs(H))) grid,xlabel('ww'),ylabel('dB')
subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H)) grid,xlabel('ww'), ylabel('angle(H)')
运行结果为: (a)线性频率特性
10.8
angle(H
)
0.60.40.2
ww
angle(H)
-0.5
-1
-1.5
ww
自强弘毅求是拓新
(b)对数频率特性
dB
10
ww
angle(H)
10
ww
2、频率响应:二阶低通电路 令H0=1,画出Q=
11,的幅频相频响应,当
成为最平幅度特性,32
即在通带内其幅频特性最为平坦。 编写的程序如下:
clear,format compact
for Q=[1/3,1/2,1/sqrt(2),1,2,5] ww=logspace(-1,1,50);
H=1./(1+j*ww/Q+(j*ww).^2); figure(1)
subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H)),hold on subplot(2,1,2),plot(ww,angle(H)),hold on figure(2)
subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))),hold on subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H)),hold on end
figure(1),subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)') subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('angle(H))')
figure(2),subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)') subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('angle(H)')
运行结果为:
自强弘毅求是拓新
6
abs(H)
4
2
01234
5w
678910
0-1
angle(H))
-2-3-4
01234
5w
678910
(a)线性频率响应
200
abs(H)
-20-40-60
10
1
10w
10
0-1
angle(H)
-2-3-410
1
10w
10
(b)对数频率响应
自强弘毅求是拓新
3、频率响应:二阶带通电路
图6-5是互耦的串联和并联谐振电路,其频率响应函数为:
H(jw)=
H0
,
wnw
1jQ
wnw
+
+
I2
U1-
U2
-
(a)串联谐振电路(b)并联谐振电路
各电路的参数分别为
H(jw)=
I2
H(jw)=
U2
U1I1
wn
Q
2
1LC
wn
2
1LC
WnLWnC
QWnCR RG11H0R RG
H0
令H0=1,画出Q=5,10,20,50,100的复频和相频响应。
复频响应若用增益表示为G(w)=20log|H(jw)|,相频响应(w)=angle|H(jw)| 横坐标用对数坐标取
W
=0.1,,,,1,,,,10 Wn
取Q=5,10,20,50,100,作图。编写的MATLAB程序如下:
clear,format compact H0=1;wn=1;
for Q=[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,hold on subplot(2,1,2),plot(w,angle(H)),grid,hold on figure(2)
自强弘毅求是拓新
subplot(2,1,1),semilogx(w,20*log10(abs(H))),grid,hold on subplot(2,1,2),semilogx(w,angle(H)),grid,hold on end
执行结果如下: (a)线性频率特性
10.8
0.60.40.200
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
21
0-1-2
[1**********]0
(b)对数频率特性
-20
-40
-60
10
210-1-210
10
10
1
10
10
1
自强弘毅求是拓新
4、复杂谐振电路的计算
具体的要求见实验课本,本题的MATLAB程序以及执行结果如下: MATLAB程序:
clear,format compact
R1=2;R2=3;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/pi; fhmin=min(fh),fhmax=max(fh)
执行结果:Rse =
5.0133e+004 f0 =
1.5915e+005 Q0 = 200 Re =
4.0085e+004 Q =
40.0853 B =
3.9704e+003 fhmin =
1.5770e+005 fhmax =
1.6063e+005
自强弘毅求是拓新
10
10
10
实验心得:本次实验虽然没有具体的实验内容,但是通过一个个例子,我基本了解到了频率响应的实质,对频率响应加深了认识,这对以后的学习具有十分重要的意义。
实验七 simulink仿真交流电路
一、 实验目的
1、 了解simulink模块的使用 2、 学习simpowersystem模块的使用
二、预习要求
1.复习实验相关理论。
2.查阅相关资料了解simulink模块的使用。
三、实验内容
1.正弦交流电路如图7-3所示,(w=1000rad/s),试求电流I1和I2。
自强弘毅求是拓新
6300V
I2
2Ω
I1
图7-3
通过stimulink模块做的仿真模型和仿真结果如下:
自强弘毅求是拓新
2.分析正弦稳态电路。
电路如图7-4所示,参数已标在图中,利用powergui分析电路。
j0.5Ω
-j1Ω
图7-4 电路图
仿真模型和仿真结果如下:
自强弘毅求是拓新
3.电路如图7-5所示,元件参数已标在图中,开关S在t=0时从1处置向2处,观察电容电压和电流的波形。
+
-
仿真模型如下:
自强弘毅求是拓新