MATLAB在二端口電路中應用畢業(yè)設計（論文)word格式

1、 論文名稱：matlab 在二端口電路端口特性計算中的應用及一些思考系 部： 電氣與信息工程系 專 業(yè)： 電子信息工程技術 班 級： 電信0801班 設 計 人： 楊青 學 號： 08400230115 指導老師： 張松華 時 間： 2010-5-20目錄1基本理論32應用上的困難43matlab 的引入44舉例45分析和總結106思考和感想：11致謝：11參考文獻：11matlab 在二端口電路端口特性計算中的應用及一些思考摘要：在電路分析的課程中，二端口電路的端口特性是一個很有意義的內容。不過由于網(wǎng)絡理論中涉及矩陣知識，這使我們對知識的理解和應用都會有一些困難。本文嘗試借助matlab這一

2、數(shù)學軟件來進行矩陣計算從而簡化計算，繼而提高我們對電路知識的應用及理解。文中舉出了兩個例子來闡述如何運用matlab進行電路分析，建模及計算。最后探討了一些本人對這一主題的思考和感想。 關鍵詞：matlab；矩陣 ；二端口電路 1基本理論 在上個學期的電路課程中，我第一次接觸到了二端口電路的有關知識。 圖1在二端口電路中共有四個參數(shù)，即二端口電路的端口特性就是由這四個變量之間的約束關系來描述的。約束方程為： 在這四個不同的參數(shù)中任選兩個作為獨立變量，共有種選法，對應每種選法都會得到一組方程（1）的解。當我們把方程的解寫作矩陣形式的時候，就會對應的最多得到六個參數(shù)矩陣。二端口共有六套參數(shù)：r 參

3、數(shù)，g參數(shù)，a參數(shù)， 例如選擇u ，i 作為獨立變量，可得方程解為： ， 式中，a被稱為第一種傳輸矩陣，它的參數(shù)被稱為第一種傳輸參數(shù) 2應用上的困難 把方程（1）的解寫作矩陣形式概念上清晰易懂，每個矩陣參數(shù)都有明確的物理意義。特別在二端口電路的互連中，利用矩陣的形式會得到簡潔漂亮的關系式。不過各參數(shù)矩陣之間互相轉換起來計算比較繁瑣，如果參數(shù)還涉及到復數(shù)，計算量可能會很大，美妙的學習過程此時就會演變成一種痛苦的計算過程，稍一疏忽計算錯誤，還可能前功盡棄。 3matlab 的引入 這個問題使我在學習中感到比較困惑.雖然矩陣形式有著種種優(yōu)點，可是在平時的學習過程中我困于繁瑣的計算，將更多的精力花在了

4、記憶各種參數(shù)矩陣的參數(shù)計算表達式上和計算上，無法真切的感受到矩陣的威力，不禁感慨高貴的矩陣讓人難以親近。恰在此時，我聽說有一名為 matlab 的數(shù)學軟件，特別擅長于矩陣計算。于是上手一試，果然名不虛傳。誠如其名,matrix laboratory, matlab在計算矩陣中仿佛快刀斬亂麻，寥寥幾個語句讓人擺脫了繁雜計算的枷鎖。 下面根據(jù)課上所學電路知識并結合 matlab 的語法列出各種參數(shù)矩陣的轉換關系，假設已知 r 參數(shù)： g=inv(r)a=r(1,1),det(r);1,r(2,2)/r(2,1)a1=r(2,2),-det(r);1,r(1,1)/r(1,2)h=det(r),r(

5、1,2);-r(1,2),1/r(2,2)h1=1,-r(1,2);r(2,1),det(r)/r(1,1)其中a1表示,h1表示h 。 根據(jù)以上的關系，便可由r參數(shù)矩陣求出其它各種參數(shù)矩陣。其余各種參數(shù)轉換關系式可類似列出。 4舉例 下面試舉兩例來驗證matlab強大的計算能力。 例1直流情況下網(wǎng)絡參數(shù)的計算與變換 、求如圖1所示的二端口電路的r，g，a，, h，參數(shù)矩陣。 解：對上面的電路圖，寫出網(wǎng)孔方程，得： 寫成矩陣形式： 上式可記作：據(jù)此可以得到g參數(shù)矩陣，再利用 等關系式就可以得到所求的各種參數(shù)矩陣。 matlab實現(xiàn)： matlab程序段： 例2正弦穩(wěn)態(tài)電路二端口網(wǎng)絡參數(shù)與級聯(lián)

6、如圖所示的二端口網(wǎng)絡中，已知 圖（3） 解：本題給出的二端口可以看作由五個簡單的二端口級聯(lián)而成。對圖4所示的二端口， 可列寫方程： matlab程序段： 程序運行結果： t = 0.7311 0 +20.5274i 0 + 0.1860i -3.8560 y = 0 + 0.1878i 0 + 0.0487i 0 + 0.0487i 0 - 0.0356i z1 = 0 - 3.9295i 0 - 5.3752i 0 - 5.3752i 0 +20.7267i h = 0 - 5.3235i -0.2593 0.2593 0 - 0.0482i 5分析和總結 從上面的兩個例子中我們可以明顯地看

7、到matlab所具有的強大計算能力。無論是求逆矩陣還是矩陣中有關復數(shù)的運算，都可以較容易的利用matlab編程實現(xiàn)。同時編寫matlab程序也不是一件很困難的事情，這使得在電路分析中特別是求二端口參數(shù)矩陣的運算變得平易近人，很有助于我們通過矩陣這個數(shù)學工具來理解電路理論特別是電路網(wǎng)絡理論。 6思考和感想： 在當初學習二端口電路端口特性的時候，經(jīng)常會遇到要計算參數(shù)矩陣的問題?；蛘咭嬎阋粋€電路的多種參數(shù)矩陣，或者問題涉及到二端口電路的互連，題目的計算量可能就會相當?shù)姆敝?。而且各種參數(shù)矩陣之間的轉換關系式也并不是很容易記憶。因而我在平時的學習中更多的時候是放棄電路的矩陣表達，直接采用約束方程的形式

8、來分別計算各參數(shù)矩陣的參數(shù)，然后再寫出所求矩陣。雖然我學習到了矩陣在電路中的一些應用，可是我并沒有拿矩陣來處理比較具體的問題，無法學以致用，這不能不說是種遺憾。不過借助于matlab之類的數(shù)學軟件，我們就可以克服計算上的困難，從而感受到矩陣的魅力。 在基礎電路的課程中，我們利用矩陣這種數(shù)學思想來處理電路中的問題，用一種“高級”的觀點來看待電路基本理論中的問題，這會給我們帶來很多益處。雖然現(xiàn)在我并不能感覺到矩陣真實的威力所在，但通過矩陣這樣一種數(shù)學方法，我感覺電路的理論清晰簡潔，邏輯嚴密。不僅僅是在二端口電路中，在電路分析的基本方法以及電路定理中，通過矩陣之間的種種關系，精確反映出了電路中的種種性質，其中的對稱，等效等內容讓人心馳神往，激發(fā)了我對后繼課程更大的興趣。同時，通過電路基礎的學習也為我們以后進一步學習電路方面更深更廣的內容奠定了一個扎實的基礎。 致謝： 張老師課上嚴謹而富有啟發(fā)性的教學讓人受益頗多，在此表示衷心感謝！以