電路Matlab仿真實驗報告

1、武漢大學電氣工程學院MATLAB電路仿真實驗報告姓名：班級：學號：目錄實驗一 直流電路（1）4一、實驗目的4二、預習要求4三、實驗例題4四、實驗內(nèi)容6五、實驗總結(jié)9實驗二 直流電路（2）10一、實驗目的10二、預習要求10三、實驗示例10四、實驗內(nèi)容13五、實驗總結(jié)18實驗三、正弦穩(wěn)態(tài)19二、預習要求19三、實驗示例19四、實驗內(nèi)容23實驗四、交流分析和網(wǎng)絡函數(shù)28一、實驗目的28二、預習要求28三、實驗示例28實驗五、動態(tài)電路32一、實驗目的32二、預習要求32三、實驗示例32四、實驗內(nèi)容37五、實驗總結(jié)45實驗六、頻率響應46一、實驗目的46二、預習要求46三實驗示例46實驗七 simul

2、ink仿真交流電路54一、實驗目的54二、實驗內(nèi)容54實驗一 直流電路（1）一、實驗目的 1.加深對直流電路的節(jié)點電壓法和網(wǎng)孔電流法的理解。 2.學習使用MATLAB的矩陣運算的方法。二、預習要求1.復習基爾霍夫KCL和KVL方程及直流電路的相關內(nèi)容。2.熟悉前面有關矩陣預算的內(nèi)容。三、實驗例題1.節(jié)點分析 示例1.1電路如下圖所示，求節(jié)點電壓V1，V2，V3。MATLAB求解： Y = 0.15 -0.1 -0.05;-0.1 0.145 -0.025;-0.05 -0.025 0.075 ;I = 5; 0; 2 ;fprintf('節(jié)點V1,V2和V3: n')v = i

3、nv(Y)*I仿真結(jié)果： 節(jié)點V1,V2和V3: v = 404.2857 350.0000 412.85712、回路分析 示例1.2使用解析分析得到通過電阻RB的電流。另外，求10V電壓源提供的功率。解：分析電路得到節(jié)點方程，根據(jù)節(jié)點方程得到矩陣方程，根據(jù)矩陣方程，MATLAB求解：Z=40,-10,-30; -10,30,-5; -30,-5,65; V=10,0,0' I=inv(Z)*vV;IRB=I(3)-I(2); fprintf('the current through R 

4、is %8.3f Amps n',IRB) PS=I(1)*10; fprintf('the power supplied by 10V source is %8.4f wattsn',PS) 仿真結(jié)果為：the current through R is    0.037 Amps the power supplied by 10V 

5、source is   4.7531 watts四、實驗內(nèi)容編寫以下程序，并記錄程序和結(jié)果，寫出簡單注釋。 1. 電阻電路的計算如圖，已知：R1=2，R2=6,R3=12,R4=8,R5=12,R6=4,R7=2，單位均為歐姆。(1) 如Us=10V求i3,u4,u7; (2) 如U4=4V求Us,i3,i7；解：（1）解：MATLAB求解：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);fp

6、rintf('i3=%f n',i3)fprintf('u4=%f n',u4)fprintf('u7=%f n',u7)仿真結(jié)果： i3=0.357143 u4=2.857143 u7=0.476190（2）解：Matlab求解：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',i

7、3)fprintf('i7=%f n',i7)仿真結(jié)果：Us=14.000000 I3=0.500000 i7=0.333333 2.求解電路里的電壓，例如V1，V2V5Y = 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 

8、;= 0 -200 -120 0 24'V = inv(Y)*I;fprintf('V1=%fVnV2=%fVnV3=%fVnV4=%fVnV5=%fVn',V(1),V(2),V(3),V(4),V(5) 仿真結(jié)果：V1=117.479167VV2=299.770833VV3=193.937500VV4=102.791667VV5=24.000000V3.如圖所示，已知R1=R2=R3=4 Ohms, R4=4 Ohms,控制系數(shù)K1=0.5， K2=4，is=2A,求i1和i2。解：Ma

9、tlab求解：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 Vni2=%f Vn',i1,i2)仿真結(jié)果：i1=1.000000 Vi2=1.000000 V五、實驗總結(jié)1、仿真前需進行準確的計算，列出節(jié)點或回路方程進而進行矩陣計算。2、熟練矩陣運算公式，即：V=inv（Y）*I實驗二 直流電路（2）一、實驗目的1.加深對戴維南定理、等效變換的了解。2.進一步了解MATLAB在直流電路中的應用。二

10、、預習要求1.復習戴維南定理等直流電路的相關原理。2.了解MATLAB變量生成的應用。3.了解數(shù)組的運算。三、實驗示例1.戴維南定理如圖所示電路，已知R1=4 Ohms， R2=2 Ohms， R3=4 Ohms；R4=8 Ohms；is1=2A，is2=0.5A.（1）.負載RL為何值時能獲得最大功率？（2）.研究RL在010 Ohms范圍內(nèi)變化時，其吸收功率的變化情況。Matlab求解：clear,format compactR1=4;R2=2;R3=4;R4=8;is1=2;is2=0.5;a11=1/R1+1/R4;a12=-1/R1;a13=-1/R4;a21=-1/R4;a22=1

11、/R1+1/R2+1/R3;a23=-1/R4;a31=-1/R4;a32=-1/R3;a33=1/R3+1/R4;A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33;B=1,1,0;0,0,0;0,-1,1;X1=AB*is1;is2;0;uoc=X1(3)X2=AB*0;0;1;Req=X2(3)RL=Req;P=uoc2*RL/(Req+RL)2RL=0:10,p=(RL*uoc./(Req+RL).*uoc./(Req+RL),figure(1),plot(RL,p),gridfor k=1:21 ia(k)=(k-1)*0.1; X=AB*is1;is2;ia

12、(k); u(k)=X(3);endfigure(2),plot(ia,u,'x'),gridc=polyfit(ia,u,1);仿真結(jié)果：uoc = 2.3333Req = 3.6667P = 0.3712RL = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10p = Columns 1 through 7 0 0.2500 0.3391 0.3675 0.3705 0.3624 0.3496 Columns 8 through 110.3350 0.3200 0.3054 0.2915（a）功率隨負載的變化曲線（b）電路對負載的輸出特性四、實驗內(nèi)容1. 在下圖中，當RL從0改

13、變到50千歐，繪制負載功率損耗。校驗當RL=10千歐時的最大功率損耗。解：Matlab求解：R=10;U=10;RL=10;P=U2*(RL*1000)/(R+RL)*1000)2RL=0:50;p=(RL*1000*U./(R+RL)*1000).*U./(R+RL)*1000)figure(1),plot(RL,p),grid仿真結(jié)果：P = 0.0025p = 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.

14、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 0.00

15、16 Columns 43 through 49 0.0016 0.0015 0.0015 0.0015 0.0015 0.0014 0.0014 Columns 50 through 51 0.0014 0.00142. 在圖示電路中，當R1取0,2,4,6,10,18,24,42,90和186歐時，求RL的電壓UL，電流IL和RL消耗的功率。解：Matlab求解：A=3/4 -1/2 0; 1/2 -33/24 5/6; 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,:),

16、 i=us./(R+RL) u=us.*RL./(R+RL) p=(RL.*us./(R+RL).*us./(R+RL)figure(1),plot(RL,i),gridfigure(2),plot(RL,u),gridfigure(3),plot(RL,p),grid仿真結(jié)果：RL = 0 2 4 6 10 18 24 42 90 186i = 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 0.2500u = Columns 1 t

17、hrough 7 0 12.0000 19.2000 24.0000 30.0000 36.0000 38.4000 Columns 8 through 10 42.0000 45.0000 46.5000p = 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功率P、電壓U、電流I隨電阻R的變化曲線分別如下圖所示五、實驗總結(jié)1、經(jīng)過這次實驗基本了解了MATLAB變量生成的應用。2、經(jīng)過這次實驗更加深刻了戴維南等效電

18、路的原理。3、了解了MATLAB中圖像的生成。實驗三、正弦穩(wěn)態(tài)一、實驗目的1. 學習正弦交流電路的分析方法2. 學習MATLAB復數(shù)的運算方法二、預習要求3. 復習有關正弦交流電路的有關概念4. 了解有關相量圖的繪制三、實驗示例 1.如圖所示電路，已知歐姆，歐姆，1/wC=2歐姆，uc=1030 V, 求Ir，Ic，I，Ul，Us，并畫出其相量圖。解：Matlab求解：Z1=3j;Z2=5;Z3=-2j;Uc=10*exp(30j*pi/180);Z23=Z2*Z3/(Z2+Z3);Z=Z1+Z23;Ic=Uc/Z3,Ir=Uc/Z2,I=Ic+Ir,U1=I*Z1,Us=I*Z;disp(&

19、#39;Uc Ir Ic I u1 Us')disp('·ùÖµ'),disp(abs(Uc,Ir,Ic,I,U1,Us)disp('Ïà½Ç'),disp(angle(Uc,Ir,Ic,I,U1,Us)*180/pi)ha=compass(Uc,Ir,Ic,I,Us,Uc);set(ha,'linewidth',3)仿真結(jié)果：Ic = -2.5000 + 4.3301iIr = 1.7321 + 1.0000iI = -0.7679 + 5.3301iU1

20、= -15.9904 - 2.3038iUc Ir Ic I u1 Us幅值 10.0000 2.0000 5.0000 5.3852 16.1555 7.8102相角 30.0000 30.0000 120.0000 98.1986 -171.8014 159.80562.正弦穩(wěn)態(tài)電路，戴維南定理 如圖所示電路，已知C1=0.5F，R2=R3=2歐姆，L4=1H；US（t）=10+10cost,Is(t)=5+5cos2t,求b，d兩點之間的電壓U（t）。解：Matlab求解：clear,format compactw=eps,1,2;Us=10,10,0;Is=5,0,5;Z1=1./(0

21、.5*w*j);Z4=1*w*j;Z2=2,2,2;Z3=2,2,2;Uoc=(Z2./(Z1+Z2)-Z4./(Z3+Z4).*Us;Zeq=Z3.*Z4./(Z3+Z4)+Z1.*Z2./(Z1+Z2);U=Is.*Zeq+Uoc;disp(' w Um phi ')disp(w',abs(U'),angle(U')*180/pi)仿真結(jié)果：w Um phi 0.0000 10.0000 01.0000 3.1623 -18.43492.0000 7.0711 -8.13011. 含受控源的電路，戴維南定理如圖所示電路，設Z1=-J250 Ohms，

22、Z2=250歐姆，Is=20 A，求負載ZL獲得最大功率時的阻抗值及其吸收功率。解：Matlab求解：clear,format compactZ1=-j*250;Z2=250;ki=0.5;Is=2;a11=1/Z1+1/Z2;a12=-1/Z2;a13=0;a21=-1/Z2;a22=1/Z2;a23=-ki;a31=1/Z1;a32=0;a33=-1;A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33;B=1,0;0,1;0,0;X0=AB*Is;0;Uoc=X0(2),X1=AB*0;1;Zeq=X1(2),PLmax=(abs(Uoc)2/4/real(Zeq)

23、仿真結(jié)果：Uoc = 5.0000e+002 -1.0000e+003iZeq = 5.0000e+002 -5.0000e+002iPLmax = 625四、實驗內(nèi)容 1.如圖所示電路，設R1=2歐姆，R2=3歐姆，R3=4歐姆，jXL=j2，-jXC1=-j3，-jXC2=-j5，Us1=80 V,Us2=60 V, Us3=80, Us4=150, 求各支路的電流相量和電壓相量。解：Matlab求解：clear,format compactR1=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/

24、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=

25、(ua-ub)./ZC1,I3R=(US3-ub)/R3,I3C=(US4-ub)./ZC2仿真結(jié)果：I1 = 1.2250 - 2.4982iI2 = -0.7750 + 1.5018iI3 = -0.7750 - 1.4982iua = 3.7232 - 1.2732iub = 4.8135 + 2.1420iI1R = 1.8616 - 0.6366iI1L = 0.6366 - 2.1384iI2R = 2.3634 + 1.1384iI2C = 1.1384 - 0.3634iI3R = 0.7966 - 0.5355iI3C = 0.4284 + 2.0373i2.含互感的電路：復

26、功率如圖電路，已知R1=4 歐姆，R2=R3=2歐姆，XL1=10歐姆，XL2=8歐姆，XM=4歐姆，Xc=8歐姆，Us=100 V, Is=100 A。求電壓源、電流源發(fā)出的復功率。解：Matlab求解：clear,format compactR1=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;a2

27、4=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;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

28、/Y1;ub=I3/Y3;uc=I5/Y5;Ii=US/R1+ua/R1;Pus=US*IiPis=uc*IS仿真結(jié)果： Pus = 54.0488 - 9.3830iPis = 1.7506e+002 +3.2391e+001i2.正弦穩(wěn)態(tài)電路，求未知參數(shù)如圖所示電路，已知Us=100V，I1=100mA，電路吸收的功率P=6W，XL1=1250歐姆，Xc=750歐姆，電路呈感性，求R3及XL3.3.、正弦穩(wěn)態(tài)電路，利用模值求解如圖所示電路，已知IR=10A，Xc=10歐姆，并且U1=U2=100V，求XL。Matlab求解：clearU2=200;IR=10;R=U2/IR;XC=10;U

29、=200*exp(-150j*pi/180);200*exp(-30j*pi/180);I=(U-200)./(-j*XC);X=200./(I-10);XL=imag(X)仿真結(jié)果：XL =5.3590 74.6410實驗四、交流分析和網(wǎng)絡函數(shù)一、實驗目的1. 學習交流電路的分析方法。2. 學習交流電路的MATLAB分析方法。二、預習要求1.復習有關網(wǎng)絡函數(shù)的相關概念三、實驗示例1.在圖里，如果R1=20歐姆，R2=100歐姆，R3=50歐姆，并且L1=4H，L2=8H以及C1=250微法，求v3(t)，其中w=10 rad/s. 解：Matlab求解：Y=0.05-0.0225*j 0.0

30、25*j -0.0025*j;0.025*j 0.01-0.0375*j 0.0125*j;-0.0025*j 0.0125*j 0.02-0.01*j; c1=0.4*exp(pi*15*j/180); i=c1;0;0;V=inv(Y)*i; v3_abs=abs(V(3); v3_ang=angle(V(3)*180/pi; fprintf('voltage v3, magnitude: %f n voltage v3, angle in degree:%f',v3_abs,v3_ang)仿真結(jié)果：voltage v3, magnitude: 1.850409 volta

31、ge v3, angle in degree:-72.453299四、實驗內(nèi)容 1.電路顯示如圖，求電流i1(t)和電壓VC（t）.將本題中電路圖改成頻域模型，產(chǎn)生的電路如下圖所示，電阻為歐姆。Matlab求解：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(&

32、#39;voltage it,magnitude: %f n voltage it,angle in degree: %f ',it_abs,it_ang)voltage it,magnitude: 0.387710 voltage it,angle in degree: 15.019255 >> fprintf('voltage Vc,magnitude: %f n voltage Vc,angle in degree: %f ',Vc_abs,Vc_ang)voltage Vc,magnitude: 4.218263 voltage Vc,angle i

33、n degree: -40.861691 >>3. 在圖里，顯示一個不平衡wye-wye系統(tǒng)，求相電壓Van，Vbn，Vcn.Matlab求解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)*

34、(3+4*j)*180/pi;Vcn_abs=abs(i(3)*(5-12*j);Vcn_ang=angle(i(3)*(5-12*j)*180/pi;Y=6+13*j 0 0;0 4+2*j 0;0 0 6-12.5*j; c1=110;c2=110*exp(pi*(-120)*j/180);c3=110*exp(pi*120*j/180);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)*1

35、80/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);voltage Van,magnitude: 99.875532 voltage Van,angle in degree: 2.155276 >> fprintf('voltage Vbn,magnitude: %f n voltage Vbn,ang

36、le in degree: %f ',Vbn_abs,Vbn_ang);仿真結(jié)果如下：voltage Vbn,magnitude: 122.983739 voltage Vbn,angle in degree: -93.434949 fprintf('voltage Vcn,magnitude: %f n voltage Vcn,angle in degree: %f ',Vcn_abs,Vcn_ang);voltage Vcn,magnitude: 103.134238 voltage Vcn,angle in degree: 116.978859 實驗五、動態(tài)電路一

37、、實驗目的1. 學習動態(tài)電路的分析方法.2. 學習動態(tài)電路的MATLAB的計算方法。二、預習要求3. 復習一階、二階動態(tài)電路的基本概念4. 了解MATLAB動態(tài)電路的計算方法。三、實驗示例1.一階動態(tài)電路，三要素公式電路如圖所示，已知R1=3 Ohms, R2=12 Ohms, R3=6 Ohms, C=1F; Us=18V, is=3A, 在t<0時， 開關s位于“1”，電路已處于穩(wěn)態(tài)。（1） t=0時。開關s閉合到“2”，求Uc（t），iR2（t），并畫出波形。（2） 若經(jīng)10s，開關s又復位到“1”，求Uc（t），iR2（t），并畫出波形。解：Matlab求解：clear allR

38、1=3;us=18;is=3;R2=12;R3=6;C=1;uc0=-12;ir20=uc0/R2;ir30=uc0/R3;ic0=is-ir20-ir30;ir2f=is*R3/(R2+R3);ir3f=is*R2/(R2+R3);ucf=ir2f*R2;icf=0;t=-2-eps,0-eps,0+eps,0:9,10-eps,10+eps,11:20figure(1),plot(t),griduc(1:3)=-12;ir2(1:3)=3;T=R2*R3/(R2+R3)*C;uc(4:14)=ucf+(uc0-ucf)*exp(-t(4:14)/T);ir2(4:14)=ir2f+(ir2

39、0-ir2f)*exp(-t(4:14)/T);uc(15)=uc(14);ir2(15)=is;ucf2=-12;ir2f=is;T2=R1*R3/(R1+R3)*C;uc(15:25)=ucf2+(uc(15)-ucf2)*exp(-(t(15:25)-t(15)/T2);ir2(15:25)=is;figure(2)subplot(2,1,1);h1=plot(t,uc);grid,set(h1,'linewidth',2)subplot(2,1,2);h2=plot(t,ir2);grid,set(h2,'linewidth',2)仿真結(jié)果：1. 二階過

40、阻尼電路的零輸入響應下圖是典型的二階動態(tài)電路，其零輸入響應有過阻尼、臨界阻尼。欠阻尼三種情況。本例討論過阻尼的情況，如已知L=0.5H，C=0.02F，R=12.5歐姆，初始值UC（0）=1v，iL（0）=0，求t=0時的Uc（t）和IL（t）的零輸入響應，并畫出波形。解：Matlab求解：方法一：clear,format compactL=0.5;R=12.5;C=0.02;uc0=1;iL0=0;alpha=R/2/L;wn=sqrt(1/(L*C);p1=-alpha+sqrt(alpha2-wn2);p2=-alpha-sqrt(alpha2-wn2);dt=0.01;t=0:dt:1

41、;uc1=(p2*uc0-iL0/C)/(p2-p1)*exp(p1*t);uc2=-(p1*uc0-iL0/C)/(p2-p1)*exp(p2*t);iL1=p1*C*(p2*uc0-iL0/C)/(p2-p1)*exp(p1*t);iL2=-p2*C*(p1*uc0-iL0/C)/(p2-p1)*exp(p2*t);uc=uc1+uc2;iL=iL1+iL2;subplot(2,1,1),plot(t,uc),gridsubplot(2,1,2),plot(t,iL),grid仿真結(jié)果：方法二：Matlab求解：clear,format compactL=0.5;R=12.5;C=0.02

42、;uc0=1;iL0=0;alpha=R/2/L;wn=sqrt(1/(L*C);p1=-alpha+sqrt(alpha2-wn2);p2=-alpha-sqrt(alpha2-wn2);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),gridsubplot(2,1,2)plot(t(1:end-1)

43、,iLn),grid仿真結(jié)果：四、實驗內(nèi)容1.正弦激勵的一階電路如圖所示，已知R2=2歐姆，C=0.5F，電容初始電壓Uc（0）=4V，激勵的正弦電壓Us（t）=umcoswt，其中w=2 rad/s。當t=0時，開關s閉合，求電容電壓的全響應，區(qū)分其暫態(tài)響應的穩(wěn)態(tài)響應，并畫出波形。解：Matlab求解：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=6T=R*C;ucf=us*Zc/(Zc+R);uc1=uc0*exp(-t/T);figure(1);subplot(3,1,1);h1

44、=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)仿真結(jié)果：2.二階欠阻尼電路的零輸入響應如圖所示的二階電路，如L=0.5H，C=0.02F，初始值uc（0）=1v，IL=0，試研究及分別為1歐姆、2歐姆、，10歐姆時，uc（t）和IL（t）的零輸入響應，并畫出波形。解：Mat

45、lab求解：1、R=1歐姆clear,format compactL=0.5;R=1;C=0.02;uc0=1;iL0=0;alpha=R/2/L;wn=sqrt(1/(L*C);p1=-alpha+sqrt(alpha2-wn2);p2=-alpha-sqrt(alpha2-wn2);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

46、,1),plot(t,ucn),gridsubplot(2,1,2)plot(t(1:end-1),iLn),grid仿真結(jié)果如下：2、R=2歐姆代碼同上，仿真結(jié)果如下圖3、 R=34、 R=45、 R=56、 R=67、 R=78、 R=89、 R=910、R=10五、實驗總結(jié)1、熟悉并了解了MATLAB暫態(tài)電路的計算方法2、通過MATLAB的仿真更加深刻理解了一階二階動態(tài)電路的基本工作狀態(tài)。實驗六、頻率響應一、實驗目的1.學習有關頻率響應的相關概念2.學習的頻率計算二、預習要求1.頻率響應函數(shù)（即正弦穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡函數(shù)）定義為輸出相量與激勵相量之比，即（）（）（j（w）=Y/F.復習相關內(nèi)容2.

47、用MATLAB中的abs（H）和angle（H）語句可直接計算幅頻響應和相頻響應，而且其圖像的頻率坐標（橫坐標）可以是線性的，也可以是半對數(shù)的，這給計算和繪制特性和相頻特性帶來很大方便，了解相關函數(shù)的用法。三實驗示例1.一階低通電路的頻率響應圖示電路是一階低通電路，若以為響應，求頻率響應函數(shù)，畫出其幅頻特性（）和相頻特性（）。解：MATLAB求解：clear,format compactww=0:0.2:4;H=1./(1+j*ww);figure(1)subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H),grid,xlabel('ww'),ylabel('ang

48、le(H)');subplot(2,1,2),plot(ww,angle(H),grid,xlabel('ww'),ylabel('angle(H)');figure(2)subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H),grid,xlabel('ww'),ylabel('abs（H）');subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H),grid,xlabel('ww'); ylabel('angle(H)')結(jié)果為A：線性頻率特性

49、B：對數(shù)頻率特性頻率響應：二階低通電路二階低通函數(shù)的典型形式為（）（）令H0=1，畫出Q=1/3,1/2,1/2,1,2,5的幅頻相頻響應，當Q=1/2時，成為最平幅度特性，即在通帶內(nèi)其幅頻特性最為平坦。Matlab求解：clear,format compactfor Q=1/3,1/2,1/sqrt(2),1,2,5ww=logspace(-1,1,50);H=1./(1+j*ww/Q+(j*ww).2);figure(1)subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H),hold onsubplot(2,1,2),plot(ww,angle(H),hold onfigure(2)subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H),hold onsubplot(2,1