二階動態(tài)電路的電壓波形

1、學號:課程設(shè)計題目二階動態(tài)電路的電壓波形 TOC o 1-5 h z 學院專業(yè)班級姓名指導教師李浩2011年 7月 13日課程設(shè)計任務書學生姓名：華先鵬專業(yè)班級：自動化0903指導教師：李浩工作單位：武漢理工大學題 目：MATLAB/SIMULINK在二階動態(tài)電路的分析與應用初始條件：（1）Matlab6.5以上版本軟件；（2） 課程設(shè)計輔導資料：“Matlab語言基礎(chǔ)及使用入門”、“Matlab教程”、“Matlab 寶典”、“Matlab及在電子信息課程中的應用”、MATLAB及其在理工課程中的應 用指南等；（3）先修課程：電路基礎(chǔ)、模擬電路、數(shù)字電路、Matlab應用實踐及信號處理類課

2、程等。要求完成的主要任務：（包括課程設(shè)計工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）（1）熟悉Matlab的相關(guān)界面以及操作，掌握MATLAB的數(shù)值計算、符號運算、 基 本繪圖等功能，使用文本編輯器編輯m文件，并且運行，熟悉Simulink仿真環(huán)境；（2）對阻抗匹配網(wǎng)絡進行原理分析、經(jīng)過必要的推導建立數(shù)學模型，并求解得出正確 的計算結(jié)果；（3）編寫程序代碼（含注釋）；（4）上機調(diào)試運行程序，給出程序運行結(jié)果和圖表、以及實驗結(jié)果分析和總結(jié)；（5）采用WORD撰寫課程設(shè)計說明書，說明書中涉及的表格、電路圖、圖形等采用 Word、Visol、Autocad、Matlab、Simulink 等軟件繪

3、制。說明書不少于 8 頁（A4）， 課程設(shè)計的心得體會（至少500字）。時間安排：具體時間設(shè)計內(nèi)容7月1日指導老師就課程設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計要求、進度安排、評分標準等 做具體介紹。學生確定選題，明確設(shè)計要求7月3日開始查閱資料，完成系統(tǒng)的分析、建模、求解，上機熟悉MATLAB 相關(guān)界面與基本操作。7月4日采用MATLAB語言編程，上機調(diào)試，得出實驗結(jié)果7月6日撰寫課程設(shè)計說明書7月7日上交課程設(shè)計說明書，并進行答辯指導教師簽名：年 月 日系主任（或責任教師）簽名：年 月 日目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark29 o Current Document MATLA

4、B 簡介11二階動態(tài)電路電容電壓uc的波形錯誤！未定義書簽。1.1對電路進行原理分析：21.2建模： 錯誤！未定義書簽。1.3應用MATLAB對上面的題目編程31.4繪圖31.5 MATLAB中使用的函數(shù)功能介紹 錯誤！未定義書簽。對結(jié)果的對比與分析錯誤！未定義書簽。心得與理會錯誤！未定義書簽。參考文獻 錯誤！未定義書簽。MATLAB簡介MATLAB是矩陣實驗室(Matrix Laboratory)之意。除具備卓越 的數(shù)值計算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號計算，文字處理，可視化 建模仿真和實時控制等功能。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學工程中常 用的形式十分相似，故用M

5、ATLAB來解算問題要比用C,FORTRAN等語言 完相同的事情簡捷得多.當前流行的MATLAB 7.x/Simulink 3.0包括擁有數(shù)百個內(nèi)部函數(shù)的主包 和三十幾種工具包(Toolbox)工具包又可以分為功能性工具包和學科工具包 功能工具包用來擴充MATLAB的符號計算，可視化建模仿真文字處理及實 時控制等功能.學科工具包是專業(yè)性比較強的工具包，控制工具包,信號處理 工具包，通信工具包等都屬于此類開放性使MATLAB廣受用戶歡迎.除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB主包文 件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過對源程序的修改或加入自 己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包在當今30多個數(shù)學類科技應

6、用軟件中，就軟件數(shù)學處理的原始內(nèi)核而言 可分為兩大類.一類是數(shù)值計算型軟件如MATLAB,Xmath,Gauss等,這類軟 件長于數(shù)值計算,對處理大批數(shù)據(jù)效率高;另一類是數(shù)學分析型軟 件,Mathematica,Maple等，這類軟件以符號計算見長，能給出解析解和任意精 確解,其缺點是處理大量數(shù)據(jù)時效率較低MathWorks公司順應多功能需求之 潮流，在其卓越數(shù)值計算和圖示能力的基礎(chǔ)上又率先在專業(yè)水平上開拓了其 符號計算，文字處理，可視化建模和實時控制能力，開發(fā)了適合多學科,多部門 要求的新一代科技應用軟件MATLAB.經(jīng)過多年的國際競爭MATLAB已經(jīng) 占據(jù)了數(shù)值軟件市場的主導地位1二階翊態(tài)

7、電路電容電壓u的波形*-AAA*.C七-八2圖示二階動態(tài)電路，已知電源4u10v，R =4 QM f uC -s, iC 一； 十 JR =0.2d2C1=1F,L=1H,(0 ) =0,i(0 =0,t=0時開關(guān)S團合，試繪出電容電壓u的波形。1.1電路進行原理分析因為uc(0_)=0,iL(0)=0,t=0時開關(guān)S閉合，所以這是個二階電路零狀態(tài) 響應。對電路圖進行分析，有節(jié)點電流法可以求得方程1,運用回路電壓法可以 得到方程2.聯(lián)立方程組可以解得ucC.1.2建模電路狀態(tài)方程： 虹 =-u - - / +-V ； 1dtR 1 C 。 C L R 1 Cd _ 1 R.2dt L c l

8、L通過上式可以求出u c1.3應用MATLAB對上面的題目編程。clear;clc;運行程序可以求得：x,y = dsolve(,Dx+0.25*x+y=2.5,Dy-x+0.2*y=0,y(0)=0,x(0)=0,t,);x=(670*1599人(1/2)*sin(1599人(1/2)*t)/40)/(11193*exp(t)人(9/40)(10*cos(1599人(1/2)*t)/40)/(21*exp(t)人(9/40) + 10/21 yy=50/21-(50*1599A(1/2)*sin(1599A(1/2)*t)/40)/(3731*exp(t)A(9/40)(50*cos(159

9、9A(1/2)*t)/40)/(21*exp(t)A(9/40)1.4繪圖，通過編程我們可以求得uc和i,但uc和時間t有什么關(guān)系呢？當時間t變化uc和i有怎么變化，為此我們可以這樣編程：ezplot(670*1599人(1/2)*sin(1599人(1/2)*t)/40)/(11193*exp(t)人(9/40)-(10*cos(1599人(1/2)*t)/40)/(21*exp(t)人(9/40) + 10/21,0,35)xlabel(t/s);ylabel(uc/V);title(uc隨時間t變化曲線);ezplot(50/21 - (50*1599A(1/2)*sin(1599A(1

10、/2)*t)/40)/(3731*exp(t)A(9/40)-(50*cos(1599A(1/2)*t)/40)/(21*exp(t)A(9/40),0,35)xlabel(t/s);ylabel(il/A);title(il隨時間t變化曲線)；運行程序的uc(t)的波形圖：2對結(jié)果的對比與分析通過對圖像的分析可以知道，uc開始會劇烈的變化，但最終會平穩(wěn)下來， 圖像趨近于直線。根據(jù)圖像我們可以很明顯的看出uc和時間t的關(guān)系：剛 開始uc會急劇增大，但瞬間又會減小，幅度變化越來越小，最終趨近于直線。3.心得體會通過這次課程設(shè)計，我熟悉了 MATLAB這個軟件的基礎(chǔ)運用。通過這次 課程設(shè)計使我懂得

11、了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不 夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能 真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計 的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到 過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所 學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，從新學習了一下電路知識。 總的來說這次課程設(shè)計收獲還是挺多的。參考文獻Charles K.Alexander,Matthew N.O.Sadiku.電路基礎(chǔ).北京：清華大學出版社，2000。邱關(guān)源.電路原理.西安：高等教育出版社，2006王正林，劉明.精通matlab7.0.電子工業(yè)出版社，2006本科生課程設(shè)計成績評定表姓 名華先鵬性 別男專業(yè)、班級自動化0903課程設(shè)計題目：二階動態(tài)電路的電壓波形課程設(shè)計答辯或質(zhì)疑記錄：1:根據(jù)自己選擇的題目，說明建立數(shù)學模型的步驟2：在仿真過程中，你遇到了哪些問題？你是如何解決的？3：通過本次課程設(shè)計，如何理解MATLAB/SIMULIN