教学课件PPT MATLAB在电路中的应用教学PPT.ppt

第5章 matlab在电路中的应用,5.1 电阻电路 5.2 动态电路 5.3 正弦稳态电路 5.4 频率响应 5.5 二端口网络,5.1 电阻电路,电阻电路是指电路中除了电压源、电流源之外，只含有电阻元件的电路。 根据kvl、kcl导出的一切分析方法都可用于分析电阻电路,如支路电流法、节点电压法、回路电流法、戴维南定理和诺顿定理等。,，,解：采用节点法，选d为参考节点，电路的节点电压方程为：,写成矩阵形式为： 可写成： 则： 求出各节点电压后，即可求出支路电流：,matlab程序 r1=2;r2=5;r3=1;r4=1;r5=10; is1=1;is2=3; %设定电路参数 a11=1/r1+1/r2+1/r3;a12=-1/r3;a13=-(1/r1+1/r2); a21=-1/r3;a22=1/r3+1/r5;a23=0; a31=-(1/r1+1/r2);a32=0;a33=1/r1+1/r2+1/r4; a=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33; %设定系数矩阵a b=is1 -is2 -is1; %设定系数向量b u=ab; %解出u ua=u(1);ub=u(2);uc=u(3); %得出各节点电压 i1=(ua-uc)/r1 %求各支路电流，并显示出来 i2=(ua-uc)/r2 i3=(ua-ub)/r3 i4=uc/r4 i5=ub/r5 程序运行结果为：i1 =-0.9574 i2 =-0.3830 i3 =2.3404 i4 =-2.3404 i5 =-0.6596。,例5-2 在图所示的电路中 ， ， ， ， , ，求 和 。,解：采用网孔法，列写网孔方程：,补充方程为：,将变量移到等式的左端，得：,写成矩阵形式为：,程序运行结果：i2 =-0.0250 u2 = -0.1000。即i2 =-0.025a； u2 = -0.1v。,matlab程序 r1=2;r2=4;r3=6;us=2;g=3;r=2; %输入电路参数 a=-r2 r2+r3 r 0;1 0 0 g;r2 -r2 0 -1;1 -1 -1 0; %设定系数矩阵a b=us 0 0 0; %设定系数向量b x=ab; %解出u i2=x(3),u2=x(4),例5-3 戴维南定理。电路如图5-3所示，求电流 。已知：,图5-3 例5-3电路图,解：求解其戴维南等效电路，先求 两端的开路电压：,图5-4 将,两端开路后的电路 列写方程： 即：,求得开路电压,再求等效电阻 ，电压源全部短路，可得 已知 和 后，就可画出戴维南等效电路，求出 。 matlab程序,us1=6;us2=12;us3=4;r1=3;r2=6;r3=1;r4=1; %输入电路参数 a=1 -r2;0 r1+r2; %设定系数矩阵a b=us2+us3 us1-us2; %设定系数向量b x=ab; %解出x uoc=x(1), %求出开路电压 r0=1/(1/r1+1/r2)+r3, %求等效电阻 i=uoc/(r0+r4), %求得i 程序运行结果为：uoc =12 r0 =3 i =3。即电流=3a。,5.2 动态电路,含有电容、电感等动态元件（也称储能元件）的电路称为动态电路。只含有一个储能元件的电路称为一阶电路。 在动态电路中，当换路时满足换路定律： 电路的全响应是指换路后初始状态和输入均不为零时电路的响应，常采用三要素法求一阶电路的响应，三要素指的是待求变量的初值、稳态值和时间常数。,图5-7 例5-4的程序运行结果,5.3 正弦稳态电路,在正弦电源激励下的线性非时变电路达到稳态时，电路中的电压、电流都是与激励源同频率的正弦量，这样的电路称为正弦稳态电路。 分析方法：相量法；电阻电路分析中的各种方法和网路定理。,说明： 正弦量用复数来表示，用复数的模代表正弦量的振幅或有效值，用复数的相角代表正弦量的初相。为了强调某一复数是代表正弦量的，通常在代表其模的大写字母上加一个圆点。 matlab指令无法体现这个“圆点”，文中在电路图中也省去了“圆点”。,5.4 频率响应,电路响应随激励频率变化的特性称为电路的频率特性。 频率特性通常用网络函数描述，网络函数定义为：,可写成：,为了表示频率在大范围内变化时电路特性的变化，在绘制幅频和相频特性曲线时横坐标可采用对数的，利用semilogx函数来绘制。,5.5 二端口网络,网络中如果一个端子流入的电流等于另