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文档简介

第五章基于MATLAB的电路分析5.1电路分析中的常用函数一.复数运算与相量图函数1.常用的复数运算函数:real(A):求复数或复数矩阵A的实部;imag(A):求复数或复数矩阵A的虚部;abs(A):求复数或复数矩阵A的模;conj(A):求复数或复数矩阵A的共轭;angle(A):求复数或复数矩阵A的相角,单位为弧度。需要注意MATLAB三角函数(sin、cos、tan等)计算应用弧度、反三角函数(asin、acos、atan等)返回参数单位也是弧度。

【例1】已知R1=40Ω,R2=60Ω,C1=1uF,L1=0.1mH,V。求电压源的平均功率、无功。功率和视在功率。解:(1)采用相量法的求解步骤:;;

(2)编写MATLAB程序:Us=40;wo=1e4;R1=40;R2=60;C=1e-6;L=0.1e-3;ZC=1/(j*wo*C);%C1容抗ZL=j*wo*L;%L1感抗ZP=R1*ZL/(R1+ZL);%R1,L1并联阻抗ZT=ZC+ZP+R2;Is=Us/ZT;Sg=0.5*Us*conj(Is);%复功率AvePower=real(Sg)%平均功率Reactive=imag(Sg)%无功功率ApparentPower=0.5*Us*abs(Is)%视在功率AvePower=3.5825;Reactive=-5.9087;ApparentPower=6.9099

(3)运行结果:2.compass函数:绘制向量图

调用格式:compass([I1,I2,I3…]),引用参数为相量构成的行向量【例2】日光灯在正常发光时启辉器断开,日光灯等效为电阻,在日光灯电路两端并联电容,可以提高功率因数。已知日光灯等效电阻R=250Ω,镇流器线圈电阻r=10Ω,镇流器电感L=1.5H,C=5μF。作出电路等效模型,画出日光灯支路、电容支路电流和总电流,镇流器电压、灯管电压和电源电压相量图及相应的电压电流波形。解掉:撞(1)帜等释效寨电泻路杠模孝型U泉s殊=产2盟2凳0黎;提U就z培=心1忧7谋0圾.园6高3元+壤8芒9犬.征4坏9律1会j蒜;康U愉d俱=欣4赖9瓣.拉3侵7腔-奔8蒸9杜.绳4派9沙1兵j忧;Ic=0掩.3古45兔6j西;I纵L=秃0.税19捕75诱-0营.3帖57洋9j感;I脂s=针0.乳19所75畜-0尿.0榴12赢3j粱;su躁bp障lo葛t(孝2,落2,恢1)呜;c狗o悬m隔p疑a引s奶s塞(并[祸U押s董,蓝U汪z礼,要U盟d])钱;s母u肆b评p音l储o赢t泛(钻2池,逼2蔬,脖2松)碌;co煮mp表as虚s(皆[I落c,坡IL同,I浪s])联;t烘=予0钉:苹1轻e扑-漆3射:喇0亡.应1还;w=捆2*料pi海*5屯0;us雁=2忘20野*si暴n(龟w*满t截)抱;u桃z=a稍b点s煎(缠U然z)*si稿n(顿w*t山+科a晃n曾g迁l础e木(后U善z)含)烘;ud=a龙b池s胸(发U浓d)*si笛n(抱w*t君+榆a果n誉g瞒l客e愚(能U挖d))己;i钢c=a刺b静s简(丛I碑c)招*si屈n(夺w*t窄+扒a村n责g题l翅e羽(漂I蒙c))柱;i请L=ab仇s(屡IL)*s吉i尼n近(书w*t羞+源a法n徐g岩l直e户(士I疤L))乌;i臣s经=ab虽s(什Is)椅*s聋i郑n机(避w*t+感an么gl栏e(则Is)遣)惧;s也u榆b植p拴l贷o示t广(六2职,奇2愈,昼3津)滥;p偶l橡o饥t法(书t军,泊u估s俘,颤t衡,椅u纳z枯,欠t茂,炒u悼d)su皇bp低lo士t(陪2,竹2,沟4)批;pl殊ot佛(t和,i嗽s,辨t,胀ic喊,t夫,i并L)(2)Ma紧tl固ab编程裳作相躬量图彻和波据形(3)渗结面果宏显铺示3.绘何制梁幅裕频茫特劣性舰和抬相裳频纵特监性【例3】已知网络函数为作幅频特性和相频特性。解巾:形方穿法箱一妄,泰将sjω,利用M误a负t贫l言a鸟b编共程兴实静现w=取0:水0.慰01哨:1沸00地;H矮s解=征(恒j涌*湖w驻+尽3蚁)背.旋/蚀(捷j沿*代w阶+批1疲)逼.他/接(章(酸j蔽*矩w斥)息.叮^浑2劈燕+迈2怪*挤j缝*指w尖+殊5正)寇;Hs盲_F=申2呜0烧*宅l湿o润g悬1奇0垄(渡a渠b宏s针(染H绑s痰)让)抢;%幅婆频强特愉性盖用d剑B表价示Hs致_A=a束n乏g除l效e视(栽H赠s)*罗18准0/但pi党;%将积弧跪度理转斩化测为恋角寻度塌表兼示su冲bp趁lo委t(渗2,粥1,吹1)德;s胳e雕m殿i脾l坝o柏g贫x(w享,H湖s_可F)%横坐底标以横对数城坐标农表示只的半胁对数址曲线y梯l应a发b慈e找l('幅频衡特性(d休B)肢')竞;s阳u元b讯p朗l亦o膜t挠(沃2权,杠1往,侦2反)浙;s敞e离m吧i符l主o弯g河x(w陡,H俩s_饿A)yl骂ab功el(疗'相频份特性(d梨B)呀')方法否二,bo世de函钟数刺:滤绘查制糖波鼻特山图调用镇格式响:b贷o通d蔑e狠(流A,B劫)A,B分别贤为网民络函抱数分扎子和摔分母辱系数需行向京量A=白[1端3驳];B妙=co食nv([芽1爹1]敲,[怒1缘瑞2脾5]海)bo厅de(蛮A稠,晒B)co性nv函把数巷:多袖项话式勉卷际积调用液格式阿:c呆o琴n悦v心(磨A,B保)A,B分刻别叹为哈多锣项智是蛮的绕系炎数蜡行累向忧量二.多饼项辞式映运法算1皮.闪r壁o僻o抽t伍s函数念:求虎多项恭式函岔数的德根调用雨格式帅:r馋=ro税ot标s(室p)p是没多虑项心式张系渣数孙形箭成柔的鹅行嫂向姜量善,渡系符数督按颤降常序罢排消列额。r为怎函土数经的列根至,污是围一宽个匠列带向悦量锄。【例4】,计算其根。p确=盒[业1城9遥2火3它1情5表]r吧=照ro葱ot榜s捐(p卸)得结遍果:r证=-金1概.仿0急0秋0哀0-勇3启.棚0榴0明0气0-5熟.0司00烫0【例5】已知网络函数,作零极图。解:p区=厕[慈1石5仅4隐]泡;l阁d夹=ro扰ot讯s(办p)p苏=蒸[浆1剃7驱1的7瘦1愚5巴]宇;jd=ro渴ot递s(献p)a悟x语i察sxy;pl围ot偷(r抛ea钟l(宋ld晓),仔im灵ag核(l害d)穷,'跃o'荷)摔;ho燥ld糟o粥n;p蜜l娘o敬t衣(造r奥e口a渐l匆(接j盯d晕)团,等i铜m歌a稠g梨(箱j尼d脆)驾,拿'鸣x')水;ax连is洋([肆-5堪1腰-质2嫂2]巧)li沿ne沈([烧-5毅,1着],猎[0酸,0持])li艘ne尼([勾0,舞0]扶,[烦2,现-2毕])2资.刷p钳o幅l筝y函双数盾:受已普知研多个项衫式扮函映数悬的吐根孩,斗用煎以羡求像多旬项索式利系栽数调用筹格式草:p暮=望p钞o谷l片y霉(侍r蛇)r是输多宽项音式畅的农根近形齐成踏的杀列产向脖量德。p返回睬多项顶式系怜数行肥向量塌。【例6】已知一个多项式的根为-1、-3、-5,求该多项式系数。r夏=胁[-旨1膏-3贯-鸽5]话;p检=p夫o假l肃y奔(切r)得保结杂果然:p郑=192络31攻5三.积系分冤函历数1.tr君ap熊z:采斯用梯愁形公伟式计刃算积女分。调带用周格溉式捆:tr岂ap虾z(解X,Y偷)X表示鬼横坐昆标向困量,Y为对察应的眨纵坐义标向展量。穷要求X与Y的况长童度必须掀相等【例7】设某周期性矩形脉冲电流i(t)如图所示。其中脉冲幅值mA周期T=6.28,脉冲宽度。求i(t)有效值。解:农根据孔有效凑值的吓定义c财l酷e闷a处r宫;T鬼=窝6拍.器2障8苏;t=其0:踩1e件-3荷:T国/2刺;))依;%1锹e-秀3为计绩算步多长;i早t没=梦z皱e崭r舟o滑s浴(主1护,查l肃e后n甚g谜t沸h山(读t孙)插)昼;%开设检电流岗向量片空间;i级t贵(拼:锋)季=纺p恒i浴/仅2号;%电流辟向量填幅值;I=陡sq盟rt鄙(t势ra泛pz陵(t稳,i悬t.唱^2氧)/汤T)%求电曾流均桃方根匪,得有效白值Ma有tl筋ab程序结果升:I=1械.双1磁1羽0养7翼(堵m叫A尼)2.毙q烟ua质d:采饼用自偏适应Si储mp避so盒n算宗法浊积朗分叹。调盯用洽格密式诞:q垦u钻a联d恩(填‘懒f巴u刃n省’果,瞒a绢,节b)计算跌被积粘函数f蔬u霉n在[a粮,键b]区规间迅的碰积铃分,【例8】已知某二端网络端口电压、电流表达式:求有效值、电路的平均功率和功率因数T览=前2祝/苗1化0下0魂;%周期a苍=湾0质;%积分灭区间叨的下钓限x痒=激0:弃0.勿01丸:1兼;t时=易x.器*T贫;v蜻_喂i索n郊t=话qu切ad辟('晕(8科0*途co忍s(朗10疾0*游pi触*t汉+宋4晋5*滋pi武/1写80墨))隔.^探2'孙,溪a,念T朽);%求朵电琴压导函朴数密的焦平抽方汽在(a等,吃T)的积孙分解搅:M正a赞t口l各a兼b程序v副_卖r融m懒s=sq这rt巾(v锻_i唇nt/T杨)%求得讽电压赚有效姥值i_葵in尘t=崭qu垦ad抢('棚(1招0*对co托s(螺10列0*栽pi固*t脊+兼3婚0.城0*踩pi候/1吴80贡))捧.^圾2'莲,a牧,T蚀);i匙_样r惨m恢s=s教q耍r馋t叶(姑i城_阳i写n浇t蹦/追b)呼;%求得环电流码有效唤值p美_挎i炉n犁t=油qu劝ad歉('差(1紧0*书co拌s(曲10执0*核pi露*t宇+菊3考0.彩0*蜜pi弦/1姑80推))捆.*匆(8体0*劳co返s(效10乘0*禾pi挠*t剑+陕4岭5*欧pi扰/1各80猴))敬',品a糖,技T)浇;p预_撑a销v外e=p罩_咸i栽n识t/态T%平均渠功率p侵f采=p继_煌a沫v站e虎/反(欢i揉_颜r窄m汽s*v彻_得r省m属s)%功率亿因数结疯果材:v_凯rm慎s=莲56章.5射68奸5p碍_亏a锈v箱e=唱3析8表6泽.丢3愉7粘0互3pf举=闹0竭.9槐65至9四.微邻分嚼函党数di翻ff:尸求储向甚量印相窝邻贯元最素记的叉差调吸用毫格糊式嫂:di凡ff允(x)数客值座微正分赵可脱用厘差宽商载求友得勒,撕即d靠i夏f山f昼(届x辅)同/键d景i脚f稼f昼(蛮t)【例9】

已知RLC串联电路的零输入响应作出uR、uL、uC的波形,并求uC(0+)、

uL(0+)、。解谜:喜(1)兴分硬析(2)M拖a薯t悦l休a返b程序t=1e-9:1e-6:0.600001e-3;io=50e-3*exp(-8000*t).*(cos(6000*t)+2*sin(6000*t));%注意,数组元素相乘要使用.*UR=320*io;%电阻电压UL=20e-3*diff(io)./diff(t);

%diff:相邻元素的差,diff(io)./diff(t):数值微分UL=[UL,0];%数值微分后UL数组元素个数减1,为了保证与t元素个数一致,须补充1位。因稳态解为0,所以补充数值为0;五.最碌优军化监问称题宿求喊解1.fm摊in绍bn务d:求忧单变咏量非盟线性邪函数锻极小涂值点调用泉格式殖:[叼X踩,予F拥V钥A彩L挽,黑E散X隐I瞧T伐F轰L给A雷G欠,惑O林U迟T腐P系U限T榆]泡=fm酒in栏bn淡d(锄FU透N,暖x1埋,x即2,好OP劲TI挡ON烦S,起P1相,P堪2,概..艘.)2.fm统in谣un强c:写拟逐牛梢顿说法把求墙多嫌变庙量钓函哀数级极虫小项值焦点调用池格式宴:[价X筹,行F由V椅A虾L盾,爸E资X甩I沫T总F处L隶A溪G回,将O没U多T挑P令U聚T葱,烤G系R帆A加D怕,震H弄E售S挎S你I腰A椒N脱]躲=f添m乡丰i晓n语u桃n挨c恨(臭F侄U粗N凑,喂X嚷0烘,民O尽P抬T寨I尘O树N蚊S槽,抗P欢1像,拆P诊2歇,触.仿.粗.湿)3.f己m掠i篇n舞s笔e暖a页r债c争h:

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