基于MATLAB的一阶RL并联电路动态特性分析Word文件下载.docx
- 文档编号:16306970
- 上传时间:2022-11-22
- 格式:DOCX
- 页数:8
- 大小:73.58KB
基于MATLAB的一阶RL并联电路动态特性分析Word文件下载.docx
《基于MATLAB的一阶RL并联电路动态特性分析Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于MATLAB的一阶RL并联电路动态特性分析Word文件下载.docx(8页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
心得体会9
参考文献10
1理论分析
1.1Matlab6.5版学习
1.1.1Matlab简介
MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。
它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。
MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。
MATLAB的基本数据单位是矩阵,它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多,并且mathwork也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。
在新的版本中也加入了对C,FORTRAN,C++,JAVA的支持。
可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用,此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序,用户可以直接进行下载就可以用。
MATLAB的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。
附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB函数集)扩展了MATLAB环境,以解决这些应用领域内特定类型的问题。
1.1.2MATLAB的优势
(1)友好的工作平台和编程环境
MATLAB由一系列工具组成。
这些工具方便用户使用MATLAB的函数和文件,其中许多工具采用的是图形用户界面。
包括MATLAB桌面和命令窗口、历史命令窗口、编辑器和调试器、路径搜索和用于用户浏览帮助、工作空间、文件的浏览器。
随着MATLAB的商业化以及软件本身的不断升级,MATLAB的用户界面也越来越精致,更加接近Windows的标准界面,人机交互性更强,操作更简单。
而且新版本的MATLAB提供了完整的联机查询、帮助系统,极大的方便了用户的使用。
(2)简单易用的程序语言
Matlab一个高级的矩阵/阵列语言,它包含控制语句、函数、数据结构、输入和输出和面向对象编程特点。
用户可以在命令窗口中将输入语句与执行命令同步,也可以先编写好一个较大的复杂的应用程序后再一起运行。
新版本的MATLAB语言是基于最为流行的C++语言基础上的,因此语法特征与C++语言极为相似,而且更加简单,更加符合科技人员对数学表达式的书写格式。
而且这种语言可移植性好、可拓展性极强,这也是MATLAB能够深入到科学研究及工程计算各个领域的重要原因。
(3)强大的科学计算机数据处理能力
MATLAB是一个包含大量计算算法的集合。
函数中所使用的算法都是科研和工程计算中的最新研究成果,而前经过了各种优化和容错处理。
在通常情况下,可以用它来代替底层编程语言,如C和C++。
在计算要求相同的情况下,使用MATLAB的编程工作量会大大减少。
MATLAB的这些函数集包括从最简单最基本的函数到诸如矩阵,特征向量、快速傅立叶变换的复杂函数。
函数所能解决的问题其大致包括矩阵运算和线性方程组的求解、微分方程及偏微分方程的组的求解、符号运算、傅立叶变换和数据的统计分析、工程中的优化问题、稀疏矩阵运算、复数的各种运算、三角函数和其他初等数学运算、多维数组操作以及建模动态仿真等。
(4)出色的图形处理功能
MATLAB自产生之日起就具有方便的数据可视化功能,以将向量和矩阵用图形表现出来,并且可以对图形进行标注和打印。
高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。
可用于科学计算和工程绘图。
新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善,使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能方面更加完善,而且对于一些其他软件所没有的功能,MATLAB同样表现了出色的处理能力。
同时对一些特殊的可视化要求,例如图形对话等,MATLAB也有相应的功能函数,保证了用户不同层次的要求。
另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面(GUI)的制作上作了很大的改善,对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。
(5)应用广泛的模块集合工具箱
MATLAB对许多专门的领域都开发了功能强大的模块集和工具箱。
目前,MATLAB已经把工具箱延伸到了科学研究和工程应用的诸多领域,诸如数据采集、数据库接口、概率统计、样条拟合、优化算法、偏微分方程求解、神经网络、小波分析、信号处理、图像处理、系统辨识、控制系统设计、LMI控制、鲁棒控制、模型预测、模糊逻辑、金融分析、地图工具、非线性控制设计、实时快速原型及半物理仿真、嵌入式系统开发、定点仿真、DSP与通讯、电力系统仿真等。
(6)实用的程序接口和发布平台
新版本的MATLAB可以利用MATLAB编译器和C/C++数学库和图形库,将自己的MATLAB程序自动转换为独立于MATLAB运行的C和C++代码。
允许用户编写可以和MATLAB进行交互的C或C++语言程序。
另外,MATLAB网页服务程序还容许在Web应用中使用自己的MATLAB数学和图形程序。
MATLAB的一个重要特色就是具有一套程序扩展系统和一组称之为工具箱的特殊应用子程序。
工具箱是MATLAB函数的子程序库,每一个工具箱都是为某一类学科专业和应用而定制的,主要包括信号处理、控制系统、神经网络、模糊逻辑、小波分析和系统仿真等方面的应用。
1.2RL并联电路
RL并联电路。
如图1-2的一阶电路,已知I0=2A,R=2Ω,L=2H,当t=0-时,开关S至1闭合,当t=0+时,开关S至2闭合,求uL(t),iL(t),pL(t),并画出波形。
图1-1RL电路图
1.3RL并联电路分析
如图1-1所示电路在开关S动作之前电流已恒定不变,电感中有电流I0=i(0-)=2A,在t=0时开关由1合到2,具有初始电流2A的电感L=2H和电阻R=2Ω相连接,构成一个闭合回路,如图所示。
在t>
0时,根据KVL,有
uR+uL=0
uR=Ri,uL=L
,电路的微分方程为:
L
+Ri=0
令方程的特解为i=Aept,可以得到相应的特征方程为:
Lp+R=0
其特征根为
p=-
故电流为
i=Ae
根据i(0+)=i(0-)=I0,代入上式可得A=i(0+)=I0,从而
i=i(0+)e-
t=I0e
所以电感上的电压为
uL(t)=L
=-RI0e
电流为
i=I0e
电感上的功率为
PL(t)=uL(t)*i=-RI02e
令T=
称为RL电路的时间常数。
则所求的为
uL(t)=-RI0e
,iL(t)=I0e
,PL(t)=-RI02e
2程序设计
2.1程序设计方框图
图2-1程序设计方框图
2.2编写程序代码
clear,formatcompact
R=2;
L=2;
Io=2;
T=L/R;
t=0:
0.001:
10;
i=Io*exp(-t/T);
u=R*Io*exp(-t/T);
P=-R*Io*Io*exp(-2*t/T);
figure
(1)
plot(t,i)
grid,xlabel('
t'
),ylabel('
i'
);
figure
(2)
plot(t,u)
u'
figure(3)
plot(t,P)
P'
3程序运行结果
图3-1程序运行结果——i
图3-2程序运行结果——U
图3-3程序运行结果——P
4图表分析及总结
由图中可以看出uL.iL始终不改变方向,由大到小,最后趋近零,电压
与电流i按照同样的指数规律衰减,它们衰减的快慢取决于R/L的大小。
由于p=-R/L,这是电路特征方程的特征根,仅取决于电路的结构和元件参数。
而且有uL>
=0,iL>
=0,功率也逐渐接近零,而有p<
=0,表明电感在释放能量。
当t=0时,i(0+)=2A。
当t→∞时放电过程结束,i(∞)=0,此过程中电感释放的能量全部让电阻以热能的形式放出,直至原来储存在电感中的磁场能全部为电阻吸收转化为热能。
心得体会
参考文献
[1]邱关源,《电路》,高等教育出版社,1998
[2]唐昌建,《Matlab编程基础及应用》,四川大学网络教育学院,2003.5
[3]吴锡龙,《电路分析》,高等教育出版社,2004
[4]张志涌,《MATLAB教程》,北京航天航空大学出版社,2005
[5]曹弋,《MATLAB教程及实例》,机械工业出版社,2008
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 MATLAB 一阶 RL 并联 电路 动态 特性 分析