武大Matlab实验报告配截图Word文件下载.docx
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Rl=0;
IRl=U/(R+Rl);
fprintf('
IRl=%8.1fA\n'
IRl)
URl=IRl*Rl;
URl=%8.1fV\n'
URl)
PRl=IRl*URl;
IRl=%8.1fW\n'
PRl)
输出结果:
IRl=8.0A
URl=0.0V
IRl=0.0W
IRl=6.0A
URl=12.0V
IRl=72.0W
IRl=4.8A
URl=19.2V
IRl=92.2W
IRl=4.0A
URl=24.0V
IRl=96.0W
IRl=3.0A
URl=30.0V
IRl=90.0W
IRl=2.0A
URl=36.0V
IRl=1.6A
URl=38.4V
IRl=61.4W
IRl=1.0A
URl=42.0V
IRl=42.0W
IRl=0.5A
URl=45.0V
IRl=22.5W
IRl=0.3A
URl=46.5V
IRl=11.6W
实验三正弦稳态
1学习正弦交流电路的分析方法
2学习matlab复数的运算方法
1、如图3-5所示(图见25页),设R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,jxl=j2,-jxc1=-j3,-jxc2=-j5,Ù
s1=8∠0°
,Ù
s2=6∠0°
s3=8∠0°
s4=15∠0°
,求各支路的电流向量和电压向量。
R1=2;
R2=3;
R3=4;
RL=2*1j;
Rc1=-3*1j;
Rc2=-5*1j;
Us1=8*exp(0j*pi/180);
Us2=6*exp(0j*pi/180);
Us3=8*exp(0j*pi/180);
Us4=15*exp(0j*pi/180);
a11=RL+R1;
a12=0;
a13=0;
a14=-R1;
a21=0;
a22=-R2-Rc1;
a23=0;
a24=Rc1;
a31=0;
a32=0;
a33=R3+Rc2;
a34=-R3;
a41=R1;
a42=Rc1;
a43=R3;
a44=-R1-Rc1-R3;
A=[a11,a12,a13,a14;
a21,a22,a23,a24;
a31,a32,a33,a34;
a41,a42,a43,a44];
B=[8
6
-7
8];
I=inv(A)*B;
IR1=I
(1)-I(4);
IR2=I
(2);
IR3=I(3)-I(4);
IRc1=I
(2)-I(4);
IRc2=I(3);
IRL=I
(1);
Ua=Us1-I
(1)*RL;
Ub=Us3-R3*IR3;
disp('
UaUbIR1IR2IR3IRc1IRc2IRL'
)
幅值'
),disp(abs([Ua,Ub,IR1,IR2,IR3,IRc1,IRc2,IRL]))
相角'
),disp(angle([Ua,Ub,IR1,IR2,IR3,IRc1,IRc2,IRL]))
ha=compass([Ua,Ub,IR1,IR2,IR3,IRc1,IRc2,IRL]);
set(ha,'
linewidth'
3)
ua=3.7232-1.2732i
ub=4.8135+2.1420i
I1=1.2250-2.4982i
I2=-0.7750+1.5018i
I3=0.7750+1.4982i
I1R=1.8616-0.6366i
I1L=-0.6366+2.1384i
I2C=-1.1384+0.3634i
I2R=2.3634+1.1384i
I3R=-0.7966+0.5355i
I3C=-0.4284-2.0373i
2、含互感的电路:
复功率
如图3-6所示(书本26页),已知R1=4Ω,R2=R3=2Ω,XL1=10Ω,XL2=8Ω,XM=4Ω,XC=8Ω,Ù
S=10∠0°
V,Í
A。
R1=4;
R2=2;
R3=2;
R4=6*1j;
R5=4*1j;
R6=4*1j;
R7=-8*1j;
Us=10*exp(0j*pi/180);
Is=10*exp(0j*pi/180);
a11=1/R1+1/R7+1/R4;
a12=-1/R4;
a21=-1/R4;
a22=1/R4+1/(R5+R2)+1/R6;
a23=-1/(R5+R2);
a32=-1/(R5+R2);
a33=1/(R5+R2)+1/R3;
A=[a11,a12,a13;
a21,a22,a23;
a31,a32,a33];
B=[2.5
0
10];
U=inv(A)*B;
Pus=Us*(Us-U
(1))/R1;
Pis=U(3)*Is;
PusPis'
),disp(abs([Pus,Pis]))
),disp(angle([Pus,Pis])*180/pi)
ha=compass([Pus,Pis]);
输出结果
Pus=-4.0488+9.3830i
Pis=1.750e+002+3.23901e+001i
3、正弦稳态电路:
求未知参数
如图所示3-6(书本26页),已知Us=100V,I1=100mA电路吸收功率P=6W,XL1=1250Ω,XC=750Ω,电路呈感性,求R3及XL
Z1=1250*1j;
Z2=-750*1j;
Us=100*exp(0j*pi/180);
Is=0.1*exp(-53.13j*pi/180);
Z=inv(Is)*Us;
Z3=Z2*(Z-Z1)/(Z1+Z2-Z);
Z3'
),disp(abs([Z3]))
),disp(angle([Z3])*180/pi)
ha=compass([Z3]);
7.5000e+002+3.7500e+002i
4、正弦稳态电路,利用模值求解
图3-7所示电路中(书本27页),已知IR=10A,XC=10Ω,并且U1=U2=200V,求XL
XL1=2000/(200-100*1.732)
XL2=2000/(200+100*1.732)
XL1=%8.4f\n'
XL1)
XL2=%8.4f\n'
XL2)
XL1=74.6410
XL2=5.359
实验四交流分析和网络函数
1、学习交流电路的分析方法
2、学习交流电路的MATLAB分析方法
1、电路图如图所示(书本30页),求电流i1(t)和电压v(t)
使用MATLAB命令计算为
R=[10-7.5*1j5*1j-6;
6-5*1j-16-3*1j];
U1=5*exp(0*1j*pi/180);
U2=2*exp(75*1j*pi/180);
U=[U1
U2];
I=inv(R)*U;
I1_abs=abs(I
(1));
I1_ang=angle(I
(1))*180/pi;
voltageI1,magnitude:
%f\nvoltageI1,angleindegree:
%f'
I1_abs,I1_ang)
V=(I
(1)-I
(2))*(-10*1j);
VC_abs=abs(V);
VC_ang=angle(V)*180/pi;
voltageVC,magnitude:
%f\nvoltageVC,angleindegree:
VC_abs,VC_ang)
0.387710
voltageI1,angleindegree:
15.01925
4.218263
voltageVC,angleindegree:
-40.861691
所以电流i1(t)=0.3877cos(1000t+15.0193°
同时电压v(t)=4.2183cos(1000t-40.8617°
2、在4-4图里(见书本30页),显示一个不平衡的wye-wye系统,求相电压Van,Vbn,Vcn
使用MATLAB命令为:
Ub=110*exp(-120*1j*pi/180);
Uc=110*exp(120*1j*pi/180);
Z1=1+1*1j;
Z2=5+12*1j;
Z3=1-2*1j;
Z4=3+4*1j;
Z5=1-0.5*1j;
Z6=5-12*1j;
Za=Z1+Z2;
Zb=Z3+Z4;
Zc=Z5+Z6;
Ia=Ua/Za;
Ib=Ub/Zb;
Ic=Uc/Zc;
V1=Ia*Z2;
Van_abs=abs(V1);
Van_ang=angle(V1)*180/pi;
voltageVan,magnitude:
%f\nvoltageVan,angleindegree:
Van_abs,Van_ang)
V2=Ib*Z4;
Vbn_abs=abs(V2);
Vbn_ang=angle(V2)*180/pi;
voltageVbn,magnitude:
%f\nvoltageVbn,angleindegree:
Vbn_abs,Vbn_ang)
V3=Ic*Z6;
Vcn_abs=abs(V3);
Vcn_ang=angle(V3)*180/pi;
voltageVcn,magnitude:
%f\nvoltageVcn,angleindegree:
Vcn_abs,Vcn_ang)
Van,magnitude:
99.875532
voltageVan,angleindegree:
2.155276
122.983739
voltageVbn,angleindegree:
-93.434949
103.134238
voltageVcn,angleindegree:
116.978859
实验五动态电路
1、学习动态电路的分析方法
2、学习动态电路的matlab计算方法
1、正弦激励的一阶电路
如图5-5所示(书本36页),已知R2=2Ω,C=0.5F,电容的初始电压Uc(0+)=4V,激励的正弦电压Us(t)=Umcosωt,其中ω=2rad/s,当t=0时,开关s闭合,求电容电压的全响应,区分其暂态响应与稳态响应,并画出波形。
Um=10
R=2;
Zc=-1i;
Uc0=4;
t=0:
0.1:
10;
Us=10*cos(2*t);
Ucf1=10;
T=0.5*R;
Uc=Us*Zc/(Zc+R)+(Uc0-Ucf1)*exp(-t/T);
figure
(1),plot(t,Uc),grid
2、二阶欠阻尼电路的零输入响应
如图5-5的二阶电路,如L=0.5H,C=0.02F.初始值uc(0)=1v,il=0,试研究R分别为1,2,3,4,5,6,7,8,9,10Ω时,uc(t)和il(t)的零输入响应,并画出波形。
clear,formatcompact
L=0.5;
C=0.02;
R=1;
Uc0=1;
IL0=0;
alpha=R/(2*L);
wn=sqrt(1/(L*C));
p1=-alpha+sqrt(alpha^2-wn^2);
p2=-alpha-sqrt(alpha^2-wn^2);
Uc1=(p2*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p1*t);
Uc2=-(p1*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p2*t);
Uc=Uc1+Uc2;
IL1=p1*C*(p2*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p1*t);
IL2=-p2*C*(p1*Uc0-IL0/C)/(p2-p1)*exp(p2*t);
IL=IL1+IL2;
subplot(2,2,1),plot(t,Uc),grid
subplot(2,1,2),plot(t,IL),grid
分别取R=1,2,3……10;
结果如下:
R=1
R=2
R=3
R=5
R=8
实验六频率响应
1、学习有关频率响应的相关概念
2、学习matlab的频率计算
1、一阶低通电路的频率响应
如图6-1所示(书本37页),若以Ù
c为响应,求频率响应函数,并画出其幅频响应和相频响应。
ww=0:
0.2:
4;
H=1./(1+j*ww);
figure
(1)
subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H)),
grid,xlabel('
ww'
),ylabel('
angle(H)'
);
subplot(2,1,2),plot(ww,angle(H)),
figure
(2)
subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))),
?
¡
À
'
subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H)),
ylabel('
A线性频率
B对数频率特性
2、频率响应:
二阶低通电路
由书本上二阶低通的典型函数以及后面的推论。
forQ=[1/3,1/2,1/sqrt
(2),1,2,5]
ww=logspace(-1,1,50);
H=1./(1+j*ww/Q+(j*ww).^2);
subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H)),holdon
subplot(2,1,2),plot(ww,angle(H)),holdon
subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))),holdon
subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H)),holdon
end
figure
(1),subplot(2,1,1),grid,xlable('
w'
),ylable('
abs(H)'
subplot(2,1,2),grid,xlable('
angle(H))'
figure
(2),subplot(2,1,1),grid,xlable('
3、频率响应:
二阶带通电路
图6-5(书本40页)是互耦的串联和并联的谐振电路,根据其频率响应函数和推论,使用matlab命令为:
H0=1;
wn=1;
forQ=[5,10,20,50,100]
w=logspace(-1,1,50);
H=H0./(1+j*Q*(w./wn-wn./w));
figure
(1)
subplot(2,1,1),plot(w,abs(H)),grid,holdon
subplot(2,1,2),plot(w,angle(H)),grid,holdon
figure
(2)
subplot(2,1,1),semilogx(w,20*log10(abs(H))),grid,holdon
subplot(2,1,2),semilogx(w,angle(H)),grid,holdon
A线性频率特性
B对数频率特性
4、复杂谐振电路的计算
图6-7(书本41页)为一双电感并联电路,已知Rs=28.2KΩ,R1=2Ω,R2=3Ω,L1=0.75mH,L2=0.25mH,C=1000pF。
求回路的通频带以及回路阻抗大于50kΩ的频率范围。
使用matlab命令为:
L1=0.75e-3;
L2=0.25e-3;
C=1000e-12;
Rs=28200;
L=L1+L2;
R=R1+R2;
Rse=Rs*(L/L1)^2
f0=1/(2*pi*sqrt(C*L))
Q0=sqrt(L/C)/R,R0=L/C/R;
Re=R0*Rse/(R0+Rse)
Q=Q0*Re/R0,B=f0/Q,
s=log10(f0);
f=logspace(s-.1,s+.1,501);
w=2*pi*f;
z1e=R1+j*w*L;
z2e=R2+1./(j*w*C);
ze=1./(1./z1e+1./z2e+1./Rse);
subplot(2,1,1),loglog(w,abs(ze)),grid
axis([min(w),max(w),0.9*min(abs(ze)),1.1*max(abs(ze))])
subplot(2,1,2),semilogx(w,angle(ze)*180/pi)
axis([min(w),max(w),-100,100]),grid
fh=w(find(abs(1./(1./z1e+1./z2e))>
50000))/2/pi;
fhmin=min(fh),fhmax=max(fh),
谐振频率处的幅频和相频特性
Rse=5.0133e+004
f0=1.5915e+005
Q0=200
Re=4.0085e+004
Q=40.0853
B=3.9704e+003
fhmin=1.5770e+005
fhmax=1.6063e+005
谐振频率f0=159.15Hz
空载品质因数Q0=200
等效信号源内阻Rse=5.0133e+004
考虑内阻后的品质因数Q=40.0853
通频带B=3.9704e+003
回路阻抗大于50K的频率范围
谐振频率附近的幅频和相频特性曲线见上图。
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