武大电气模电Matlab仿真报告Word格式.docx

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1、加深对直流电路的节点电压法和网孔电流法的。

2、学习Matlab的矩阵运算方法。

二、实验内容

1电阻电路的计算

根据书本电路图，求解电阻电路，已知：

R1=2Ω,R2=6Ω,R3=12Ω,R4=8Ω,R5=12Ω,R6=4Ω,R7=2Ω

（1）如果Us=10V,求i3,u4,u7

（2）如果U4=4V,求Us,i3,i7

解：

（1）Matlab中的程序为、

输出的结果为:

（2）解：

matlab中的命令为：

输出的结果为：

2求解电路里的电压

如书中图，求解V1,V2,V3,V4,V5。

输出结果为：

3如书中图，已知R1=R2=R3=4Ω,R4=2Ω,控制常数k1=0.5，k2=4，is=2A，求i1和i2.

在matlab中的命令为：

结果为：

实验二直流电路

（二）

1、加深多戴维南定律，等效变换等的了解

2、进一步了解matlab在直流电路中的作用

1当RL从0改变到50kΩ，校验RL为10kΩ的时候的最大功率损耗

解：

输入命令，有

最大，最小功率为0和0.0025W

2R1取0，2，4，6，10，18，24，42，90和186Ω时，求RL的电压UL,电流IL和RL消耗的功率。

解答：

使用matlab命令为：

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。

2、含互感的电路：

复功率

已知R1=4Ω,R2=R3=2Ω,XL1=10Ω,XL2=8Ω,XM=4Ω,XC=8Ω,Ù

S=10∠0°

V,Í

A。

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，求电流i1（t）和电压v（t）

2如书中所示，显示一个不平衡的wye-wye系统，求相电压Van，Vbn，Vcn

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

如书中所示，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。

编写函数：

2二阶欠阻尼电路的零输入响应

如图二阶电路，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。

编写函数为：

R=1Ω时

输出波形为：

R=2Ω时：

R=3Ω时：

R=4Ω时：

R=5Ω时：

R=6Ω时：

R=8Ω时：

R=9Ω时：

R=10Ω时

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

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。

使用matlab的实验命令为：

clear,formatcompact

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*log（abs（H）））

dB'

subplot（2,1,2）,semilogx（ww,angle（H））

）,

ylabel（'

输出结果：

A线性频率

B数字频率

2、频率响应：

二阶低通电路

令H0=1，画出Q=1/3,1/2,1/√2,1,2,5的幅频相频响应，当Q=1/√2时，成为最平幅度特性，即在通带内其幅频特性最为平坦。

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（'

仿真结果如下：

3、频率响应：

二阶带通电路

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

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:

R1=2;

R2=3;

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

实验七simulink仿真交流电路

1了解simulink模块的使用

2学习simpowerasystem模块的使用。

1、正弦交流电路如图（w=1000rad/s）,试求电流I1和I2

得到仿真实验图结果如下图：

2、分析正弦稳态电路

实验电路图如下所示，参数标在图中，利用电力系统分析模块分析电路。

由于用的交流电压源为60Hz，所以图中的RLC为计算之后的结果。

1、实验原理图如下

得到的仿真电路如下图：

得到三个电流的图像如下图所示。

又有三个电流幅值和相位角如下图：

得到的电容电压与电感电流如下图所示。

3、电路图如下图所示，元件参数已标在图中，开关S在t=0是从1处置向2处，观察电容电压和电流的波形。

最终连得的仿真图如下所示：

双击上图中的scope器件可得到电容电压的波形，如下图所示：

双击仿真图中的scope1，可得到电容电流的波形图，如下图所示：