MATLAB电路仿真实例.docx
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MATLAB电路仿真实例.docx
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题14.14
图(a)所示电路,已知
二端口网络阻抗参数矩阵
求ab端戴维南等效电路并计算电压。
(一)手动求解:
将网络N用T型电路等效,如图(b)所示
等效阻抗
开路电压
所以
V
(二)Matlab仿真:
⒈分析:
本次仿真需输入各阻抗Zl、Z1、Z2、Z3、Z4以及激励源Us的参数值,仿真结果需输出开路电压Uoc、等效阻抗Zi以及电感两端电压U0的幅值和相位信息,并绘制Uoc,U0的值随时间变化的波形曲线。
其中各元件与原图的对应关系如下图所示:
⒉编辑M文件的源程序如下:
clear%清空自定义变量
z1=4-6j;z2=6j;z3=10-6j;z4=5;us=15*exp(j*0);zl=4j;%输入各元件参数
zi=z1+(z2*(z3+z4)/(z2+z3+z4));%等效阻抗zi的计算表达式
uoc=us*z2/(z2+z3+z4);%开路电压uoc的计算表达式
u0=zl/(zi+zl)*uoc;%电感两端电压uo的计算表达式
disp('Themagnitudeofziis');%在屏幕上显示“Themagnitudeofziis”
disp(abs(zi))%显示等效阻抗zi的模
disp('Thephaseofziis');%在屏幕上显示“Thephaseofziis”
disp(angle(zi)*180/pi)%显示等效阻抗zi的辐角
disp('Themagnitudeofuocis');%在屏幕上显示“Themagnitudeofuocis”
disp(abs(uoc))%显示开路电压uoc的模
disp('Thephaseofuocis');%在屏幕上显示“Themagnitudeofuocis”
disp(angle(uoc)*180/pi)%显示开路电压uoc的辐角
disp('Themagnitudeofu0is');%在屏幕上显示“Themagnitudeofu0is”
disp(abs(u0))%显示电感两端电压u0的模
disp('Thephaseofu0is');%在屏幕上显示“Themagnitudeofu0is”
disp(angle(u0)*180/pi)%显示电感两端电压u0的辐角
t=0:
pi/100:
2*pi;%生成时间变量t
Yu0=abs(u0)*cos(2*t+angle(u0));%生成变量Yu0
Yuoc=abs(uoc)*cos(2*t+angle(uoc));%生成变量Yuoc
plot(t,Yu0,t,Yuoc)%绘制u0,uoc随时间t变化的波形曲线
以下是源程序的截图:
⒊程序运行结果如下:
Themagnitudeofziis
6.4000(zi的幅值)
Thephaseofziis
0(zi的辐角)
Themagnitudeofuocis
6(Uoc的幅值)
Thephaseofuocis
90(Uoc的辐角)
Themagnitudeofu0is(U0的幅值)
3.1800
Thephaseofu0is
147.9946(U0的辐角)
以下是输出结果的截图:
以下是U0、Uoc随时间t变化的波形:
注:
以上Uoc与U0的幅值都是最大值
⒋根据仿真结果,将各待求量用相量表示如下:
此结果与手动运算结果完全一致,仿真结束
(三)心得体会:
⒈本次仿真原计划用Orcad/Pspice进行。
仿真过程中发现虽然它能准确输出电感L两端波形随时间变化的图像,但却难以求出波形的具体函数表达式。
尝试了多种方法无果后,我决定使用Matlab进行仿真。
因为Matlab有强大的计算功能,可直接输出每个量的幅值和初相角。
⒉仿真过程中发现EDA教材上的知识并不够用,而网络上的信息又比较杂乱,于是去图书馆查阅了相关书籍并顺利解决了问题。
可见通过正确渠道主动查找资料是十分重要的,这对后续课程的学习有很重要的意义。
⒊仿真结束后,我对电路课程的相关理论知识有了更深的理解,也对软件的使用有了更好地掌握。
可见理论与实践是相互促进的,这个道理对其他任何学科的学习都是通用的。
因此对任何一门学科理论学习与实践操作都要重视。
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