基于MATLAB的電路模型仿真應(yīng)用

1、基于MATLAB的電路模型仿真應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握采用M文件及SIMULINK對電路進(jìn)行仿真的方法。 2、熟悉POWERSYSTEM BLOCKSET 模塊集的調(diào)用、設(shè)置方法。 3進(jìn)一步熟悉M腳本文件編寫的方法和技巧。二、實(shí)驗(yàn)原理1、通過M文件實(shí)現(xiàn)電路仿真的一般仿真步驟為：(1) 分析仿真對象電路；(2) 確定仿真思路電路分析的方法；(3) 建立仿真模型方程；(4) 根據(jù)模型編寫出仿真程序；(5) 運(yùn)行后得到仿真結(jié)果。 2、采用SIMULINK仿真模型進(jìn)行電路仿真可以根據(jù)電路圖利用SIMULINK中已有的電子元件模型直接搭建仿真模塊，仿真運(yùn)行得到結(jié)果。 通過SIMULINK仿真模

2、型實(shí)現(xiàn)仿真為仿真者帶來不少便利，它免除了仿真者在使用M文件實(shí)現(xiàn)電路仿真時(shí)需要進(jìn)行理論分析的繁重負(fù)擔(dān)，能更快更直接地得到所需的最后仿真結(jié)果。但當(dāng)需要對仿真模型進(jìn)行一定理論分析時(shí)，MATLAB的M 語言編程就有了更大用武之地。它可以更令靈活地反映仿真者研究電路的思路，可更加靈活地將自身想法在仿真環(huán)境中加以驗(yàn)證，促進(jìn)理論分析的發(fā)展。因此，可根據(jù)自己的實(shí)際需要，進(jìn)行相應(yīng)的選擇：采用SINMULIN模塊搭建電路模型實(shí)現(xiàn)仿真非常直觀高效，對迫切需要得到仿真結(jié)果的用戶非常適用；當(dāng)用戶需要深刻理解及深入研究理論的用戶來說，則選擇編寫M文件的方式進(jìn)行仿真。注意：本節(jié)實(shí)驗(yàn)的電路SINMULINK仿真原理，本節(jié)實(shí)驗(yàn)

3、主要是應(yīng)用提供的電路仿真元件搭建仿真模型，類似于傳統(tǒng)仿真軟件PSPICE的電路仿真方法。 采用SIMULINK進(jìn)行電路仿真時(shí)元器件模型主要位于仿真模型窗口中SimPowerSystems節(jié)點(diǎn)下。其中本次實(shí)驗(yàn)可能用到的模塊如下： l “DC Voltage Source” 模塊：位于SimPowerSystems 節(jié)點(diǎn)下的“Electrical Sources” 模塊庫中，代表一個(gè)理想的直流電壓源；l “Series RLC Branch” 模塊：位于SimPowerSystems 節(jié)點(diǎn)下的“Elements”模塊庫內(nèi)，代表一條串聯(lián)RLC 支路。通過對其參數(shù)的設(shè)置，可以將其變?yōu)榇韱为?dú)的或電阻、

4、或電容、或電感的支路。如設(shè)定：電阻值Resistance=5， 電感值Inductance0，電容值Capacitance=inf，則表示一個(gè)電阻值為5 歐姆的純電阻元件。l “Parallel RLC Branch”模塊：位于SimPowerSystems 節(jié)點(diǎn)下的“Elements”模塊庫內(nèi)，代表一條并聯(lián)RLC 支路。通過對其參數(shù)的設(shè)置，可以將其變?yōu)榛螂娮?、或電容、或電感并?lián)的支路。l “Current Measurement” 模塊：位于SimPowerSystems 節(jié)點(diǎn)下下的“Measurements” 模塊庫內(nèi)，用于測量所在支路的電流值。l “Voltage Measurement

5、” 模塊：位于SimPowerSystems 節(jié)點(diǎn)下下的“Measurements” 模塊庫內(nèi)，用于測量電壓值。l “Display” 模塊：位于Simulink 節(jié)點(diǎn)下的“Sinks”模塊庫內(nèi)，用于輸出所測信號(hào)的三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1如圖所示電路，R=5、Ra=25、Rb=100、Rc=125、Rd=40、Re=37.5, 采用編寫M文件的方法求圖中流過電阻R的電流。圖1解：根據(jù)基爾霍夫定律可得該數(shù)學(xué)模型是一個(gè)線性代數(shù)方程組，在MATLAB中可用數(shù)值和符號(hào)兩種方法求解。請寫出程序。圖2解：分析電路建立數(shù)學(xué)模型。消去中間變量i并標(biāo)準(zhǔn)化得：該數(shù)學(xué)模型是一個(gè)微分方程，在MATLAB中可用數(shù)值和符號(hào)兩種方法求解。請寫出程序。2采用SINMULINK搭建題一中圖1、2的仿真模型，進(jìn)行仿真，求流過電阻R的電流。 3、學(xué)生練習(xí)對已經(jīng)學(xué)過的典型電路采用兩種方法進(jìn)行仿