MATLAB电路仿真报告

课程设计

题目电路仿真

学院自动化学院

专业自动化专业

班级自动化0806班

姓名孙功武

指导教师徐腊梅

年月日

摘要

《电路原理》是电类专业必修的一门重要的技术基础课，它具有基础科学和技术科学的二重性，不仅是电类学生学习后续课程的基础，也直接为解决电工电子工程中的一些实际问题服务。大一下学期开始，通过对本课程的学习，我初步掌握了近代电路理论的一些基本知识和概念，能分析计算一些常见的，比较简单的基本电路，初步具有了解决实际问题的能力，并为后续课程的学习准备了必要的电路理论知识。其分析电路的常见方法有：节点电压法，网孔电流法，叠加原理分析法，戴维宁定理和诺顿定理等等。本文主要讨论用网口电流法来分析直流电路中关于电阻电路的计算方法。在这个分析解决问题的过程中需要运用到MATLAB软件。MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）的简称，是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simulink两大部分。本文就是通过对MATLAB编程计算出的结果和Simulink仿真出的结果进行对比，来的出所要的结论和效果。

关键词：电路原理，网孔电流法，MATLAB，SIMULINK，

Abstract

The circuit principle of electricity class specialized is compulsory course is an important technology, it has the basic science and technology is not only the scientific duality, electricity class student learning courses, and subsequent direct solution for electrical and electronic engineering of some actual problems.

A semester began, this course of study, I have mastered some modern circuit theory, the elementary knowledge and the concept of some common to analysis and calculation, the basic circuit is simple, is the ability to solve practical problems, and for subsequent course of study prepared necessary circuit theory knowledge. The analysis of the common method: circuit node voltage, current, mesh superposition principle analysis method, DaiWeiNing theorem and NORTON's theorem, etc. This paper discusses how to use the WangKou current method to analyze the dc resistance circuit in the calculation. In the analysis and problem solving process needs to apply MATLA

B software. MATLAB is Matrix lab (Matrix of Laboratory), is the MathWorks company business mathematics software is used to develop, data visualization algorithm, data analysis and numerical calculation of senior technical calculation language and interactive environment, including MATLAB and Simulink two most. This paper is based on MATLAB calculation results and Simulink results, comparing to the conclusion of the effect.

直流电路中电阻电路的计算

1 题目分析

1.1设计题目

如图1所示的电路，已知：R1＝2Ω，R2＝4Ω，R3＝12Ω，R4＝4Ω，R5＝12Ω，R6＝4Ω，R7＝2Ω。

(1) 如Us＝10V，求i3，u4，u7；

(2) 如己知u4=6V，求Us，i3，u7。

图1

1.2 理论分析

如图1所示，该电路有a,b,c三个网孔，含有一个直流电压源。根据基尔霍负电压定律（KVL），对每个网孔列网孔方程为：

()()()12333345555670

a b s

a b c b c R R R i R i u R i R R R i R i R i R R R i ++-=-+++-=-+++=

对上面三个方程，可将其写成如下所示的矩阵形式：

12333

345

55

5670

1000a b s

c R R R R i R R R R R i u R R R R i ++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤

⎢

⎥⎢⎥⎢⎥-++=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-++⎣

⎦⎣⎦⎣⎦

将数值带入，并简写为s AI Bu =的形式为：

2412

120

11212412

120012

12420a b s c i i u

i ++-⎡⎤⎡⎤⎡⎤

⎢

⎥⎢⎥⎢⎥

-++-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥-++⎣

⎦⎣⎦⎣⎦

(1) 令10V s u =，由3a b i i i =-，44b u R i =，77c u R i = 即可得问题（1）的解为：

30.3704A i =， 42.2222V u =， 70.7407V u =

(2) 在该直流电路中 由电路的线性性质，可令31s i k u =，42s u k u =，73s u k u =。

根据问题（1）的结果并根据图1所示的电路可列出下式：

31s

i k u =

，42s

u k u =

，73s

u k u =

于是，可以通过下列式子求得问题（2）的解

42

s u u k =

，13142

s k i k u u k ==

，3734

2

s k u k u u k ==

即： 31A i =， 27V s u =， 72V u =

上面的过程，为理论上的解题方法。在整个解题的过程中，最主要的就是正确的列出三个网孔方程，然后以这三个方程为中心求解即可。这过程中，我有意将三个方程的系数写成矩阵形式，利用《线性代数》中所学的矩阵的知识来求解，其实是为了方便后面利用MATLAB 软件来进行计算。下面将详细的来了解运用MATLAB 软件来进行编程计算题目中的两个问题的流程。并将运用此软件计算出来的结果和理论分析计算出来的结果进行比较，