第14章电路分析

第14章 应用MATLAB

分析线性电路

内容提要

本章主要介绍软件MATLAB的基本内容、Simulink仿真工具以及利用该软件分析线性电路。

14.1MATLAB概述

14.2Simulink仿真

14.3 应用MATLAB分析线性电路

14.1MATLAB概述

MATLAB是矩阵实验室（Matrix　Laboratory）

的缩写，具有强大的矩阵处理功能、绘图功能和卓

越的数值计算能力。

MATLAB的主要特点是：

(1)语言简洁紧凑，使用方便灵活，库函数极其丰富；

(2)运算符丰富；

(3)程序设计的自由度大，程序的可移植性很好；

(4)MATLAB的图形功能强大，数据的可视化简单；

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通过点击MATLAB的图标进入主界面，如图所示

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14.1.1 变量与函数

变量：基本运算符：加（+）、减（-）、乘（*）、除（/）、点乘（.*）、点除（./）、幂次运算（^）、

点乘幂（.^）和左除（\）等。

(1)变量名必须是不含空格的单个词；

(2)变量名区分大小写；

(3)变量名最多不超过19个字符；

(4)变量名必须以字母打头，之后可以是任意字母

、数字或下划线，变量名中不允许使用标点符号。

函数文件：文件名后缀为M的文件，文件的第一行必

须是一特殊字符function开始，格式为：

function 因变量名=函数名(自变量名)

函数文件建立方法：

(1)在Matlab中，点：File->New->M-file

(2)在编辑窗口中输入程序内容

(3)点：File->Save，存盘，M文件名必须与函数名一致。

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14.1.2 数组与矩阵

数组(1) 创建简单的数组

x=[a b c d e f ]

x=first：last

x=first：increment：last

linspace(first，last，n）

x=x=linspace(first

(2) 数组元素的访问

(3)数组的方向：行向量和列向量

(4)数组的运算

数组对标量的加、减、乘、除、乘方；

两个数组加、减、乘、除、幂运算，必须具有相同的维数

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矩阵

(1) 矩阵的建立：逗号或空格用于分隔某一

行的元素，分号用于区分不同的行。

例如输入矩阵p=[1 2 3 4 ；5 6 7 8；9 10

11 12]

(2)矩阵中元素的操作

矩阵A的第r行：A（r，：）

取矩阵A的第i1~i2行、第j1~j2列构成新矩阵:A(i1:i2, j1:j2)

以逆序提取矩阵A的第i1~i2行，构成新矩阵:A(i2:-1：i1，：）删除A的第i1~i2行，构成新矩阵:A(i1:i2，：)=[ ]

将矩阵A和B拼接成新矩阵：[A B]；[A；B]

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矩阵

(3)矩阵的运算

矩阵加法：A+B

矩阵乘法：A*B

方阵的行列式：det（A）

方阵的逆：inv（A）

方阵的特征值与特征向量：[V，D]=eig[A]。

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14.1.3MATLAB作图

(1) 曲线图

点坐标画图的命令为：plot(X,Y,S)

其中，X,Y是向量，分别表示点集的横坐标和纵坐

标，S指定曲线的颜色、线形等。

y：黄色 c：蓝绿色 r：红色 m：洋红 .：点 -：连线 o：圈 :：短虚线

x：x-符号 -.：长短线 +：加号 --：长虚

线

plot(X,Y)——画实线；

plot(X,Y1,S1,X,Y2,S2,……,X,Yn,Sn)——将多条线

画在一起

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【例14.1】在[0,20,2**pi ]用红线画sin(x sin(x))，用绿圈画cos(x cos(x)

) 【解】x=linspace(0,2x=linspace(0,2*

*pi,30);y=y=sin(x sin(x sin(x);

);z=z=cos(x cos(x cos(x);

);plot(x,y,'r',x,z , 'go')

画出的波形如图所示。

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(2)符号函数(显函数、隐函数和参数方程)画图

ezplot(ezplot(‘‘f(x)f(x)’’,[a,b ,[a,b])])

表示在a

图

ezplot(ezplot(‘‘f(x,y)f(x,y)’’,[xmin,xmax,ymin,ymax ,[xmin,xmax,ymin,ymax])])

表示在区间xmin xmin

制

隐函数f(x,y f(x,y)=0)=0的函数图

ezplot(ezplot(‘‘x(t)x(t)’’,’y(t)y(t)’’,[tmin,tmax ,[tmin,tmax])])

表示在区间tmin tmin

x=x=x(t x(t x(t))，y=y=y(t y(t y(t))的函数图