基于MATLAB的RLC阻尼振荡电路的仿真与分析

本科毕业论文

题目：基于MATLAB的RLC阻尼振荡电路

仿真分析

*名：***

学号：**********

专业：电子信息工程

院系：电子通信工程学院

指导老师：***

职称学历：讲师／硕士

完成时间：2014年5月

教务处

安徽新华学院本科毕业论文（设计）独创承诺书

本人按照毕业论文（设计）进度计划积极开展实验（调查）研究活动，实事求是地做好实验（调查）记录，所呈交的毕业论文（设计）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中特别加以标注引用参考文献资料外，论文（设计）中所有数据均为自己研究成果，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的工作已在论文中作了明确说明并表示谢意。

毕业论文（设计）作者签名：

日期：

基于MATLAB的RLC阻尼振荡电路的仿真与分析

摘要

在电子科技技术日新月异的今天，人们对于电路的研究也更深入更广泛，电路分析中常常会碰到一些阻尼振荡的电路，由于这类电路许多重要的工业工程领域有着非常广泛的应用，所以对这一类电路的特性加以讨论研究具有重要意义，有助于我们对阻尼振荡电路的认识、熟悉、掌握和运用，论文首先介绍了使用MATLAB软件对RLC阻尼振荡电路进行仿真的优点以及对MATLAB的发展历程做了简述，然后先对RLC电路进行了简短的介绍，再对RLC二阶电路过渡过程进行分析并建立数学模型，利用频域中经典的拉普拉斯变换法和时域中传统的微分方程法对该电路进行分析; 最后借助于MATLAB 软件来对两类RLC 电路的过渡过程进行仿真分析，对产生的错误给出了解释，对产生的问题给出了一种解决的方法。

关键词：MATLAB软件；RLC阻尼振荡电路；仿真分析；阻尼振荡

The simulation and analysis of RLC damped oscillation circuit

based on the MATLAB

Abstract

Nowadays, electronic science and technology changes with each passing today, people take the circuit study deeply and extensively and the circuit analysis often run into damped oscillation circuit.with this kind of circuit has been widely applied in industrial engineering,it is very significant to do further study of this circuit ,through this research we can recognise the damped oscillation circuit completely and carry out into practice. the paper firstly make a brief about the advantages of use of MATLAB software in RLC damped oscillation circuit simulation and the development of MATLAB,then shortly introduce the RLC circuit and analyze the RLC second-order circuit transient process to establish the mathematical model,after that reuse the classic frequency domain Laplace transform method and the traditional differential equation in time domain method to analyze the circuit; Finally analyze transition process of RLC circuit about this two kinds of simulation base on MATLAB software ,making an explanation of the error and also giving the method and steps to solve the problem to supplement the simulation analysis.

Key Words：MATLAB Software;RLC Damped 0scillation Circuit ;Simulation Analysis ;Damped Oscillation

目录

1 绪论 (1)

1.1 MATLAB简介及发展历程 (1)

1.2使用Matlab对RLC阻尼振荡电路仿真分析的优点 (4)

2 RLC阻尼振荡电路分析 (6)

2.1 RLC电路介绍 (6)

2.2 RLC二阶电路过渡过程的分析方法 (11)

2.3 RLC电路数学模型建立及求解 (11)

3 基于MATLAB的RLC阻尼振荡电路仿真分析 (15)

3.1 时域求解及仿真 (15)

3.2 复频域分析及仿真 (17)

3.3仿真小结 (20)

4 结论 (22)

致谢 (23)

参考文献 (24)

1 绪论

在电路分析中，仿真技术和系统建模技术已经渐渐成为现代理工科各专业领域进行系统可行性研究、科学探索分析、和工业创新设计不可缺少的重要环节和组成部分。传统的仿真技术主要基于汇编语言、C语言、java等计算机专业的编程工具，编程的工作量非常大，仿真程序的可用性、可读性、可靠性都很难满足大型复杂系统仿真分析的使用需要。研究工作者们迫切需要一种简单易用的仿真工具，以减少或摆脱繁杂的编程工作，将大部分时间和精力都集中到提出验证创新思想、解决科学问题、和优化算法上来。为满足这一仿真要求产生了MATLAB 这一优秀仿真软件，并已逐渐成为全世界科研工作者共同的学术交流工具以及系统仿真界事实上的标准。我国尤其是在硬件设施有限、科研经费不足等各种限制的情况下，MATLAB仿真分析的普遍应用必将从很大程度上提升我国科教事业的发展和研究水平。MATLAB在RLC阻尼振荡电路仿真分析中使工作简单化，对分析提供了很大的帮助。

1.1 MATLAB简介及发展历程

MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境[4]。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。

MATLAB和Mathematic、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等如图1.1所示，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域[1]。