利用MATLAB数学建模编程详细教程MATLAB在电气工程中的应用重点
MATLAB及其在电气工程中的应用第四章
辑和修饰可用GUI工具或调用函数命令来实现。
>> clf
第4章 数据可视化
1
概
4
特殊图形的绘制
5 图形的保存和输出
MATLAB具有强大的数据可视化功能，不仅能方便地绘制各种二维曲线 图、三维曲线图、三维曲面图、三维网线图和特殊图形，还有很强的图 形编辑功能。本章重点介绍MATLAB的常用图形绘制和图形编辑。
4.1 概 述
• plot(Y) 采用默认曲线样式绘制二维曲线，当Y是实数向量时，根据 Y元素值与对应的下标(即位置编号)绘制一条曲线；当Y是实数矩阵时，根 据Y各列的元素值与对应下标绘制多条曲线，曲线条数等于矩阵的列数； 当Y是复数向量或复数矩阵时，该格式调用与plot(real(Y),imag(Y))等价。 • plot(X,Y,S)或plot(Y,S) 其中，S是字符串，用于指定线型、颜色、 数据点形，具体在4.2.2节介绍；其它与前面调用格式意义相同。 • plot(X1,Y1,S1,X2,Y2,S2,…) 同时绘制由三元组(Xi,Yi,Si)指定的 曲线，其作用与plot(Xi,Yi,Si)相同。 在上面调用格式中，二元组(X,Y)或三元组(X,Y,S)后可增加曲线的属性名 和属性值，以指定曲线的其他特征，其格式可以写成： plot(…,’PropertyName’,’PropertyValue’,…)。常用的属性有： LineWidth 指定线条的粗细。 MarkerEdgeColor 指定标记的颜色或图形封闭的标记的边缘色。 MarkerFaceColor 指定图形封闭的标记表面的颜色。 MarkerSize 数据点形标记的大小。
数学建模案例分析MATLAB在电气工程中的应用
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课程任务
通 过 本 课 程 学 习 ， 使 学 生 掌 握 利 用 M AT L A B 进 行 数 值 计 算 的 基 本 方 法 ， 熟 悉 M AT L A B 编 程 环 境 、 语言语法、程序结构、编程及调试技术，掌握 M AT L A B 中 M 文 件 、 M 函 数 编 写 方 法 及 调 试 技 术 、 M AT L A B 的 绘 图 和 图 形 控 制 函 数 等 内 容 ， 上 机 练 习 M AT L A B 数 值 解 算 方 法 ， 具 备 上 机 操 作 的 技 能 ， 学 习 M AT L A B 在 电 气 工 程 学 科 中 的 建 模 与 分 析 方 法 ， 为后续专业课程学习奠定基础。
• helpdesk 指令 在命令窗口中键入helpdesk（或doc，或点击工具条中的？按钮），进入帮助窗口，显 示HTML格式的帮助内容。
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• help 命令
help：列出所有的帮助主题，每个帮助主题对应于 MATLAB搜索路径中的一个目录；
help 库名：得到库中全部函数名；
more(n)：指定每页输出的行数
回车键显示下一行，空格键显示下一页，q结束当
前显示。
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页面显示的疏密控制 format loose (默认) :稀疏显示格式； format compact: 密集显示格式；
清命令窗口 clc
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识别、控制系统、非线性系统、模糊控制、优化技术、通讯系统、财政金融等领域有着广泛 应用。
Matlab在电气工程中的应用方法
Matlab在电气工程中的应用方法1. 引言电气工程是一门综合学科，涉及电力系统、电力电子、控制系统等方面。
在电气工程的研究和实践中，计算和模拟是非常重要的工作环节。
Matlab作为一种强大的计算软件，被广泛应用于电气工程领域。
本文将探讨Matlab在电气工程中的应用方法。
2. 信号处理在电气工程中，信号处理是一个重要的研究方向。
Matlab提供了丰富的信号处理工具箱，可以进行各种信号的滤波、变换和分析。
2.1 数字滤波Matlab中的数字滤波工具箱提供了多种数字滤波器设计方法和函数。
工程师可以根据信号的频率特性和需求选择合适的滤波器类型，并使用Matlab的滤波函数进行数字滤波。
2.2 信号变换Matlab中的信号变换函数可以进行傅里叶变换、离散傅里叶变换、小波变换等。
这些变换可以将信号从时域转换到频域，帮助工程师对信号进行分析和处理。
3. 电力系统仿真电力系统仿真是电气工程中一项重要的任务，用于评估电力系统的性能和稳定性。
Matlab提供了丰富的电力系统仿真工具箱，可以模拟和分析电力系统的各种运行情况。
3.1 电力系统建模在Matlab中，工程师可以使用电力系统仿真工具箱对电力系统进行建模。
可以建立各种电力设备的模型，如发电机、变压器、线路等，并通过连接这些模型构建整个电力系统。
3.2 电力系统稳定性分析Matlab中的电力系统仿真工具箱还提供了各种稳定性分析方法和函数。
工程师可以对电力系统进行暂态稳定性分析、动态稳定性分析等，评估电力系统的稳定性。
4. 控制系统设计控制系统是电气工程中的另一个重要领域。
Matlab提供了强大的控制系统设计工具箱，可以用于控制系统的建模、设计和分析。
4.1 控制系统建模使用Matlab中的控制系统工具箱，工程师可以建立各种控制系统的数学模型。
可以根据系统的特性和需求选择合适的控制器类型，并进行参数调整和优化。
4.2 控制系统仿真Matlab中的控制系统工具箱还提供了控制系统仿真功能，可以验证和分析设计好的控制系统在不同条件下的性能。
matlab结课论文—matlab在电气工程中的应用
matlab结课论⽂—matlab在电⽓⼯程中的应⽤Matlab结课论⽂MATLAB在电路原理中的应⽤2014/11/29⼀、matlab 在节点电压法中的应⽤节点分析法是电路理论中最常⽤的⽅法，相⽐于⽀路分析法和回路电流法它的计算量和需要考虑的因素都相对较少，所以在电路理论中被⼴泛使⽤。
但是随着节点数量的增多，实现⼈⼯计算的可能性就变得相当的低，因为每⼀个独⽴节点需要列出⼀个节点电压⽅程，多个线性⽅程的求解并不容易。
利⽤MATLAB 就可以很好地解决这个问题。
⽅法是：做出电路模型写出节点导纳矩阵列写节点电流矩阵写出节点分析法的矩阵形式利⽤MATLAB 进⾏求解例：列写混合⽅程，编写Matlab 程序求解节点1、2、3、4的电压；解：（1）混合⽅程矩阵形式（要求写出考虑不同⽀路情况时的步骤）-+--++---++--+010000010100032222222211111µµG G G G G jwc gjwc g jwc jwc jwL jwc jwc jwc jwc G=??00014321S S k I G U I U U U U （2）matlab 程序：G1=0.2,G2=0.1,G3=0.5,C1=10e-6,C2=22e-6,L=1e-4,miu=0.5,g=1.5; Is=10*exp(20/180*pi*j); Us=100*exp(50/180*pi*j);w=10000;Y=[G1+j*w*C1,-j*w*C1,0,0,0;-j*w*C1,j*w*C1+1/(j*w*L)+j*w*C2,-j*w*C2,0,1; -g,- j*w*C2+g,j*w*C2+G2,-G2,0;0,0,-G2,G2+G3,0;0,1,miu,-miu,0];I=[Us*G1;0;0;Is;0];U=inv(Y)*IUabs=abs(U)Uang=angle(U)*180/pi（3）结果（写出时域表达式）G1 =0.2000G2 =0.1000G3 =0.5000C1 =1.0000e-005C2 =2.2000e-005L =1.0000e-004miu =0.5000U =1.0e+002 *0.5536 + 0.5926i 0.2068 + 0.7710i -0.3083 - 1.7819i 0.1052 - 0.2400i -0.1915 + 0.1281i Uabs =79.8204180.837126.203823.0413Uang =46.948874.9868-99.8162-66.3225146.2121时域U1=81.0982sin（10000t+46.9488）；U2=79.8204sin（10000t+74.9868）；U3=180.8371sin（10000t-99.8162）；U4=26.2038sin(10000t-66.3225);Ik=23.0413sin(10000t+146.2121)(4) 绘制出各节点电压及Ik的波形图⼆、Matlab在⼆端⼝⽹络中的应⽤：⼆端⼝⽹络在电⽓中应⽤⼴泛，研究⼆端⼝⽹络也极具意义，因为⼆端⼝⽹络应⽤较普遍；⼆端⼝的分析⽅法易推⼴应⽤于n 端⼝⽹络络可以分割成许多⼦⽹络（⼆端⼝）进⾏分析；仅研究端⼝特性时，可以⽤等效⼆端⼝电路模型进⾏分析。
MATLAB及其在电气工程中的应用第八章
4. 受控电压源(Controlled Voltage Source)模块
受控电压源模块是将输入的Simulink信号转换为一个等值的电压源， 该电源电压由模块输入的Simulink信号控制。
第8章 MATLAB在电力系统分析与 设计中的应用
1
电力系统仿真模型
2 电力系统稳态与暂态仿真
3
小结
8.1 电力系统仿真模型
正如在第6章所讲，在Simulink环境下进行动态系统仿真，首先需要 在模型窗中利用Simulink模块库中所需的模块构建系统仿真模型，再设 置仿真参数，然后启动仿真，待仿真结束后，对仿真结果进行分析。电 力系统仿真也是如此，首先需要将组成系统各元件的仿真模块复制到模 型窗中，并进行布局、设置和连接。电力系统仿真模型中的模块除了部 分可从Simulink模块库中获得，大部分是从电力系统仿真库中获得，即 SimPowerSystems库。
在MATLAB桌Байду номын сангаас上，点击工具栏图标为的按钮，或者在命令窗中输入 并执行“simulink”命令，打开Simulink库浏览器Simulink Library Browser。在左侧的库列表中，选择SimPowerSystems，如图8-1所示。由 图可见，在电力系统仿真模块库中，包含有7个子库和1个电力图形用户 接口模块powergui。
在模型窗中，双击直流电压源模块，可打开其参数设置对话框。在 参数设置对话框的Amplitude(V)栏中，用户可以设置理想电压源的电压 大小，单位为伏（V）。在Measurements栏中，可以选择是否测量理想电 压源的电压，若选择Voltage，则测量电源电压；若选择None，则不测量。 在模型中放置万用表模块可以显示出模型中的所有被选的量测量，在万 用表的Available Measurements列表框中量测量用标识符来标识，标识 符后是模块名。将要显示的量测量选中，并输入到万用表的Selected Measurements列表框中。
MATLAB-7(MATLAB及其在电气工程下的应用)
function TU=source1(T0,N0,K) u3(1:(N-(2*N0+2)+1))=0; t=linspace(0,K*T0,K*N0+1); U=[u1,u2,u3]; N=length(t); TU=[t‟,u‟] U1=t(1:(N0+1)).^2; U2=(t((N0+2):(2*N0+1))-2*T0).^2;
(1) 仿真时间
Start time 和 Stop time
仿真参数设置
Solver选项页 (2) 仿真解法设置
Simulink模型本质上是一个计算机程序， 它定义了描写被仿真系统的一组微分或差分方 程。仿真时要选择一种数值解算方法。
变步长解法 定步长解法
ode45 ode23 ode113 ode15s
(2) 注释位置的移动
仿真参数设置
菜单Simulation/simulation parameters命 令,完成对各项仿真参数的设置。包括Solver、 workspace I/O、Diagnostics、Advanced、 Real-Time Workshop选项
Solver选项页
设置仿真时间、解算方法、输出选择等。
练 习
在Simulink下求解初始状态为0的二阶微分方程:
x" 0.2x' 0.4x 0.2u(t )
u(t) 是单位阶跃函数.
常用的Source库信源
例: 调用MATLAB工作空间中的信号矩阵作为模 型输入.输入为 (2)构造简单的接收信号用的实验模型: “From Workspace”, ”Scope”并连接 (3)模块的参数设置: “From Workspace”中的data中填写TU (4)在命令窗口运行: TU=source1(1,100,4); (5) 在模型窗口进行仿真.
matlab在电气工程中得应用第1、2章MATLAB概述
参与Matlab相关的论坛和社区，如 CSDN论坛、知乎等，与其他使用者 交流心得，遇到问题可以寻求帮助， 同时也可以学习到最新的应用技巧。
Matlab的未来发展与展望
云端化与在线化
人工智能与机器学习集成
开源与社区发展
与其他软件的集成
随着云计算技术的发展，未来 Matlab可能会推出云端版本， 用户无需安装本地软件即可在 线进行Matlab编程和计算。
数据分析
Matlab在数据分析领域用于数据挖 掘、机器学习、统计分析等方面。
图像处理
Matlab在图像处理领域用于图像滤 波、特征提取、图像识别等方面。
科学计算
Matlab在科学计算领域用于数值求 解各种数学问题，如线性代数、微积 分等。
02
Matlab基础知识
Matlab的数据类型
字符型
用于存储文本和字 符串数据。
图形可视化
Matlab具有强大的图形可视化 功能，可以绘制各种二维、三 维图形。
编程语言
Matlab是一种高级编程语言， 具有简洁明了的语法和丰富的 函数库。
交互式环境
Matlab提供了交互式编程环境 ，方便用户进行数据分析和算
法开发。
Matlab的应用领域
电气工程
Matlab在电气工程领域广泛应用于 控制系统设计、信号处理、电力电子 等方向。
逻辑型
用于表示布尔值 （真/假）。
MATLAB在电路中的应用
12
[例2] 对如图2所示的电路，已知R1=R2=R3=4Ω, R4=2Ω,
控制常数 K1=0.5, k2=4, is=2A, 求 i1和i2。
图2 例2的电路
13
解：
ua
A) 建模
对图示电路，用节点电压法列写方程得：
1 R2
1 R1
ua
1 R2
% 输入解 (1) 的已知条件
A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33]; % 列出系数矩阵A
B=[b1;0;0]; I=A\B*us;
% I=[ia;ib;ic]
ia=I(1); ib=I(2); ic=I(3);
i3=ia - ib, u4=R4*ib, u7=R7*ic
A=[a11,a12,a13,a14; a21,a22,a23,a24; a31,a32,a33,a34; a41,a42,a43,a44];
B=[1; 0; 0; 0];
% 设置系数B
X=A\B*is;
i1=X(3), i2=X(4)
% 显示要求的分量
16
C) 程序运行结果(电路的解)
i1 = 1 ，i2 = 1
,
i3
k1us
k1 k2
u4 ,
u7
k3us
k3 k2
u4
9
B) Matlab程序( Ex01.m )
2 4 12
12
0
12 12 4 12
12
0 ia 1
12
ib
0us
12 4 2ic 0
clear, close all, format compact
Matlab技术在电力系统仿真中的应用指南
Matlab技术在电力系统仿真中的应用指南I. 引言电力系统仿真是电力领域中重要的研究工具之一。
它能够帮助电力工程师、研究人员和决策者分析电力系统的运行情况，评估系统的稳定性和可靠性，并进行优化和规划。
在电力系统仿真中，Matlab技术被广泛应用，本文将探讨Matlab在电力系统仿真中的具体应用指南。
II. 电力系统建模与仿真在电力系统的仿真过程中，建模是关键。
Matlab提供了一系列强大的工具和函数，用于电力系统的建模和仿真。
电力系统通常可以分为三个主要的子系统：发电系统、输电系统和配电系统。
每个子系统都有其特定的建模需求。
1. 发电系统建模发电系统的建模包括发电机、励磁系统和稳定器的建模。
Matlab提供了多种建模方法，如传递函数模型、状态空间模型和非线性模型。
用户可以根据实际情况选择合适的建模方法，并使用Matlab的仿真工具进行系统稳定性和响应性能的评估。
2. 输电系统建模输电系统建模是电力系统仿真中的一个关键环节。
Matlab提供了强大的电力网络建模工具，可以用来建立输电线路、变压器和各种网络拓扑结构。
用户可以通过Matlab的图形用户界面或脚本语言来创建并配置电力网络模型，然后进行仿真分析。
3. 配电系统建模配电系统建模是电力系统仿真的最后一个环节。
Matlab提供了用于建立配电系统的工具和函数。
用户可以使用Matlab的电力系统模块来创建配电网络模型，并进行负载流、短路分析、电能质量评估等仿真计算。
这些模型和仿真分析结果可以帮助用户评估配电系统的可靠性和效益。
III. 电力系统模拟与分析在电力系统仿真中，模拟和分析是非常重要的步骤。
Matlab提供了各种仿真和分析工具，用户可以利用这些工具来模拟电力系统的运行情况，并评估系统的性能。
1. 稳定性分析电力系统的稳定性是电力系统仿真中的一个关键指标。
Matlab提供了用于稳定性分析的工具，可以帮助用户评估电力系统的电压稳定性和频率稳定性。
matlab在电气中应用
>> a=2
a =2
•一个命令行也可以输入若干条命令，各命令之 间以逗号或分号分隔。
>> a=2, b=3; a =2
>>
>> a=2; b=3； >>
2.3 MATLAB的数据类型
1. 常量
在MATLAB中有一些特定的变量，已被预定义某 个特定的值，因此这些变量被称为常量。
ans beep
pi eps inf NaN、nan
b=
>> b
2
b=
2
•永久变量可以修改，通过clear可以恢复 原值。
例： >> pi=2
pi = 2
>> clear >> pi ans=
3.1416
3. 复数
MATLAB的每一个元素都可以是复数，实数是复 数的特例。 MATLAB语言对复数的处理十分简单，在 处理复数问题时，不需进行其他任何附加操作。 定义复数格式如下：
方式 0.00133333333333
0.0013333333333333333 7、hex：十六进制表示
3ff555555555555
8、+
显示大矩阵用 正、负、零分别用+、-、空格表示
+
0.0013333333333333333
9、bank: 0.00
10、rat: 1/750
输出格式的控制
plot(x,y1,x, y2,x, y3)
1
0 .8
0 .6
0 .4
0 .2
0
-0 .2
-0 .4
-0 .6
-0 .8
-1
MATLAB在电类专业课程中应用---教程及实训第一章
1.2.2 MATLAB的数值运算
1. 算术运算 （1）加、减运算 A+B 和A-B （2）乘法运算 矩阵运算是A*B，矩阵A的列数必须等于矩阵B的行数，除非其中有一个是标量。 数组运算是A.*B，数组A和数组B对应元素相乘，A和B的尺寸应该相同 （3）除法运算 MATLAB的除法分为左除和右除。 矩阵除法 左除A\B ，右除A/B。X=A\B是方程A*X=B的解，A\B=A-1*B。
2. 逻辑运算
MATLAB的逻辑运算有三种类型：元素的逻辑运算、位逻辑运算和先决逻辑运算。 （1）元素的逻辑运算 元素的逻辑运算是将数组中的元素一一进行逻辑运算，常用的逻辑运算符：&（与）、 |（或）、~（非）和xor（异或）。
（2）先决逻辑运算
先决逻辑运算只能用于标量的运算。先决逻辑运算符有：&&（先决与）和||（先决 或）。 （3）位逻辑运算
在进行符号运算时，首先必须定 义符号对象（Symbolic Object）
S=sym(s,参数) %由数值创建符号对象
syms s1 s2 s3 … 参数 %创建多个符号变量
2．自由符号变量的确定
当符号表达式中含有多个符号变量时，例如，符号表达式“ax2+bx+c”中有符号变量a、 b、c和x，在运算时往往只有一个符号变量是自由符号变量，其余的都当作常量来处理。 在符号表达式中如果有多个符号变量而没有指定自由符号变量，则MATLAB将基于以下 原则来选择一个自由符号变量： 符号表达式中的多个符号变量，按以下顺序来选择自由符号变量：首先选择x，如果没 有x，则选择在字母表顺序中最接近x的字符变量，如果字母与x的距离相同，则在x后面 的优先； 字母pi、i和j不能作为自由符号变量； 大写字母比所有的小写字母都靠后。
MATLAB及其在电气工程中的应用第七章
在MATLAB命令窗中，执行 >> num=[12 24 12 20];den=[2 4 6 2 2]; % 建立分子多项式、 分母多项式 >> G=tf(num,den); % 建立系统的传递函数模型 >> [nn,dd]=tfdata(G,’v’) % 从模型对象中提取分子分母多项 式系数 运行结果为： nn =
从Simulink模块库的Continuous子库中，将State-Space模块(状态 空间模块)复制到模型窗中，双击该模块，打开其参数设置对话框，在 参数A、B、C、D框中输入状态方程对应的常数矩阵，按Ok或Apply按钮 即建立起对应系统的状态方程模型。
【例7-2】已知某系统的状态方程和输出方程如下：
第7章 MATLAB在控制系统分析与设计 中的应用
1 线性控制系统的数学模型
2
线性控制系统分析
3
控制系统的校正与设计
4
Hale Waihona Puke 小结自动控制系统是指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系 统，它一般由控制装置和被控对象组成。自动控制系统按照组成系统 的元件特性，分为线性系统与非线性系统；按照系统内信号的传递形 式，分为连续系统和离散系统；按照输入输出量的数目，分为单输入 单输出系统(SISO)和多输入多输出系统(MIMO)；按照参考输入形式， 分为恒值系统和随动系统。对于自动控制系统的工作主要涉及到系统 建模、系统分析和系统设计(综合)三个过程。本章将应用 MATLAB/Simulink进行线性控制系统的建模、分析和设计，主要介绍 MATLAB在线性控制系统建模、分析和设计中应用的基本方法和技术。
MATLAB及其在电气工程中的应用第六章
图6-4 “双窗口”形式的模型窗
6.2 仿真模型的创建
模型是系统的一种抽象描述，是通过反复对系统进行分析研究而得到 的系统的内在联系及其与外界的关系的一种描述。在进行系统仿真时用 到的模型主要是实体模型和数学模型。实体模型是指根据相似性建立起 来的系统的物理模型；数学模型是指用数学结构表达式描述系统的本质 特征、内在联系和运动规律的一种模型形式。由于数学模型具有形成简 单、应用方便、经济，便于使用计算机技术等优点，所以在系统仿真中 一般都采用数学模型。
浏览器窗口和模型窗口。
图6-1 模块库浏览器
图6-2 模型窗口
6.1.1 Simulink模块库浏览器(Simulink Library Browser)
matlab及其在电气工程中的应用
matlab及其在电气工程中的应用一、Matlab简介Matlab是一种高级技术计算语言和交互式环境，常用于科学计算、数据分析、控制设计等领域。
它具有强大的数值计算和可视化功能，可以进行数据处理、图像处理、信号处理等多种操作。
二、Matlab在电气工程中的应用1. 电路分析Matlab可以用于电路分析，通过建立电路模型，求解电路参数，实现对电路的分析和设计。
例如，可以使用Matlab对交流电路进行频率响应分析，得到幅频特性曲线和相频特性曲线。
2. 信号处理信号处理是电气工程中非常重要的一部分，而Matlab则是信号处理领域中最为常用的软件之一。
通过使用Matlab进行信号处理，可以实现滤波、降噪、谱估计等操作。
例如，在音频信号处理方面，可以使用Matlab对音频文件进行降噪和去除杂音等操作。
3. 控制系统设计控制系统设计也是电气工程中非常重要的一个领域。
在控制系统设计中，Matlab可以用于建立控制系统模型，并进行仿真和优化。
例如，在直流电机控制方面，可以使用Matlab对直流电机进行建模，并通过仿真和优化实现控制系统的设计。
4. 电力系统分析电力系统分析是电气工程中非常重要的一个领域，而Matlab则是进行电力系统分析的重要工具之一。
通过使用Matlab进行电力系统分析，可以实现对电力系统的状态估计、潮流计算、稳定性分析等操作。
例如，在配电网规划方面，可以使用Matlab进行负荷预测和网络规划。
5. 机器学习机器学习是近年来非常热门的一个领域，而Matlab则是机器学习领域中最为常用的软件之一。
在电气工程中，机器学习可以用于故障诊断、预测维护等方面。
例如，在变压器故障诊断方面，可以使用Matlab进行数据挖掘和建模，实现对变压器故障的智能诊断。
三、Matlab在电气工程中的案例应用1. 交流电路频率响应分析在交流电路频率响应分析方面，可以使用Matlab建立交流电路模型，并通过求解复数阻抗和复数功率得到幅频特性曲线和相频特性曲线。
Matlab技术在电路设计中的应用方法
Matlab技术在电路设计中的应用方法引言：电路设计是电子工程领域的关键环节，它涉及到电路的功能实现、性能优化和系统稳定性等方面。
而Matlab作为一款强大的数学建模软件，具备丰富的工具箱和强大的计算能力，被广泛应用于电路设计中。
本文将介绍Matlab在电路设计中的应用方法及其优势，并结合实例进行说明。
一、Matlab在电路特性分析中的应用电路特性分析是电路设计的重要环节，在此阶段，设计者需要对电路的电压、电流、功率等参数进行准确的计算和分析。
而Matlab提供了丰富的求解器和函数，能够高效地完成电路特性分析任务。
其中，最为常用的是Matlab中的电路方程求解器和等效电路模型。
1.1 电路方程求解器Matlab中的电路方程求解器可以通过建立电路的节点电流方程或者回路电压方程来求解电路的各个参数。
通过使用矩阵运算和数值计算等功能，可以高效地求解复杂电路的各种电压和电流。
例如，假设我们需要计算一个由两个电阻和一个电压源串联而成的简单电路的电流和电压。
我们可以使用Matlab中的矩阵运算和线性方程求解函数来计算。
首先，我们可以将电路中的电流和电压以矩阵形式表示，然后通过建立方程组来求解。
1.2 等效电路模型在一些复杂的电路分析中，由于电路元件众多，使用电路方程求解器往往非常繁琐。
此时，我们可以通过建立等效电路模型，将复杂的电路简化为一个等效的电路。
在Matlab中，我们可以使用符号运算工具箱来建立电路的等效模型。
例如，对于一个由多个电阻和电容组成的电路，我们可以通过符号运算工具箱来求取等效电路的电压和电流。
使用Matlab的符号运算工具箱，我们可以建立电路的传输函数，然后通过传输函数来计算电路的响应。
二、Matlab在电路性能优化中的应用除了电路特性分析，电路设计中的另一个任务是性能优化。
在设计过程中，我们通常需要在满足一定约束条件的基础上，使电路的性能指标达到最优。
Matlab的优化工具箱提供了丰富的优化算法和函数，可以帮助设计者实现电路性能的优化。
MATLAB及其在电气工程中的应用第一章
、命令历史(Command History)、工作空间(Workspace)、当前目录 (Current Directory)，除此之外，还有一些常用窗口会根据所开展的 工作和操作自行打开，例如编辑器窗、图形窗口、模型窗等。下面先 了解这些窗口的功能和基本使用。
图1-1 MATLAB桌面
1.2.1 命令窗口
MATLAB及其在电气工 程中的应用
苏小林 赵巧娥 编著
第1章 MATLAB简介与工作环境
1
MATLAB简介
2
MATLAB工作环境
3 MATLAB工作环境置
4
MATLAB的帮助系统
5
小结
1.1 MATLAB简介
MATLAB全称为Matrix Laboratory，即矩阵实验室，是由美国 MathWorks公司开发的大型软件,是一种用于算法开发、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。它以矩阵或数 组为基本数据单位进行数据分析、处理和运算，集科学计算、数据可视 化、程序设计和系统仿真等功能为一体，在高校教学、科研和工程界众 多领域中得到广泛应用，已成为教学、科研和解决工程问题的强有力工 具和实验平台。
果在命令窗中不显示。
3. 命令行的编辑 在命令窗口中，不仅可输入指令、运行指令，还可对输入的指令内 容进行各种编辑，对过去输入的指令进行回调、编辑和重运行。为了使 操作简便快捷，可利用一些常用的功能键来操作。常用的功能键如表11所示。
功能键
功能
功能键
功能
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命令窗口是MATLAB操作的最主要工作界面。在该窗内，可以直接 输入、编辑、运行MATLAB的命令、数据、变量、函数、表达式，并显 示其运行结果。
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MATLAB的主要特点
MATLAB 的基本单位为矩阵。 MATLAB 语言以解释方式工作。 具有非常友好的人机界面。 具有强大的作图和数据可视化功能. 智能化程度高。 具有极强的可扩展性。
2017/3/6 电气工程
第一章 MATLAB 基础
2017/3/6
电气工程
1.1 MATLAB的基本组成
课程任务
通过本课程学习，使学生掌握利用 MATLAB进行 数值计算的基本方法，熟悉 MATLAB 编程环境、语言 语法、程序结构、编程及调试技术，掌握 MATLAB 中 M 文件、 M 函数编写方法及调试技术、 MATLAB 的绘 图和图形控制函数等内容，上机练习 MATLAB 数值解 算方法，具备上机操作的技能，学习 MATLAB 在电气 工程学科中的建模与分析方法，为后续专业课程学习 奠定基础。
电气工程
MATLAB简介
例：绘制二元函数曲面： z 来自y 1 x y2 2
在MATLAB中仅用以下指令： ezsurf('y/(1+x^2+y^2)')
2017/3/6 电气工程
MATLAB简介
MATLAB是专门为科学计算而设计的，具有强大数据 图示功能的工具软件。 语法结构简明、数值计算高效、图形功能完备、易学 易用。 在矩阵代数、数值计算、数字信号处理、震动理论、 神经网络控制、动态仿真、建模、系统识别、控制系 统、非线性系统、模糊控制、优化技术、通讯系统、 财政金融等领域有着广泛应用。
MATLAB的发展历程
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2004 年6月，推出 MATLAB 7.0 版本( Release 14)。 2004 年11月，推出 MATLAB 7.0.1 版本( Release 14SP1)。 2005 年3月，推出 MATLAB 7.0.4 版本( Release 14SP2)。 2005 年9月，推出 MATLAB 7.1 版本( Release 14SP3)。 2006 年3月，推出 MATLAB 7.2 版本( Release 2006a)。 2006 年9月，推出 MATLAB 7.3 版本( Release 2006b)。 2007 年3月，推出 MATLAB 7.4 版本( Release 2007a)。 2007 年9月，推出 MATLAB 7.5 版本( Release 2007b)。 2008 年3月，推出 MATLAB 7.6 版本( Release 2008a)。 2008 年10月，推出 MATLAB 7.7 版本( Release 2008b)。 2009 年3月，推出 MATLAB 7.8 版本( Release 2009a)。 2009 年9月，推出 MATLAB 7.9 版本( Release 2009b)。 2010 年3月，推出 MATLAB 电气工程 7.10 版本( Release 2010a)。
MATLAB在电气工程中的应用
2017/3/6
电气工程
MATLAB简介
例:已知x是(n×m)维数组，计算：y e2 x sin( 5 x)
对一般的计算语言来说，必须采用两层循环才能得到结果: var i,j:integer; //用pascal语言 x,y: array [0..10] of array [0..20] of real; const m=10; n=20; begin for i:=1 to m do for j:=1 to n do y[i][j]:=exp(x[i][j])*sin(x[i][j]); end; MATLAB只用一条指令: y=exp(-2*x).*sin(5*x)。
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教学内容
第一章 MATLAB基础 第二章 MATLAB基本语法 第三章 数组及矩阵运算 第四章 数值计算 第五章 符号运算 第六章 MATLAB计算结果可视化 第七章 MATLAB在系统仿真中的应用 第八章 MATLAB在信号处理中的应用
2017/3/6 电气工程
2017/3/6 电气工程
考试形式
考试方式： 1、平时成绩(出勤率+课堂习题报告) 2、考试
2017/3/6
电气工程
MATLAB的发展历程
MATLAB 是 Matrix Laboratory 的 缩 写 。 20 世 纪 70 年 代 由 Cleve Moler博士用FORTRAN语言开发了最初版本的矩阵分析软件。 80 年代初期，由 Moler、 John Little和Steve Bangert采用 C 语言改 写了 MATLAB 的内核。并于1984 年成立了 Mathworks 软件开发公 司，将 MATLAB 正式推向市场。 1988年推出了MATLAB 3.1（DOS）版本。 1993年，推出了应用于 Windows 操作系统的 MATLAB 4.0 版本。 1996年12月，推出MATLAB 5.0 版本(Release 8)。 1997年5月，推出 MATLAB 5.1 版本(Release 9)。 1998年3月，推出 MATLAB 5.2 版本(Release 10)。 1999年11月，推出 MATLAB 5.3 版本(Release 11) 。 2000年11月，推出 MATLAB 6.0 版本( Release 12)。 2001年6月，推出 MATLAB 6.1 版本( Release 12.1)。 2017/3/6 电气工程 2002年7月，推出 MATLAB 6.5 版本( Release 13)。
2017/3/6 电气工程
MATLAB简介
例：对于求解代数方程问题：
当A是标量时：
Ax b
1
b x A
当A是非奇异矩阵时：
xA b
当A是行数大于列数的满秩阵时， 称超定方程组或矛盾方程组： x ( AT A) 1 AT b 当A的列数大于行数时，有无数解。
2017/3/6
MATLAB只用一条指令: x=A\b。