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1、学号：横课倍题 目二阶动态电路的电压波形学 院专 业班 级姓 名指导教师李浩2011年 7月 13日课程设计任务书学生姓名： 华先鹏专业班级：自动化0903指导教师： 李浩工作单位：武汉理工大学题 目：MATLAB/SIMULINK在二阶动态电路的分析与应用初始条件：(1) Matlab6.5以上版本软件；(2) 课程设计辅导资料：“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab教程”、“Matlab 宝典”、“Matlab及在电子信息课程中的应用”、MATLAB及其在理工课程中的应 用指南等；(3) 先修课程：电路基础、模拟电路、数字电路、Matlab应用实践及信号处理类课要求完成的主要任
2、务：(包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求)(1) 熟悉Matlab的相关界面以及操作，掌握MATLAB的数值计算、符号运算、基 本绘图等功能，使用文本编辑器编辑m文件，并且运行，熟悉Simulink仿真环境;(2) 对阻抗匹配网络进行原理分析、经过必要的推导建立数学模型，并求解得出正确 的计算结果；(3) 编写程序代码(含注释)；(4) 上机调试运行程序，给出程序运行结果和图表、以及实验结果分析和总结；(5) 采用WORD撰写课程设计说明书，说明书中涉及的表格、电路图、图形等采用 Word、Visol、Autocad、Matlab、Simulink 等软件绘制。说明书不少
3、于 8 页(A4)， 课程设计的心得体会(至少500字)。时间安排：具体时间设计内容7月1日指导老师就课程设计内容、设计要求、进度安排、评分标准等 做具体介绍。学生确定选题，明确设计要求7月3日开始查阅资料，完成系统的分析、建模、求解，上机熟悉MATLAB 相关界面与基本操作。7月4日采用MATLAB语言编程，上机调试，得出实验结果7月6日撰写课程设计说明书7月7日上交课程设计说明书，并进行答辩指导教师签名：年 月 日系主任(或责任教师)签名：年 月 日目录MATLAB简介1二阶动态电路电容电压u的波形.c错误！未定义书签。1.1对电路进行原理分析：21.2建模： 错误！未定义书签。1.3应用
4、MATLAB对上面的题目编程31.4 绘图31.5 MATLAB中使用的函数功能介绍 错误！未定义书签。2对结果的对比与分析错误！未定义书签。3心得与理会错误！未定义书签。参考文献 错误！未定义书签。MATLAB简介MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)之意。除具备卓越 的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化 建模仿真和实时控制等功能。MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学工程中常 用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言 完相同的事情简捷得多当前流行的MATLAB 7.x/Simulink 3
5、.0包括拥有数百个内部函数的主包 和三十几种工具包(Toolbox)工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包 功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算，可视化建模仿真,文字处理及实 时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包，控制工具包，信号处理 工具包，通信工具包等都属于此类开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外，所有MATLAB主包文 件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自 己编写程序构造新的专用工具包在当今30多个数学类科技应用软件中就软件数学处理的原始内核而言 可分为两大类.一类是数值计算型软件如MATLAB,Xmath,Gauss等,这类软 件
6、长于数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软 件,Mathematica,Maple等，这类软件以符号计算见长，能给出解析解和任意精 确解,其缺点是处理大量数据时效率较低MathWorks公司顺应多功能需求之 潮流,在其卓越数值计算和图示能力的基础上又率先在专业水平上开拓了其 符号计算，文字处理,可视化建模和实时控制能力，开发了适合多学科，多部门 要求的新一代科技应用软件MATLAB.经过多年的国际竞争,MATLAB已经 占据了数值软件市场的主导地位1二阶动态电路电容电压u的波形图示二阶动态电路，已知电源申ov：卓mR =02Q,2C =1F,L=1H,1UlL(0 ) =0,i0
7、 =0,t=0时开关S闭合，试绘出电容电压uL -)的波形。11电路进行原理分析因为uc(0-)=0,iL(0-)=0, t二0时开关S闭合，所以这是个二阶电路零状态 响应。对电路图进行分析，有节点电流法可以求得方程1,运用回路电压法可以 得到方程2.联立方程组可以解得uc.1.2建模电路状态方程： 叱 =_丄u -丄i +_V ； 1dt R C c CL r ciidi1 R 2L = U 2 idtL c L L通过上式可以求出uc1.3应用MATLAB对上面的题目编程。clear;clc;运行程序可以求得：x,y = dsolve(Dx+0.25*x+y=2.5,Dy-x+0.2*y=
8、0,y(0)=0,x(0)=0,t);x=(670*1599人(1/2)*sin(1599人(1/2)*t)/40)/(11193*exp(t)人(9/40)(10*cos(1599人(1/2)*t)/40)/(21*exp(t)人(9/40) + 10/21 yy=50/21-(50*1599A(1/2)*sin(1599A(1/2)*t)/40)/(3731*exp(t)A(9/40)(50*cos(1599A(1/2)*t)/40)/(21*exp(t)A(9/40)1.4绘图，通过编程我们可以求得u和i,但u和时间t有什么关系呢？当时间t变化cc和I有怎么变化，为此我们可以这样编程：e
9、zplot(670*1599人(l/2)*sin(1599人(l/2)*t)/40)/(11193*exp(t)人(9/40)-(10*cos(1599人(l/2)*t)/40)/(21*exp(t)人(9/40) + 10/21,0,35)xlabel(t/s);ylabel(uc/V);title(uc随时间t变化曲线);ezplot(50/21 - (50*1599A(1/2)*sin(1599A(1/2)*t)/40)/(3731*exp(t)A(9/40)-(50*cos(1599A(1/2)*t)/40)/(21*exp(t)A(9/40), 0,35)xlabel (t/s);y
10、label(il/A);title(il随时间t变化曲线)；运行程序的u (t)的波形图：c2对结果的对比与分析通过对图像的分析可以知道,U开始会剧烈的变化,但最终会平稳下来,c图像趋近于直线。根据图像我们可以很明显的看出U和时间t的关系：刚c开始U会急剧增大，但瞬间又会减小，幅度变化越来越小，最终趋近于直线。c3 心得体会通过这次课程设计，我熟悉了 MATLAB这个软件的基础运用。通过这次 课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不 够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能 真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计
11、的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到 过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所 学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，从新学习了一下电路知识。 总的来说这次课程设计收获还是挺多的。参考文献Charles K.Alexander,Matthew N.O.Sadiku.电路基础.北京：清华大学出版社，2000。邱关源.电路原理西安：高等教育出版社，2006王正林，刘明.精通matlab7.0电子工业出版社，2006本科生课程设计成绩评定表姓名华先鹏性 别男专业、班级自动化0903课程设计题目：二阶动态电路的电压波形课程设计答辩或质疑记录：1:根据自己选择的题目，说明建立数学模型的步骤2：在仿真过程中，你遇到了哪些问题？你是如何解决的？3：通过本次课程设计，如何理解MATLAB/SIMULINK在本专业领域的应用？成绩评定依据：序号评定项目评分成绩1选题合理、目的明确（10分）2设计方案正确，具有可行性、创新性（20分）3设计结果可信（例如：系统建模、求解，仿真结果）（25分）4态度认真、学习刻苦、遵守纪律（15分）5设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（10分）6答辩（20分）总分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：
