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1、武汉理工大学基础强化训练设计说明书学 号： 0121011360113基础强化训练题 目MATLAB 在直流稳态电路分析中的应用学 院自动化学院专 业自动化班 级1001班姓 名指导教师李浩2012年7月7日基础强化训练任务书学生姓名 专业班级：自动化1001班 指导教师： 李浩 工作单位： 自动化学院模式识别教研室 题 目: MATLAB 在直流稳态电路分析中的应用初始条件：如图所示：已知，其中求。要求完成的主要任务:（1）分析题意，根据所给电路，用合适的电路分析方法进行分析，并建立该电路的数学模型；（2）根据解题步骤，绘制程序流程图，并编写出完整的MATLAB语言程序及；（3）调试、修改该
2、程序，显示并分析运行结果；（4）按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”，撰写总结报告一份，内容包括：包括封面、任务书（指导老师提供）、目录、摘要（中、英文对照）、正文、参考文献（5篇以上）、附录（程序清单，要求有注释）、成绩评定表（指导老师提供）。正文部分包括：训练题目、电路分析、软件设计说明（流程图设计及说明等）、仿真波形、结果分析和基础强化训练的收获及心得体会（不少于500字）。时间安排：序号设计内容所用时间1指导老师就课程设计内容、设计要求、设计进度安排和评分标准等作具体介绍。强调课程设计期间纪律要求。学生确定选题，明确设计要求，开始查阅资料，对选定的设计题目进行原理分析。1天2
3、学生根据设计要求，设计程序框图，学习并编写MATLAB程序代码2天3按设计要求，上机调试程序，修改并完善设计，完成程序调试后，记录结果。1天4学生撰写课程设计说明书，进行答辩。1天合 计1周指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 武汉理工大学基础强化训练设计说明书目录摘要IABSTRACTII1基础强化训练的目的和要求11.1训练目的11.2训练要求11.3训练的内容12设计分析22.1M文件编程仿真22.2Simulink建模仿真23M程序编程33.1电路分析33.2 MATLAB程序44SIMULINK建模仿真54.1Simulink电路模型54.2仿真波形55结果分
4、析65.1仿真结果65.2MATLAB程序仿真中出现的问题65.3Simulink建模仿真中出现的问题7心得体会8参考文献9附录10武汉理工大学基础强化训练设计说明书摘要本次课程设计将采用MATLAB7.0软件强大的图形处理功能、符号运算功能和数值计算，着重对于线性电路中较有代表的RLC电路的频率响应与向量图进行分析，首先根据题目要求列出相应的电路方程后，求解出相应所求量跟因变量之间的数学函数关系，再根据其数学函数关系运用MATLAB语言编写相应的程序，在MATLAB软件中输入相应程序进而图形处理得到频率响应图像与电路中各个参数向量关系图像。MATLAB软件在电路分析能够达到进行数学模型建立、
5、相关参量求解、结果呈现与分析及图像处理的目的。通过此次课程设计学习MATLAB软件从而达到对MATLAB软件及其程序编写方式的熟悉，并对相应数学建模过程熟悉了解。关键词：MATLAB7.0程序建模ABSTRACTThis course design will use MATLAB7.0 software powerful graphics processing functions, symbolic operation function and numerical calculation, mainly for the linear circuits more representative o
6、f the frequency response of the RLC circuit with vector diagram analysis, according to the topic request list corresponding circuit after equation, the solution for the corresponding with the dependent variable amount of mathematical function relation between, again according to the function between
7、 the mathematics with MATLAB language to write the corresponding procedures in the MATLAB software corresponding input in program and graphics get frequency response and circuit of various parameters image vector relation image. MATLAB software in the circuit analysis can achieve mathematical model,
8、 relative parameters, the results presented with solving the purpose of analysis and image processing. Through this course design MATLAB software to study so as to achieve the MATLAB software and its programming the familiar way, and to the corresponding mathematical modeling to be familiar with the
9、 process.Key words：MATLAB7.0mathematicalprogramII武汉理工大学基础强化训练设计说明书1基础强化训练的目的和要求1.1训练目的(1) 本环节通过MATLAB语言的学习与强化训练，使学生能掌握MATLAB软件，从分析和解决线性代数、电路原理等课程中的基本理论问题入手，力图做到在后续专业课程学习中，能熟练应用MATLAB工具来分析和设计；(2) 通过本环节巩固和深化已学课程的知识，培养学生综合运用这些知识，分析和解决实际问题，逐步树立正确的设计思想，培养严谨认真的科学态度和严谨务实的工作作风。1.2训练要求通过训练，使学生掌握相关的理论知识及实际处理方
10、法，熟练使用MATLAB语言编写所需应用程序，上机调试，输出实验结果，并对实验结果进行分析。1.3训练的内容1. 数值线性代数方法及MATLAB实现2. MATLAB在“电路原理”中的应用3. MATLAB工具箱的应用2设计分析2.1M文件编程仿真Matlab编写程序仿真时，我的整体思路如图框图1所示，即首先利用所学电路知识等相关知识分析电路，在确定电路类型后即可列出电路方程，化简得到它的矩阵，最后编写程序求解。图1 2.2Simulink建模仿真图2Simulink模块仿真电路图Simulink 建模仿真的电路图如图2所示，电路中用到的元器件有AC Current Source，Curren
11、t Measurement，DC Voltage Source，Gain，Controlled Current Source，Controlled Voltage Source，Scope，Series RLC Branch等。由于simulink中没有现成直流电流源，故采用将交流电流源修改参数后当做直流电流源来使用，同样在没有现成的电阻的情况下修改Series RLC Branch的参数后就可得到电阻。.3M程序编程3.1电路分析如图1所示：已知，其中求。图3解：取独立回路如图3所示，使无伴电流源和无伴受控源都只有一个回路电流流过，前者为、后者为，这样就可不再列回路1和回路的KVL方程。把控
12、制量用有关回路电流表示有根据KVL列出回路2和回路4的方程：回路2：回路4：代入，有经整理后，得 （1）附加方程为（2）联立（1）和（2）可得到仅含的两个方程：可写成如下所示的矩阵形式：代入数值，并简写为AI=B （3）由（2）（3）即可求出的解。3.2MATLAB程序clear,close all,format compacta=1;b=1;R2=1;R3=1;R4=1;is1=1;us2=3;us3=1;%为给定元件赋值display(解：)%解问题1)a11=R2+(1+b)*R3;a12=-R3;a21=-a*R2-(1+b)*R3;a22=R3+R4;b1=us2-us3+R2*is
13、1;b2=us3-a*R2*is1;A=a11,a12;a21,a22;%列出矩阵系数AB=b1;b2;I=AB;%I=i12;i14i11=is1,i12=I(1),is3=b*i12,i14=I(2)1） 程序运行结果解:I11=1i12 =2 I13=2I14=3 答案4Simulink建模仿真4.1Simulink电路模型仿真电路图如图4所示：图4仿真电路图4.2仿真波形在simulink仿真时，得到的所求的波形图结果如图5、6、7、8所示：图5仿真波形图6仿真波形图7仿真波形图8仿真波形5结果分析5.1仿真结果用MATLAB程序仿真时得到的结果为：用simulink建模仿真得到的结果为：故两种仿真的结果相同，故虽然解法不同但最后得到的结果完全一样，编写程序需要极强的逻辑思维能力而Simulink建模仿真需要熟练的电路连接能力，这锻炼了我们的动手和思维。5.2MATLAB程序仿真中出现的问题编写程序时由于未注意到符号的转换导致无法得到结果，如图9所示：图9符号错误图10正确程序切换输入法后，改正符号输入得到正确程序，如图10所示5.3Simulink建模仿真中出现的问题在连接电路时，AC current source未正确设置参数导致电路出现故障，如图11所示：图11错误设置图
