RLC电路放电过程的MATLAB代码

RLC电路放电过程的MATLAB代码
RLC电路放电过程的MATLAB代码

C=1e-7;

R=1050;

tau=R*C;

x1=0:0.00002:0.0005;

x2=0.0005:0.00002:0.001;

y1=0.8*(1-exp(-x1/tau));

y2=0.8*(exp(-(x2-0.0005)/tau))-(0.8-0.8*(1-exp(-0.0005/tau))); x=[x1,x2];

y=[y1,y2];

plot(x,y)

hold on

a1=0:0.00002:0.0005;

a2=0.0005:0.00002:0.001;

S=5000;

tav=S*C;

b1=0.8*(1-exp(-a1/tav));

b2=0.8*(exp(-(a2-0.0005)/tav))-(0.8-0.8*(1-exp(-0.0005/tav))); a=[a1,a2];

b=[b1,b2];

plot(a,b,'r')

hold on

c1=0:0.00002:0.0005;

c2=0.0005:0.00002:0.001;

T=7000;

taw=T*C;

d1=0.8*(1-exp(-c1/taw));

d2=0.8*(exp(-(c2-0.0005)/taw))-(0.8-0.8*(1-exp(-0.0005/taw))); c=[c1,c2];

d=[d1,d2];

>> plot(c,d,'g')

>> grid on

>> axis([0 0.001 0 0.8])

>> xlabel('Time, s')

>> ylabel('The voltage of the capacitor, V')

>> title('Simulation circuit transient of RC')

>> text(0.0004,0.76,'R=1050')

>> text(0.0004,0.42,'R=5000')

>> text(0.0004,0.33,'R=7000')

>> L=0.2;C=1e-7;R=500;

>> uc0=8;iL0=0;

alpha=R/(2*L);w0=sqrt(1/(L*C));

s1=-alpha+sqrt(alpha^2-w0^2);

s2=-alpha-sqrt(alpha^2-w0^2);

>> dt=0.00001;t=0:dt:0.01;

>> uc1=(s2*uc0-iL0/C)/(s2-s1)*exp(s1*t)-(s1*uc0-iL0/C)/(s2-s1)*exp(s2*t); subplot(2,1,1),plot(t,uc1),grid;

xlabel('Time, s')

>> ylabel('The voltage of the capacitor, V')

>> title('Simulation circuit transient of RLC—Low damping state')

>> L=0.2;C=1e-7;R=10050;

>> uc0=8;iL0=0;

alpha=R/(2*L);w0=sqrt(1/(L*C));

s1=-alpha+sqrt(alpha^2-w0^2);

s2=-alpha-sqrt(alpha^2-w0^2);

>> dt=0.00001;t=0:dt:0.01;

>> uc1=(s2*uc0-iL0/C)/(s2-s1)*exp(s1*t)-(s1*uc0-iL0/C)/(s2-s1)*exp(s2*t); subplot(2,1,1),plot(t,uc1),grid;

xlabel('Time, s')

>> ylabel('The voltage of the capacitor, V')

>> title('Simulation circuit transient of RLC—Overdamping state')

>> L=0.2;C=1e-7;R=2828;

>> uc0=8;iL0=0;

alpha=R/(2*L);w0=sqrt(1/(L*C));

s1=-alpha+sqrt(alpha^2-w0^2);

s2=-alpha-sqrt(alpha^2-w0^2);

>> dt=0.00001;t=0:dt:0.01;

>> uc1=(s2*uc0-iL0/C)/(s2-s1)*exp(s1*t)-(s1*uc0-iL0/C)/(s2-s1)*exp(s2*t); subplot(2,1,1),plot(t,uc1),grid;

xlabel('Time, s')

>> ylabel('The voltage of the capacitor, V')

>> title('Simulation circuit transient of RLC—Critical damping state')

蔡氏混沌非线性电路的分析研究

研究生课程论文(2018-2018学年第二学期> 蔡氏混沌非线性电路的研究 研究生:***

蔡氏混沌非线性电路的研究 *** 摘要:本文介绍了非线性中的混沌现象,并从理论分析和仿真两个角度研究非线性电路中的典型混沌电路-蔡氏电路。只要改变蔡氏电路中一个元件的参数,就可产生多种类型混沌现象。利用数学软件MATLAB对蔡氏电路的非线性微分方程组进行编程仿真,就可实现双蜗卷和单蜗卷状态下的同步,并能准确地观察到混沌吸引子的行为特征。 关键词:混沌;蔡氏电路;MATLAB仿真 Abstract:This paper introduces the chaos phenomenon in nonlinear circuits. Chua’scircuit was a typical chaos circuit,and theoretical analysis and simulation was made to research it.Many kinds of chaos phenomenonenwould generate as long as one component parameter was altered in Chua’s circuit.On the platform of Matlab ,mathematical model of Chua’s circuit were programmed and simulatedto realize the synchronization of dual and single cochlear volume.At the same time, behavior characteristics of chaos attractor is able to be observed correctly. Key words:chaos phenomenon;Chua’S circuit;simulation 引言: 混沌是一种普遍存在的非线性现象,随着计算机的快速发展,混沌现象及其应用研究已成为自然科学技术和社会科学研究领域的一个热点。混沌行为是确定性因素导致的类似随机运动的行为,即一个可由确定性方程描述的非线性系统,其长期行为表现为明显的随机性和不可预测性。混沌中蕴含着有序,有序的过程中也可能出现混沌。混沌的基本特征是具有对初始条件的敏感依赖性,即初始值的微小差别经过一段时间后可以导致系统运动过程的显著差别。混沌揭示了自然界的非周期性与不可预测性问题而成为20 世纪三大重要基础

开关电源《基于MatlabSimulink的BOOST电路仿真》

基于Matlab/Simulink 的BOOST电路仿真 姓名: 学号: 班级: 时间:2010年12月7日

1引言 BOOST 电路又称为升压型电路, 是一种直流- 直流变换电路, 其电路结构如图1 所示。此电路在开关电源领域内占有非常重要的地位, 长期以来广泛的应用于各种电源设备的设计中。对它工作过程的理解掌握关系到对整个开关电源领域各种电路工作过程的理解, 然而现有的书本上仅仅给出电路在理想情况下稳态工作过程的分析, 而没有提及电路从启动到稳定之间暂态的工作过程, 不利于读者理解电路的整个工作过程和升压原理。采用matlab仿真分析方法, 可直观、详细的描述BOOST 电路由启动到达稳态的工作过程, 并对其中各种现象进行细致深入的分析, 便于我们真正掌握BOO ST 电路的工作特性。 图1BOO ST 电路的结构 2电路的工作状态 BOO ST 电路的工作模式分为电感电流连续工作模式和电感电流断续工作模式。其中电流连续模式的电路工作状态如图2 (a) 和图2 (b) 所示, 电流断续模式的电路工作状态如图2 (a)、(b)、(c) 所示, 两种工作模式的前两个工作状态相同, 电流断续型模式比电流连续型模式多出一个电感电流为零的工作状态。 (a) 开关状态1 (S 闭合) (b) 开关状态2 (S 关断) (c) 开关状态3 (电感电流为零) 图2BOO ST 电路的工作状态

3matlab仿真分析 matlab 是一种功能强大的仿真软件, 它可以进行各种各样的模拟电路和数字电路仿真,并给出波形输出和数据输出, 无论对哪种器件和哪种电路进行仿真, 均可以得到精确的仿真结果。本文应用基于matlab软件对BOO ST 电路仿真, 仿真图如图3 所示,其中IGBT作为开关, 以脉冲发生器脉冲周期T=0.2ms,脉冲宽度为50%的通断来仿真图2 中开关S的通断过程。 图3BOO ST 电路的PSp ice 模型 3.1电路工作原理 在电路中IGBT导通时,电流由E经升压电感L和V形成回路,电感L储能;当IGBT关断时,电感产生的反电动势和直流电源电压方向相同互相叠加,从而在负载侧得到高于电源的电压,二极管的作用是阻断IGBT导通是,电容的放电回路。调节开关器件V的通断周期,可以调整负载侧输出电流和电压的大小。负载侧输出电压的平均值为: (3-1) 式(3-1)中T为开关周期, 为导通时间,为关断时间。

蔡氏电路MATLAB混沌仿真

蔡氏电路的Matlab混沌 仿真研究 班级: 姓名: 学号:

摘要 本文首先介绍非线性系统中的混沌现象,并从理论分析与仿真计算两个方面细致研究了非线性电路中典型混沌电路,即蔡氏电路反映出的非线性性质。通过改变蔡氏电路中元件的参数,进而产生多种类型混沌现象。最后利用软件对蔡氏电路的非线性微分方程组进行编程仿真,实现了双涡旋和单涡旋状态下的同步,并准确地观察到混沌吸引子的行为特征。 关键词:混沌;蔡氏电路;MATLAB仿真 Abstract This paper introduce s the chaos phenomenon in nonlinear circuits. Chua’s circuit was a typical chaos circuit, thus theoretical analysis and simulation was made to research it. Many kinds of chaos phenomenon on would generate as long as one component parameter was altered in C hua’s circuit.On the platform of Matlab, mathematical model of Chua’s circuit was programmed and simulated to acquire the synchronization of dual and single cochlear volume. Meanwhile, behavioral characteristics of chaos attractor were observed. Key words:chaos phenomenon;Chua’s circuit;Simulation

matlab电力电子仿真教程

MATLAB在电力电子技术中的应用 目录 MATLAB在电力电子技术中的应用 (1) MATLAB in power electronics application (2) 目录 (4) 1绪论 (6) 1.1关于MATLAB软件 (6) 1.1.1MATLAB软件是什么 (6) 1.1.2MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7) 1.1.3MATLAB软件的基本操作方法 (10) 1.2电力电子技术 (12) 1.3MATLAB和电力电子技术 (13) 1.4本文完成的主要内容 (14) 2MATLAB软件在电路中的应用 (15) 2.1基本电气元件 (15) 2.1.1基本电气元件简介 (15) 2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17) 2.2如何简化电路的仿真模型 (19) 2.3基本电路设计方法 (19) 2.3.1电源功能模块 (19) 2.3.2典型电路设计方法 (20) 2.4常用电路设计法 (21) 2.4.1ELEMENTS模块库 (21) 2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22) 2.5MATLAB中电路的数学描述法 (22) 3电力电子变流的仿真 (25) 3.1实验的意义 (25) 3.2交流-直流变流器 (25)

3.2.1单相桥式全控整流电路仿真 (26) 3.2.2三相桥式全控整流电路仿真 (38) 3.3三相交流调压器 (53) 3.3.1无中线星形联结三相交流调压器 (53) 3.3.2支路控制三角形联结三相交流调压器 (59) 3.4交流-交流变频电路仿真 (64) 3.5矩阵式整流器的仿真 (67)

最新非线性电路课程报告-蔡氏电路的Matlab仿真研究资料

西安交通大学电气工程学院 非线性电路报告蔡氏电路的Matlab仿真研究 Administrator

蔡氏电路的Matlab仿真分析 摘要:对一种典型的产生混沌现象的电路——蔡氏混沌电路进行了分析研究。从理论分析和仿真两个角度分别研究蔡氏电路中的混沌现象。蔡氏电路是一个典型的混沌电路,只要改变其中一个元件的参数,就可产生多种类型混沌现象。在Matlab 的平台上编制相关系统对蔡氏电路进行了仿真研究。 关键词:蔡氏电路,非线性负电阻;混沌电路;吸引子

引言 随着计算机和计算科学的快速发展,混沌现象及其应用研究已成为自然科学技术和社会科学研究领域的一个热点。而非线性电路是混沌及混沌同步应用研究的重要途径之一,其中一个最典型的电路是三阶自治蔡氏电路。在这个电路中观察到了混沌 吸引子。蔡氏电路是能产生混沌行为最简单的自治电路,所有从三阶自治常微分方程描述的系统中得到的分岔和混沌现象都能够在蔡氏电路中通过计算机仿真和示波器观察到。经过若干年的研究及目前对它的分析,无论是在理论方面、模拟方面还是实验方面均日臻完善。在理论和实践不断取得进展时, 人们也不断开拓新的应用领域,如在通信、生理学、化学反应工程等方面不断产生新的技术构想,并有希望很快成为现实。 1混沌概念及其相关特征 1.1混沌和吸引子的定义 混沌至今没有统一的定义,但人们一致的看法是:一个确定的非线性系统,如果含有貌似噪声的有界行为,且又表现若干特性,便可称为混沌系统,此处所说的若干特性主要是如下三个方面:(1)振荡信号的功率连续分布,且可能是带状分布的,这个特征表明振荡为非周期的,也就是说明信号貌似噪声的原因。(2)在相空间,该系统的相邻近的轨道线彼此以指数规律迅速分离,从而导致对初始值得极端敏感性,这使得系统的行为长期不可预测。(3)在轨道线存在的相空间的某一特定的有界部分内,轨道线具有遍历性和混合性。遍历性是指任何一条轨道线会探访整个特定的有界部分,混合性是指初始间单关系将弥漫的动力学行为所消除。 混沌吸引子:吸引子是指这样的一个集合,当时间趋于无穷大时,在任何一个有界集上出发的非定常流的所有轨道都趋于它。若吸引子的轨线对初始条件高度敏感依赖,该吸引子就称为混沌吸引子。吸引子无外乎两种状态,即单个点和稳定极限环。系统的吸引子理论是关于吸引子的科学理论,它是混沌学的重要组成部分。 奇异(怪)吸引子:具有分数维结构的吸引子称为奇异吸引子。奇异吸引子是反映混沌系统运动特征的产物,也是一种混沌系统中无序稳态的运动形态。它具有自相似性,同时具有分形结构。奇异吸引子是混沌运动的主要特征之一。奇异吸引子的出现与系统中包含某种不稳定性(不同于轨道不稳定性和李雅普诺夫不稳定性)有着密切关系,它具有不同属性的内外两种方向:在奇异吸引子外的一切运动都趋向(吸引)到吸引子,属于“稳定”的方向;一切到达奇异吸引子内的运动都互相排斥,对应于“不稳定”方向。 1.2混沌的基本特征 混沌具有两个基本的特征:一是运转状态的非周期性,即混沌系统输出信号的周期为无穷大,且在功率上与纯粹噪声信号难以分辨,因而是随机信号,然而混沌系统是确定性动力学系统,本身并不包含任何随机因素的作用,其产生随机输出信号的原因完全是因为系统内部各变量之间的强非线性耦合。因此,其输出的随机信号在理论上是可以精确重复的。二是对初始条件的高度敏感性,即若存在对初始条件的任何微小的偏离(扰动),则此偏离随着系统的演化将迅速以指数率增长,使得在很短的时间内系统的状态与受扰前便失去任何的相关性,因此,混沌仅具有极为短期的预测性。混沌状态具有以下三个关键(核心)概念:即对初始条件的敏感性、分形、奇异吸引子。 2蔡氏电路与非线性负电阻的实现

基于Matlab 的单边带调幅电路仿真

西南科技大学 专业综合设计报告 课程名称:电子专业综合设计 设计名称:基于Matlab 的单边带调幅电路仿真 姓名: 学号: 班级:电子0902 指导教师:郭峰 起止日期:2012.11.1-2012.12.30 西南科技大学信息工程学院制

专业综合设计任务书学生班级:电子0902 学生姓名:邓彪学号:20095885 设计名称:基于Matlab 的单边带调幅电路仿真 起止日期:2012.11.1-2012.12.30指导教师:郭峰 专业综合设计学生日志

专业综合设计考勤表 专业综合设计评语表

基于Matlab的单边带调幅电路仿真 一、设计目的和意义 1.加深理解模拟线性单边幅度调制(SSB)的原理。 2.熟悉MATLAB相关函数的运用。 3.掌握参数设置方法和性能分析方法。 4.掌握产生单边调幅信号的方法和解调的原理。 5.通过利用MATLAB实现单边调幅信号的调制和解调了解相干解调的重要性。 二、设计原理 1.SSB调制原理 信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号,实现频率的搬移,使有用信号容易被传播。单边带调幅信号可以通过双边带调幅后经过滤波器实现。 单边带调幅方式是指仅发送调幅信号上、下边带中的一个信号。 双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱的所有频谱成分,因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率,还可节省一半传输频带,这种方式称为单边带调制。 产生单边带调幅信号的方法有:滤波法、相移法。 2. 滤波法 滤波法产生SSB信号的模型如下图所示 图2.1 滤波法调制图 LPF、HPF需要理想的形式 ,但是实际上是做不到的 ,过渡带不可能是0。 因此需要采用多级调制[6]。

基于matlab的电路仿真

基于matlab的电路仿真 杨泽辉51130215 %基于matlab的电路仿真 %关键词: RC电路仿真, matlab, GUI设计 % 基于matlab的电路仿真 %功能:产生根据输入波形与电路的选择产生输出波形 close all;clear;clc; %清空 figure('position',[189 89 714 485]); %创建图形窗口,坐标(189,89),宽714,高485;Na=['输入波形[请选择]|输入波形:正弦波|',... '输入波形:方形波|输入波形:脉冲波'];%波形选择名称数组; Ns={'sin','square','pulse'}; %波形选择名称数组; R=2; % default parameters: resistance 电阻值 C=2; % default parameters: capacitance电容值 f=10; % default parameters: frequency 波形频率 TAU=R*C; tff=10; % length of time ts=1/f; % sampling length sys1=tf([1],[1,1]); % systems for integral circuit %传递函数; sys2=tf([1,0],[1,1]); % systems for differential circuit a1=axes('position',[0.1,0.6,0.3,0.3]); %创建坐标轴并获得句柄; po1=uicontrol(gcf,'style','popupmenu',... %在第一个界面的上方创建一个下拉菜单'unit','normalized','position',[0.15,0.9,0.2,0.08],... %位置 'string',Na,'fontsize',12,'callback',[]); %弹出菜单上的字符为数组Na,字体大小为12, set(po1,'callback',['KK=get(po1,''Value'');if KK>1;',... 'st=char(Ns(KK-1));[U,T]=gensig(st,R*C,tff,1/f);',... 'axes(a1);plot(T,U);ylim([min(U)-0.5,max(U)+0.5]);',... 'end;']); %pol触发事件:KK获取激发位置,st为当前触发位置的字符串,即所选择的波形类型; %[U,T],gensing,产生信号,类型为st的值,周期为R*C,持续时间为tff, %采样周期为1/f,U为所产生的信号,T为时间; %创建坐标轴al;以T为x轴,U为y轴画波形,y轴范围。。。 Ma=['电路类型[请选择]|电路类型:积分型|电路类型:微分型']; %窗口2电路类型的选择数组; a2=axes('position',[0.5,0.6,0.3,0.3]);box on; %创建坐标轴2; set(gca,'xtick',[]);set(gca,'ytick',[]); %去掉坐标轴的刻度 po2=uicontrol(gcf,'style','popupmenu',... %在第二个窗口的位置创建一个下拉菜单,同1 'unit','normalized','position',[0.55,0.9,0.2,0.08],... 'string',Ma,'fontsize',12,'callback',[]); set(po2,'callback',['KQ=get(po2,''Value'');axes(a2);',... %po2属性设置,KQ为选择的电路类型,'if KQ==1;cla;elseif KQ==2;',... %1则清除坐标轴,2画积分电路,3画微分电路 'plot(0.14+0.8i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');hold on;',... 'plot(0.14+0.2i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');',... 'plot(0.84+0.2i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');',... 'plot(0.84+0.8i+0.02*exp(i*[0:.02:8]),''k'');',... 'plot([0.16,0.82],[0.2,0.2],''k'');',... 'plot([0.16,0.3],[0.8,0.8],''k'');',... 'plot([3,4,4,3,3]/10,[76,76,84,84,76]/100,''k'');',... 'plot([0.4,0.82],[0.8,0.8],''k'');',... 'plot([0.6,0.6],[0.8,0.53],''k'');',... 'plot([0.6,0.6],[0.2,0.48],''k'');',... 'plot([0.55,0.65],[0.53,0.53],''k'');',... 'plot([0.55,0.65],[0.48,0.48],''k'');',... 'text(0.33,0.7,''R'');',...

非线性电路课程报告-蔡氏电路的Matlab仿真研究

交通大学电气工程学院 非线性电路报告蔡氏电路的Matlab仿真研究 Administrator

蔡氏电路的Matlab仿真分析 摘要:对一种典型的产生混沌现象的电路——蔡氏混沌电路进行了分析研究。从理论分析和仿真两个角度分别研究蔡氏电路中的混沌现象。蔡氏电路是一个典型的混沌电路,只要改变其中一个元件的参数,就可产生多种类型混沌现象。在Matlab 的平台上编制相关系统 对蔡氏电路进行了仿真研究。 关键词:蔡氏电路,非线性负电阻;混沌电路;吸引子

引言 随着计算机和计算科学的快速发展,混沌现象及其应用研究已成为自然科学技术和社会科学研究领域的一个热点。而非线性电路是混沌及混沌同步应用研究的重要途径之一,其中一个最典型的电路是三阶自治蔡氏电路。在这个电路中观察到了混沌 吸引子。蔡氏电路是能产生混沌行为最简单的自治电路,所有从三阶自治常微分方程描述的系统中得到的分岔和混沌现象都能够在蔡氏电路过计算机仿真和示波器观察到。经过若干年的研究及目前对它的分析,无论是在理论方面、模拟方面还是实验方面均日臻完善。在理论和实践不断取得进展时, 人们也不断开拓新的应用领域,如在通信、生理学、化学反应工程等方面不断产生新的技术构想,并有希望很快成为现实。 1混沌概念及其相关特征 1.1混沌和吸引子的定义 混沌至今没有统一的定义,但人们一致的看法是:一个确定的非线性系统,如果含有貌似噪声的有界行为,且又表现若干特性,便可称为混沌系统,此处所说的若干特性主要是如下三个方面:(1)振荡信号的功率连续分布,且可能是带状分布的,这个特征表明振荡为非周期的,也就是说明信号貌似噪声的原因。(2)在相空间,该系统的相邻近的轨道线彼此以指数规律迅速分离,从而导致对初始值得极端敏感性,这使得系统的行为长期不可预测。(3)在轨道线存在的相空间的某一特定的有界部分,轨道线具有遍历性和混合性。遍历性是指任何一条轨道线会探访整个特定的有界部分,混合性是指初始间单关系将弥漫的动力学行为所消除。 混沌吸引子:吸引子是指这样的一个集合,当时间趋于无穷大时,在任何一个有界集上出发的非定常流的所有轨道都趋于它。若吸引子的轨线对初始条件高度敏感依赖,该吸引子就称为混沌吸引子。吸引子无外乎两种状态,即单个点和稳定极限环。系统的吸引子理论是关于吸引子的科学理论,它是混沌学的重要组成部分。 奇异(怪)吸引子:具有分数维结构的吸引子称为奇异吸引子。奇异吸引子是反映混沌系统运动特征的产物,也是一种混沌系统中无序稳态的运动形态。它具有自相似性,同时具有分形结构。奇异吸引子是混沌运动的主要特征之一。奇异吸引子的出现与系统中包含某种不稳定性(不同于轨道不稳定性和雅普诺夫不稳定性)有着密切关系,它具有不同属性的外两种方向:在奇异吸引子外的一切运动都趋向(吸引)到吸引子,属于“稳定”的方向;一切到达奇异吸引子的运动都互相排斥,对应于“不稳定”方向。 1.2混沌的基本特征 混沌具有两个基本的特征:一是运转状态的非周期性,即混沌系统输出信号的周期为无穷大,且在功率上与纯粹噪声信号难以分辨,因而是随机信号,然而混沌系统是确定性动力学系统,本身并不包含任何随机因素的作用,其产生随机输出信号的原因完全是因为系统部各变量之间的强非线性耦合。因此,其输出的随机信号在理论上是可以精确重复的。二是对初始条件的高度敏感性,即若存在对初始条件的任何微小的偏离(扰动),则此偏离随着系统的演化将迅速以指数率增长,使得在很短的时间系统的状态与受扰前便失去任何的相关性,因此,混沌仅具有极为短期的预测性。混沌状态具有以下三个关键(核心)概念:即对初始条件的敏感性、分形、奇异吸引子。 2蔡氏电路与非线性负电阻的实现

基于Matlab_Simulink的电工学电路仿真

信息科学 基于Matlab/Sim ulink的电工学电路仿真 朱霞清 (山东英才学院机械制造及其自动化工程学院,山东济南250104) 引言 目前,《电工学》课程所涉及的理论和技术应用十分广泛,发展迅速,并且日益渗透到其他学科领域,在我国社会主义现代化建设中具有重要的作用。《电工学》课程是高等学校工程类专业的一门技术基础课程,是我校面向机械制造、电气自动化、计算机信息技术、建筑工程等工科类专业开设的一门技术基础课程。这门课程知识覆盖面广,理论严密,逻辑性强,且有广阔的工程背景,其教学内容中有许多教学难点过于抽象,用传统的教学模式教师无法讲解清楚,学生也难以理解和接受。因此在电工学的教学过程中可以借助其他方式来加强教学效果。Matlab由于其本身具有的特点成为电类课程教学中的一个重要的工具。 1MA IAB简介 M ATLAB是Matrix Laboratory的缩写,其核心是一个基于矩阵运算的快速解释程序,它以交互式接受用户输入的各项指令,输出计算结果,它提供了一个开放式的集成环境,用户可以运行系统提供的大量的命令,包括数值计算和图形绘制等。Simulink是基于M ATLAB语言环境下的一个集成软件包,具有框图界面和交互仿真功能的动态系统建模、仿真和综合分析等功能。Simulink处理的系统包括:线性、非线性系统,离散、连续及混合系统,单任务、多任务离散事件系统,用户只需在Simulink提供的图形用户界面GUI上,对所需要的系统模块进行鼠标的简单拖拉操作,就可构造出复杂的仿真和分析模型。 M ATLAB提供很多工具箱,以MATLAB6.5为例,在电工学CAI中,分析和计算所要用到的Simulink工具库模块库集主要有: (1)Simulink库集;(2)PowerSystems库集(PSB);(3)Extra Simulink库集。 2电工学电路的仿真 2.1直流电路求解 利用Matlab分析电路时,应该首先对电路进行分析,列出电流方程和电压方程,然后将方程用矩阵形式表示,最后用Matlab求解矩阵的方法得到所求电流和电压。 如图所示,已知,,, ,,采用支路电流法列写支路电流方程和回路电压方程。 列出方程为: 上面这个三元一次方程组可以改写为下 面矩阵的形式 定义上面这个方程最左边这个矩阵为系 数矩阵A,第二个矩阵为电流矩阵I,右边这个矩 阵为U,因此可得到A.I=U,所以电流矩阵 I=A-1U。可在matlab窗口键入如下指令: <

蔡氏电路matlab仿真报告

蔡氏电路仿真分析 学院:电气工程学院 班级:硕6036 姓名:张东海 学号:3116312053

目录 1.基本分析 (2) 2.MATLAB仿真 (5)

蔡氏电路 蔡氏电路是著名的非线性混沌电路,结构简单,但却出现双涡卷奇怪吸引子和及其丰富的混沌动力学行为。 1.基本分析 蔡氏电路是一个典型的混沌电路,最早由著名华裔科学家、美国加州大学蔡少堂教授设计。他证明了在满足以下条件时能够产生混沌现象。 (1) 非线性元件不少于1 个; (2) 线性有效电阻不少于1 个; (3) 储能元件不少于3 个。 根据以上条件,在图1.1中给出蔡氏电路方框图。图中R 为线性有效电阻,L 、C 1、C 2为储能元件,R N 为非线性元件。图2.2给出非线性电阻伏安特性曲线。 图1.1 蔡氏电路方框图 图1.2 非线性电阻伏安特性曲线 对于图2.1提出的蔡氏电路,其状态方程推导如下 12112122121()()1()(1)C C C C C C C L L C du C u u g u dt R du C u u i dt R di L u dt ?=--???=-+???=-?? 其中函数1()C g u 是分段线性函数,其形式为:

11111()()()2 C b C a b C C g u G u G G u E u E =+-?+-- 作变量代换: 12 22 221,,,,1 C C L u u i x y z E E EG C C tG C C LG G R ταβ=== ==== 式(1)可以写为如下形式 [] ()(2)dx y x f x d dy x y z d dz y d αττ βτ?=--???=--???=-?? 式(2)即是蔡氏电路的标准方程形式。 其中()f x 可表示为如下形式 10101 01(),1(),1(),1m x m m x f x m x x m x m m x +-≥??=≤??--≤-? 其中 01,a b m G E m G E == 蔡氏电路的三个状态方程式在状态空间的三个子空间为 101={(,,)| 1} ={(,,)| 1}={(,,)| 1} D x y z x D x y z x D x y z x -≥≤≤- 在状态空间的三个子空间内分别具有唯一平衡点如下 1011(,0,), (0,0,0), (,0,).P k k D Q D P k k D +--=-∈=∈=-∈ 其中, 1011 m m k m -=+ 在P +、1P -和Q 处的雅可比矩阵分别为:

蔡氏电路MATLAB混沌仿真

蔡氏电路MATLAB混沌仿真

————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 2

3 蔡氏电路的Matlab 混沌 仿真研究 班级: 姓名: 学号:

4 摘要 本文首先介绍非线性系统中的混沌现象,并从理论分析与仿真计算两个方面细致研究了非线性电路中典型混沌电路,即蔡氏电路反映出的非线性性质。通过改变蔡氏电路中元件的参数,进而产生多种类型混沌现象。最后利用软件对蔡氏电路的非线性微分方程组进行编程仿真,实现了双涡旋和单涡旋状态下的同步,并准确地观察到混沌吸引子的行为特征。 关键词:混沌;蔡氏电路;MATLAB 仿真 Abstract This paper introduces the chaos phenomenon in nonlinear circuits. Chua’s circuit was a typical chaos circuit, thus theoretical analysis and simulation was made to research it. Many kinds of chaos phenomenon on would generate as long as one component parameter was altered in Chua’s circuit .On the platform of Matlab, mathematical model of Chua’s circuit was programmed and simulated to acquire the synchronization of dual and single cochlear volume. Meanwhile, behavioral characteristics of chaos attractor were observed. Key words :chaos phenomenon ;Chua’s circuit ;Simulation

光伏发电的MATLAB仿真教程文件

一、实验过程记录 1.画出实验接线图 图1 实验接线图 图2 光伏电池板图3 实验接线实物图 2.实验过程记录与分析 (1)给出实验的详细步骤 ○1实验前根据指导书要求完成预习报告 ○2按预习报告设计的实习步骤,利用MATLAB建立光伏数学模型,如下图4所示。

图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。 图5 PV Array模型其中Iph,Uoc,Io,Vt子模块如下图6-9所示。 图6Iph子模块

图7Uoc子模块 图8 Io子模块 图9Vt子模块 ○3在光伏电池建模的基础上,输入实际光伏电池参数值,研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线,并得出结论。 ○4设计光伏电池测试平台,在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值,对实测数据进行处理并加以分析,记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线,与仿真结果进行对比,得出有意义的结论。 ○5确定电力变换电路拓扑结构,设计电路中的相关参数值,通过MATLAB搭建电路并仿真分析,搭建电路如图10所示。

图10离网型光伏发电系统 ○6确定系统MPPT控制策略,建立MPPT模块仿真模型,并仿真分析。 系统联调,调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值,仿真并分析最大功率跟踪控制效果。 (2)记录实验数据 表1当T=290K时S=1305W/时的测试数据 表2当T=287K时S=1305W/时的测试数据 表3当T=287K时S=1278W/时的测试数据

二、实验结果处理与分析 1.实验数据的整理和选择 使用MATLAB软件其中的simulink工具进行模型的搭建。再对其进行仿真,得到仿真曲线。使用Excel表格输入实验所测得U、I、P,在对其自动生成I-V,P-V曲线。 2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线; 图11 I-V曲线图12 P-V曲线 当T=290K时S=1305W/时的测拟合曲线 图13 I-V曲线图14 P-V曲线 当T=287K时S=1305W/时的拟合曲线

基于MATLAB的电力系统仿真

《电力系统设计》报告 题目: 基于MATLAB的电力系统仿学院:电子信息与电气工程学院 班级: 13级电气 1 班 姓名:田震 学号: 20131090124 日期:2015年12月6日

基于MATLAB的电力系统仿真 摘要:目前,随着科学技术的发展和电能需求量的日益增长,电力系统规模越来越庞大,超高压远距离输电、大容量发电机组、各种新型控制装置得到了广泛的应用,这对于合理利用能源,充分挖掘现有的输电潜力和保护环境都有重要意义。另一方面,随着国民经济的高速发展,以城市为中心的区域性用电增长越来越快,大电网负荷中心的用电容量越来越大,长距离重负荷输电的情况日益普遍,电力系统在人们的生活和工作中担任重要角色,电力系统的稳定运行直接影响着人们的日常生活。从技术和安全上考虑直接进行电力试验可能性很小,因此迫切要求运用电力仿真来解决这些问题。 电力系统仿真是将电力系统的模型化、数学化来模拟实际的电力系统的运行,可以帮助人们通过计算机手段分析实际电力系统的各种运行情况,从而有效的了解电力系统概况。本文根据电力系统的特点,利用MATLAB的动态仿真软件Simulink搭建了无穷大电源的系统仿真模型,得到了在该系统主供电线路电源端发生三相短路接地故障并由故障器自动跳闸隔离故障的仿真结果,并分析了这一暂态过程。通过仿真结果说明MATLAB电力系统工具箱是分析电力系统的有效工具。 关键词:电力系统;三相短路;故障分析;MATLAB仿真

目录 一.前言 (4) 二.无穷大功率电源供电系统仿真模型构建 (5) 1.总电路图的设计 (5) 2.各个元件的参数设定 (6) 2.1供电模块的参数设定 (6) 2.2变压器模块的参数设置 (6) 2.3输电线路模块的参数设置 (7) 2.4三相电压电流测量模块 (8) 2.5三相线路故障模块参数设置 (8) 2.6三相并联RLC负荷模块参数设置 (9) 3.仿真结果 (9)

蔡氏混沌电路的分析与仿真

蔡氏混沌电路分析与仿真 1 蔡氏电路 混沌理论自20世纪70年代以来已成为许多不同学科领域的研究热点。粗略地说,混沌是发生在确定性系统中的一种不确定行为,或类似随机的行为。混沌运动是另一种非周期运动。混沌的一个显著特点是:状态变量的波形对状态变量的初始值极为敏感,或者说初始值对波形有重大影响。 混沌现象广泛的存在于非线性电路中,其中比较典型并已得到深入研究的电路是二阶非自治铁磁谐振电路和称为蔡氏电路的三阶自治电路。 蔡氏电路是著名的非线性混沌电路,结构简单,但却出现双涡卷奇怪吸引子和极其丰富的混沌动力学行为。近二十年来,通过人们对蔡氏电路的深入研究和探索,发现蔡氏电路呈现出丰富的混沌动力学行为,蔡氏电路已在保密通信领域获得了一定的应用。 蔡氏电路如图1所示,它是一个三阶自治电路,由两个线性电容、一个线性电感、一个线性电阻和一个电压控制型的非线性电阻元件构成。非线性电阻的伏安特性如图2所示。 u C2 R R + - u R 图1 蔡氏电路 R 图2 压控型非线性电阻伏安关系 2 基本分析 对图1所示蔡氏电路推导其状态方程,分别以u C1, u C2和i L为变量列写KCL和KVL方程,其方程组如下所示:

221 21 12 2 10 C C C L C C C R L C du u u C i dt R u u du C i R dt di u L dt -?+=???-?=+? ??=-??? 式中,i R = g(u R )。 整理上述各式,且令u C1=x, u C2=y, i L =z ,取电路中各参数的值为L=7/100 H, C 1=1/9 F, C 2=1 F, R 0=1 Ω, k 0= -8/7, k 1= -5/7。方程可变换为标准的蔡氏方程,即为: [()]dx a y f x dt dy x y z dt dz by dt ?=-???=-+???=-?? 其中, 10101 01()...........(1)()............................(1)() (1) m x m m x f x m x x m x m m x +-≥?? =≤??--≤-? 式中,a=9, b=100/7, m 0= -1/7, m 1=2/7。 3 计算机仿真 蔡氏电路的三个状态方程式在状态空间的三个子空间为 D 1= {(x, y, z) │ x ≥1} D 0= {(x, y, z) ││x │≤1} D -1= {(x, y, z) │ x ≤-1} 在状态空间的三个子空间内分别具有唯一平衡点,平衡点如下: P + = (1.5, 0, -1.5) ∈ D 1 Q = (0, 0, 0) ∈ D 0 P - = (-1.5, 0, 1.5) ∈ D -1 对于平衡点P +和P -,两个平衡点具有相同的状态方程,其平衡点处的雅克比矩阵为: 18/7 901110100/70A -????=-?? ??-?? 利用Matlab 求解其相应的特征根,可以得到方程在平衡点P +和P -处的特征值为一个实 数值和一对共轭复数值。其中一个实数值为: 3.9421P λ=- 而一对共轭复数值为:

基于Matlab非线性电路的混沌仿真计算机课设

计算机课程设计报告 基于Matlab的非线性电路混沌 实验仿真 姓名:任华西 学院:测试与光电信息工程 班级:100851 指导老师:陈常婷

摘要 混沌是指发生在确定系统中的貌似随机的不规则运动。而混沌对于非线性动力学的研究有着非常重要的作用,本文结合非线性电路的混沌的课堂教学,设计了Matlab/Simulink仿真实验,研究蔡氏电路的模拟仿真过程。本文首先通过对非线性电路(蔡氏电路)与非线性动力学进行了阐述和分析,建立非线性动力学方程,然后利用Matlab/Simulink软件进行仿真,研究系统波形图、单吸引子、双吸引子、相面图以及在不同的非线性电阻的导纳下的不同形状。达到了预期的实验效果,基于Matlab/Simulink对非线性电路混沌的仿真对学生对非线性电路实验混沌适应实验的理解有着较大的参考价值。 关键词非线性电路混沌现象Matlab/Simulink仿真

目录 摘要 (3) 1 混沌的概述 (4) 1.1 混沌现象的概述 (4) 1.2 混沌电路综述 (5) 2 混沌理论基础 (5) 2.1 混沌的基本定义 (5) 2.2 混沌的基本特征 (5) 2.3 混沌理论的基本概念 (7) 3 蔡氏电路的分析与仿真 (8) 3.1 蔡氏电路的分析 (9) 3.2计算机仿真 (10) 4 结论 (15) 致谢 (16) 参考书目 (16)

1混沌的概述 1.1混沌现象概述 混沌是指发生在确定系统中的貌似随机的不规则运动,长期以来,人们在认识和描述运动时,大多只局限于线性动力学描述方法,即确定的运动有一个完美确定的解析解。但是自然界在相当多情况下,非线性现象却起着很大的作用。1963年美国气象学家Lorenz在分析天气预报模型时,首先发现空气动力学中混沌现象,该现象只能用非线性动力学来解。于是,1975年混沌作为一个新的科学名词首先出现在科学文献中。从此,非线性动力学迅速发展,并成为有丰富内容的研究领域。该学科涉及非常广泛的科学范围从电子学到物理学,从气象学到生态学,从数学到经济学等。 与我们通常研究的线性科学不同,混沌学研究的是一种非线性科学,而非线性科学研究似乎总是把人们对“正常”事物“正常”现象的认识转向对“反常”事物“反常”现象的探索。例如,孤波不是周期性振荡的规则传播;“多媒体”技术对信息贮存、压缩、传播、转换和控制过程中遇到大量的“非常规”现象产生所采用的“非常规”的新方法;混沌打破了确定性方程由初始条件严格确定系统未来运动的“常规”,出现所谓各种“奇异吸引子”现象等。 混沌来自于非线性动力系统,而动力系统又描述的是任意随时间发展变化的过程,并且这样的系统产生于生活的各个方面。举个例子,生态学家对某物种的长期性态感兴趣,给定一些观察到的或实验得到的变量(如捕食者个数、气候的恶劣性、食物的可获性等等),建立数学模型来描述群体的增减。如果用Pn表示n代后该物种极限数目的百分比,则著名的“罗杰斯蒂映射”:Pn+1=kP(1-Pn)(其中k是依赖于生态条件的常数,“n+1”是脚标)可以用于在给定Po,k条件下,预报群体数的长期性态。如果将常数k处理成可变的参数k,则当k值增大到一定值后,“罗杰斯蒂映射”所构成的动力系统就进入混沌状态。 混沌(Chaos)也作混沌,指确定性系统产生的一种对初始条件具有敏感依赖性的回复性非周期运动。浑沌与分形(fractal)和孤子(soliton)是非

相关文档
最新文档