华科电磁场matlab仿真作业

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华科电磁场m a t l a b仿真作

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电磁场作业

电气1202 XXX U201200000一.作业一

1.程序框图

2.程序

clear;

col = 61; %第一行点数

row = col; %行数

span = 0.3/(col-1); %步长

End = ones(1,col)*col; %每一行的终止点

Start = ones(1,col); %每一行的起始点

A = zeros(row,col); %A矩正存储每点电势

for i = (col-1)/3+1:(col-1)*2/3+1

for j = (col-1)/3+1:(col-1)*2/3+1

A(i,j) =100;

end

end %初始化电势完毕

temp = A;

for n= 1:500 %迭代次数

for i = 2:row-1

if ( i<((col-1)/3+1)||i>( (col-1)*2/3+1 ) )

for j = Start(i)+1:End(i)-1

temp(i,j)=(A(i-1,j) +A(i+1,j) +A(i,j-1) +A(i,j+1))/4;

end

else

for j = 2:(col-1)/3

temp(i,j)=(A(i-1,j) +A(i+1,j) +A(i,j-1) +A(i,j+1))/4;

end

for j = 2*(col-1)/3+2:col-1

temp(i,j)=(A(i-1,j) +A(i+1,j) +A(i,j-1) +A(i,j+1))/4;

end

end

A = temp;

end

end

X = row:-1:1;

Y = col:-1:1;

[X,Y] = meshgrid(X,Y);

figure(1);

surf(rot90(A,2));

figure(2);

contour(rot90(A,2));

hold on;

[Gx,Gy] = gradient(A,1,1);

quiver(Gx,Gy);

3.计算机绘图

二.作业二

1.程序框图

2.程序100V

0V

2016年《电磁场与电磁波》仿真实验 (1)

《电磁场与电磁波》仿真实验 2016年11月

《电磁场与电磁波》仿真实验介绍 《电磁场与电磁波》课程属于电子信息工程专业基础课之一,仿真实验主要目的在于使学生更加深刻的理解电磁场理论的基本数学分析过程,通过仿真环节将课程中所学习到的理论加以应用。受目前实验室设备条件的限制,目前主要利用 MATLAB 仿真软件进行,通过仿真将理论分析与实际编程仿真相结合,以理论指导实践,提高学生的分析问题、解决问题等能力以及通过有目的的选择完成实验或示教项目,使学生进一步巩固理论基本知识,建立电磁场与电磁波理论完整的概念。 本课程仿真实验包含五个内容: 一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门 二、单电荷的场分布 三、点电荷电场线的图像 四、线电荷产生的电位 五、有限差分法处理电磁场问题

目录 一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门 (4) 二、单电荷的场分布 (10) 三、点电荷电场线的图像 (1) 2 四、线电荷产生的电位 (14) 五、有限差分法处理电磁场问题 (17)

实验一电磁场仿真软件——Matlab的使用入门 一、实验目的 1. 掌握Matlab仿真的基本流程与步骤; 2. 掌握Matlab中帮助命令的使用。 二、实验原理 (一)MATLAB运算 1.算术运算 (1).基本算术运算 MATLAB的基本算术运算有:+(加)、-(减)、*(乘)、/(右除)、\(左除)、^(乘方)。 注意,运算是在矩阵意义下进行的,单个数据的算术运算只是一种特例。 (2).点运算 在MATLAB中,有一种特殊的运算,因为其运算符是在有关算术运算符前面加点,所以叫点运算。点运算符有.*、./、.\和.^。两矩阵进行点运算是指它们的对应元素进行相关运算,要求两矩阵的维参数相同。 例1:用简短命令计算并绘制在0≤x≦6范围内的sin(2x)、sinx2、sin2x。 程序:x=linspace(0,6)

Matlab 在电磁场中的应用 (2)

Matlab 在电磁场中的 应用 专业: 电气信息与自动化 班级:2012级自动化3班 学号:12012242065 学院:物电学院 指导老师:李虹 完成日期:2013年12月15日

Matlab 在电磁场中的应用 摘要 Matlab是美国Mathworks公司于80年代推出的大型数学软件,通过多年的升级换代,现在已发展成为集数值计算、符号计算、可视化功能以及诸多的工具箱为一体的大型科学计算软件,它已广泛应用于科研院所、工程技术等各个部门,并成为大学生、研究生必备的工具软件。 电磁学是物理学的一个分支,是研究电场和电磁的相互作用现象。电磁学从原来互相独立的两门科学(电学、磁学)发展成为物理学中一个完整的分支学科,主要是基于电流的磁效应和变化的磁场的电效应的发现。这两个实验现象,加上麦克斯韦关于变化电场产生磁场的假设,奠定了电磁学的整个理论体系,发展了对现代文明起重大影响的电工和电子技术。 针对电磁场学习理论性强、概念抽象等特点,利用Matlab强大的数值计算和图形技术,通过具体实例进行仿真,绘制相应的图形,使其形象化,便于对其的理解和掌握。将Matlab引入电磁学中,利用其可视化功能对电磁学实验现象进行计算机模拟,可以提高学习效率于学习积极性,使学习效果明显。 本文通过Matlab软件工具,对点电荷电场、线电荷产生的电位、平面上N 个电荷之间的库仑引力、仿真电荷在变化磁场中的运动等问题分别给出了直观形象的的仿真图,形实现了可视化学习,丰富了学习内容,提高了对电磁场理论知识的兴趣。 关键词:Matlab 电磁学仿真计算机模拟 一、点电荷电场 问题描述: 真空中,两个带正电的点电荷,在电量相同和电量不同情况下的电场分布。根据电学知识,若电荷在空间激发的电势分布为V,则电场强度等于电势梯度的

matlab期末大作业

电气学科大类 Modern Control Systems Analysis and Design Using Matlab and Simulink Title: Automobile Velocity Control Name: 巫宇智 Student ID: U200811997 Class:电气0811

电气0811 巫宇智 Catalogue Preface (3) The Design Introduction (4) Relative Knowledge (5) Design and Analyze (6) Compare and Conclusion (19) After design (20) Appendix (22) Reference (22)

Automobile Velocity Control 1.Preface: With the high pace of human civilization development, the car has been a common tools for people. However, some problems also arise in such tendency. Among many problems, the velocity control seems to a significant challenge. In a automated highway system, using the velocity control system to maintain the speed of the car can effectively reduce the potential danger of driving a car and also will bring much convenience to drivers. This article aims at the discussion about velocity control system and the compensator to ameliorate the preference of the plant, thus meets the complicated demands from people. The discussion is based on the simulation of MATLAB. Key word: PI controller, root locus

电磁场HFSS实验报告

实验一? T形波导的内场分析 实验目的? 1、?熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。????? 2、?掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作原理。?实验仪器 1、装有windows 系统的PC 一台 2、或更高版本软件 3、截图软件 实验原理 本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波导。其中,波导的端口1是信号输入端口,端口2和端口3是信号输出端口。正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块,相当于在此处放置一个金属隔片。通过调节隔片的位置可以调节在端口1传输到端口2,从端口1传输到端口3的信号能量大小,以及反射回端口1的信号能量大小。 T形波导 实验步骤 1、新建工程设置: 运行HFSS并新建工程:打开 HFSS 软件后,自动创建一个新工程: Project1,由主菜单选 File\Save as ,保存在指定的文件夹内,命名为Ex1_Tee;由主菜单选 Project\ Insert HFSS Design,

在工程树中选择 HFSSModel1,点右键,选择 Rename项,将设计命名为 TeeModel。 选择求解类型为模式驱动(Driven Model):由主菜单选HFSS\Solution Type ,在弹出对话窗选择Driven Model 项。 设置长度单位为in:由主菜单选 3D Modeler\Units ,在 Set Model Units 对话框中选中 in 项。。 2、创建T形波导模型: 创建长方形模型:在 Draw 菜单中,点击 Box 选项,在Command 页输入尺寸参数以及重命名;在Attribute页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数Transparent(透明度)将其设为。Material(材料)保持为Vacuum。 设置波端口源励:选中长方体平行于 yz 面、x=2 的平面;单击右键,选择 Assign Excitation\Wave port项,弹出 Wave Port界面,输入名称WavePort1;点击积分线 (Integration Line) 下的 New line ,则提示绘制端口,在绘图区该面的下边缘中部即(2,0,0)处点左键,确定端口起始点,再选上边缘中部即(2,0,处,作为端口终点。 复制长方体:展开绘图历史树的 Model\Vacuum\Tee节点,右键点击Tee项,选择 Edit\Duplicate\Around Axis,在弹出对话窗的Axis项选择Z,在Angel项输入90deg,在 Total Number 项输入2,点OK,则复制、添加一个长方体,默认名为TEE_1。重复以上步骤,在Angel项输入-90,则添加第3个长方体,默认名Tee_2.

武大电气工程电磁场仿真实验报告

武汉大学 工程电磁场及高电压综合实验

一、题目 有一极长的方形金属槽,边宽为1cm,除顶盖电位为100sinπxV外,其他三面的电位均为零,试用差分法求槽内电位的分布。 二、解题原理:均匀媒质中的有限差分法 我们在求解场的分布时,当边界形状比较复杂时,解析分析法不再适合了,我们可以采用数值计算的方法,数值计算法的基本思想,是将整体连续的场域划分为若干个细小区域,一般称之为网格或单元,如图1所示,然后用所求的网格交点(一般称为节点或离散点)的数值解,来代替整个场域的真实解。因而数值解,即是所求场域离散点的解。虽然数值解是一种近似解法,但当划分的网格或单元愈密时,离散点数目也愈多,近似解(数值解)也就愈逼近于真实值。 实解。在此处键入公式。 图1场域的剖分,网格节点及步长

(一)、场域的剖分、网格节点及步长 由边界Γ所界定的二维平行平面场(见图1),若采用直角坐标系则可令该场处在xoy 平面内。 所谓场域的剖分就是场域的离散化,即将场域剖分为若干个网格或单元。最常见最简单的剖分为正方形剖分,这种剖分就是在xy 平面上作许多分别与x 轴及y 轴平行的直线,称为网格线。网格线的交点称为节点或离散点,场域内的节点称为内节点,场域边界上的节点称为边界节点。两相邻网格线间距离称为步长,一般以h 表示。若步长相等则整个场域就被剖分为许多正方形网格,这就是正方形剖分。节点(离散点)的布局不一定采用正方形剖分,矩形剖分也常采用,正三角形剖分偶尔也被应用,不过最常见的最简单的仍然是正方形剖分。 (二)、差分与微分 从前面的分析可知,稳恒电、磁场的求解问题,归根到底是求解满足给定边界条件的偏微分方程(泊松方程或拉普拉斯方程)的解的问题所谓差分方法,就是用差商近似代替偏微商,或者说用差分代替微分,从而把偏微分方程转换为差分方程,后者实际上为代数方程。因此这种转化有利于方程的求解。 下面分别对一阶及二阶的差分公式进行推导。首先回顾有关偏导数的定义,有 00(,)(,)(,)(,) lim lim x x f f x x y f x y f x y f x x y x x x →→?+---==? (1) 因此当|x| 充分小时,可近似地用(,)(,)f x x y f x y x +- 或(,)(,) f x y f x x y x -- 代 替 f x ??,所谓差分公式,即是基于上述观点推得的。 设图1所示场域中的位函数为A ,任取一网格节点0,它在xy 平面上的坐标为(x ,i i y ),记节点0的矢量磁位为,i j A ,并把与节点0相邻的其他四个节点1、2、3、4的矢量磁位分别记为1,i j A +、,1i j A +、1,i j A -、,1i j A -,将节点0处函数A 的 一阶偏微商A x ??,用1、0两点函数值的差商1,,i j i j A A h +-近似代替,则有

电磁场的Matlab仿真.

Matlab 与电磁场模拟 一单电荷的场分布: 单电荷的外部电位计算公式: q φ= 4πε0r 等位线就是连接距离电荷等距离的点,在图上表示就是一圈一圈的圆,而电力线就是由点向 外辐射的线。 MATLAB 程序: theta=[0:.01:2*pi]'; r=0:10; x=sin(theta*r; y=cos(theta*r; plot(x,y,'b' x=linspace(-5,5,100; for theta=[-pi/4 0 pi/4] y=x*tan(theta; hold on ; plot(x,y; end grid on 单电荷的等位线和电力线分布图: 二多个点电荷的电场情况: 模拟一对同号点电荷的静电场 设有两个同号点电荷, 其带电量分别为 +Q1和+Q2(Q1、Q2>0 距离为 2a 则两 电荷在点P(x, y处产生的电势为: 由电场强度可得E = -?U, 在xOy 平面上, 电场强度的公式为: 为了简单起见, 对电势U 做如下变换:

。 Matlab 程序: q=1; xm=2.5; ym=2; x=linspace(-xm,xm; y=linspace(-ym,ym; [X,Y]=meshgrid(x,y; R1=sqrt((X+1.^2+Y.^2; R2=sqrt((X-1.^2+Y.^2; U=1./R1+q./R2; u=1:0.5:4; figure contour(X,Y,U,u grid on legend(num2str(u' hold on

plot([-xm;xm],[0;0] plot([0;0],[-ym;ym] plot(-1,0,'o' , 'MarkerSize' ,12 plot(1,0,'o' , 'MarkerSize' ,12 [DX,DY] = gradient(U; quiver(X,Y,-DX,-DY; surf(X,Y,U; 同号电荷的静电场图像为: 50 40 30 20 10 0-2 2

春MATLAB仿真期末大作业

MATLAB仿真 期末大作业 姓名:班级:学号:指导教师:

2012春期末大作业 题目:设单位负反馈控制系统前向通道传递函数由)()(21s G s G 和串联,其中: ) 1(1)()(21++==s A s G s K s G A 表示自己学号最后一位数(可以是零),K 为开环增益。要求: (1)设K=1时,建立控制系统模型,并绘制阶跃响应曲线(用红色虚线,并标注坐标和标题);求取时域性能指标,包括上升时间、超调量、调节时间、峰值时间; (2)在第(1)问中,如果是在命令窗口绘制阶跃响应曲线,用in1或者from workspace 模块将命令窗口的阶跃响应数据导入Simulink 模型窗口,用示波器显示阶跃响应曲线;如果是在Simulink 模型窗口绘制阶跃响应曲线,用out1或者to workspace 模块将Simulink 模型窗口的阶跃响应数据导入命令窗口并绘制阶跃响应曲线。 (3)用编程法或者rltool 法设计串联超前校正网络,要求系统在单位斜坡输入信号作用时,速度误差系数小于等于0.1rad ,开环系统截止频率s rad c /4.4''≥ω,相角裕度大于等于45度,幅值裕度大于等于10dB 。

仿真结果及分析: (1)、(2)、将Simulink模型窗口的阶跃响应数据导入命令窗口并绘制阶跃响应曲线 通过在Matlab中输入命令: >> plot(tout,yout,'r*-') >> title('阶跃响应曲线') 即可得出系统阶跃响应曲线,如下: 求取该控制系统的常用性能指标:超调量、上升时间、调节时间、峰值时间的程序如下: G=zpk([],[0,-1],5)。 S=feedback(G,1)。

电磁场HFSS实验报告

实验一 T形波导的内场分析 实验目的 1、熟悉并掌握HFSS的工作界面、操作步骤及工作流程。 2、掌握T型波导功分器的设计方法、优化设计方法和工作原理。实验仪器 1、装有windows 系统的PC 一台 2、HFSS15.0 或更高版本软件 3、截图软件 实验原理 本实验所要分析的器件是下图所示的一个带有隔片的T形波导。其中,波导的端口1是信号输入端口,端口2和端口3是信号输出端口。正对着端口1一侧的波导壁凹进去一块,相当于在此处放置一个金属隔片。通过调节隔片的位置可以调节在端口1传输到端口2,从端口1传输到端口3的信号能量大小,以及反射回端口1的信号能量大小。 T形波导

实验步骤 1、新建工程设置: 运行HFSS并新建工程:打开HFSS 软件后,自动创建一个新工程:Project1,由主菜单选File\Save as ,保存在指定的文件夹内,命名为Ex1_Tee;由主菜单选Project\ Insert HFSS Design,在工程树中选择HFSSModel1,点右键,选择Rename项,将设计命名为TeeModel。 选择求解类型为模式驱动(Driven Model):由主菜单选HFSS\Solution Type ,在弹出对话窗选择Driven Model 项。 设置长度单位为in:由主菜单选3D Modeler\Units ,在Set Model Units 对话框中选中in 项。。 2、创建T形波导模型: 创建长方形模型:在Draw 菜单中,点击Box 选项,在Command 页输入尺寸参数以及重命名;在Attribute页我们可以为长方体设置名称、材料、颜色、透明度等参数Transparent(透明度)将其设为0.8。Material(材料)保持为Vacuum。 设置波端口源励:选中长方体平行于yz 面、x=2 的平面;单击右键,选择Assign Excitation\Wave port项,弹出Wave Port界面,输入名称WavePort1;点击积分线(Integration Line) 下的New line ,则提示绘制端口,在绘图区该面的下边缘中部即(2,0,0)处点左键,确定端口起始点,再选上边缘中部即(2,0,0.4)处,作为端口终点。 复制长方体:展开绘图历史树的Model\Vacuum\Tee节点,右键

期末大作业报告

期末大作业报告 课程名称:数字图像处理 设计题目:车牌识别 学院:信息工程与自动化学院 专业:计算机科学与技术 年级:xxxxx 学生姓名:xxxxxxx(学号xxxxxxxxxxxxx) 指导教师:xxxx 日期:20XX.6.10 教务处制 车牌识别 摘要:数字图像处理技术是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科,随着图像处理理论和方法的进一步完善,使得数字图像处理技术在各个领域得到了广泛应用,并显示出广阔的应用前景。MATLAB既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的500多个数学和工程函数,工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。MATLAB中集成了功能强大的图像处理工具箱。由于MA TLAB语言的语法特征与C语言极为相似,而且更加简单,更加符合科技人员对数学表达式的书写格式,而且这种语言可移植性好、可扩展性强,再加上其中有丰富的图像处理函数,所以MA TLAB在图像处理的应用中具有很大的优势。车牌识别技术是智能交通系统的重要组成部分,在近年来得到了很大的发展。本文从预处理、边缘检测、车牌定位、字符分割、字符识别五个方面,具体介绍了车牌自动识别的原理。并用MATLAB软件编程来实现每一个部分,最后识别出汽车牌照。 关键词:车牌识别、数字图像处理、MATLAB

一、设计原理 车辆牌照识别系统的基本工作原理为:将摄像头拍摄到的包含车辆牌照的图像通过视频卡输入到计算机中进行预处理,再由检索模块对牌照进行搜索、检测、定位,并分割出包含牌照字符的矩形区域,然后对牌照字符进行二值化并将其分割为单个字符,然后输入JPEG或BMP 格式的数字,输出则为车牌号码的数字。牌照自动识别是一项利用车辆的动态视频或静态图像进行牌照号码、牌照颜色自动识别的模式识别技术。其硬件基础一般包括触发设备、摄像设备、照明设备、图像采集设备、识别车牌号码的处理机等,其软件核心包括车牌定位算法、车牌字符分割算法和光学字符识别算法等。某些牌照识别系统还具有通过视频图像判断车辆驶入视野的功能称之为视频车辆检测。一个完整的牌照识别系统应包括车辆检测、图像采集、牌照识别等几部分。当车辆检测部分检测到车辆到达时触发图像采集单元,采集当前的视频图像。牌照识别单元对图像进行处理,定位出牌照位置,再将牌照中的字符分割出来进行识别,然后组成牌照号码输出。 二、设计步骤 1. 提出总体设计方案: (1)车牌图像预处理方法 因为车牌图像都是在室外拍摄的,所以不可避免地会受到光照、气候等因素的影响,而且拍摄者的手部抖动与车辆的移动会造成图像的模糊。要去除这些干扰就得先对车牌图像进行预处理。由于当前数码相机的像素较高,原始图像的数据一般比较大,输入的彩色图像包含大量颜色信息,会占用较多的存储空间,且处理时也会降低系统的执行速度。因此对图像进行识别等处理时,常将彩色图像转换为灰度图像,以加快处理速度。对图像进行灰度化处理后常用的方法是图像二值化、去除背景图像、增强处理、边缘检测、滤波等处理等。

《科学计算与MATLAB》期末大作业

杭州电子科技大学信息工程学院《科学计算与MATLAB》期末大作业

给出程序、图、作业分析,程序需加注释。 1. 试编写名为fun.m 的MATLAB 函数,用以计算下述的值: ?? ? ??-<->=t t n t t t n t f 的)4/sin()(si 对所有)4/sin(其他情况)sin(的)4/sin()(si 对所有)4/sin()(ππππ 绘制t 关于函数f(t)的图形,其中t 的取值范围为ππ66≤≤-t ,间距为10/π。 function y=fun()%定义函数 % t=-6*pi:pi/10:6*pi; %定义变量范围 y = (sin(pi/4)).*(sin(t)>sin(pi/4))+(sin(-pi/4)).*(sin(t)=sin(-pi/4)));%函数表示 plot(t,y); %画图 end

2.解以下线性方程组 ??? ??=+=++=--3 530 42231 321321x x x x x x x x A=[2 -1 -1;1 1 4;3 0 5];%输入矩阵 B=[2;0;3]; %输入矩阵 X = A\B %计算结果 3.已知矩阵? ? ??? ???? ???=44434241 3433323124232221 14131211A 求: (1)A(2:3,2:3) (2)A(:,1:2) (3)A(2:3,[1,3]) (4)[A,[ones(2,2);eye(2)]]

A=[11 12 13 14;21 22 23 24;31 32 33 34;41 42 43 44];%输入矩阵A(2:3,2:3) %输出矩阵 A(:,1:2) %输出矩阵 A(2:3,[1,3]) %输出矩阵 [A,[ones(2,2);eye(2)]] %输出矩阵

ansys大作业ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较要点

期末大作业 题目:简单直流致动器 ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较作者姓名:柴飞龙 学科(专业):机械工程 学号:21225169 所在院系:机械工程学系 提交日期2013 年 1 月

1、 背景简述: ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用软件有限元分析软件,是现代产品设计中的高级CAE 工具之一。而ansoft Maxwell 软件是一款专门分析电磁场的分析软件,如传感器、调节器、电动机、变压器等。 本人在实验室做的课题涉及到电机仿真,用的较多的是ansoft 软件,因为其对电机仿真的功能更强大,电机功能模块更多,界面友好。 现就对一电磁场应用实例,用ANSYS 进行仿真分析,得到的结果与ansoft 得到的结果进行简单核对比较。 2、 问题描述: 简单直流致动器由2个实体圆柱铁芯,中间被空气隙分开的部件组成,线圈中心点处于空气隙中心。衔铁是导磁材料,导磁率为常数(即线性材料,r μ=1000),线圈是可视为均匀材料,空气区为自由空间(1=r μ),匝数为2000,线圈励磁为直流电流:2A 。模型为轴对称。 3、 ANSYS 仿真操作步骤: 第一步:Main menu>preferences

第二步:定义所有物理区的单元类型为PLANE53 Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete 第三步:设置单元行为 模拟模型的轴对称形状,选择Options(选项) 第四步:定义材料 Preprocessor>Material Props> ?定义空气为1号材料(MURX = 1) ?定义衔铁为2号材料(MURX = 1000) ?定义线圈为3号材料(自由空间导磁率,MURX=1)

电磁场的Matlab仿真

Matlab 与电磁场模拟 一 单电荷的场分布: 单电荷的外部电位计算公式: 等位线就是连接距离电荷等距离的点,在图上表示就是一圈一圈的圆,而电力线就是由点向外辐射的线。 MATLAB 程序: theta=[0:.01:2*pi]'; r=0:10; x=sin(theta)*r; y=cos(theta)*r; plot(x,y,'b') x=linspace(-5,5,100); for theta=[-pi/4 0 pi/4] y=x*tan(theta); hold on ; plot(x,y); end grid on 单电荷的等位线和电力线分布图: r q 04πεφ=

二多个点电荷的电场情况: 模拟一对同号点电荷的静电场 设有两个同号点电荷,其带电量分别为+Q1和+Q2(Q1、Q2>0 )距离为2a则两电荷在点P(x, y)处产生的电势为: 由电场强度可得E = -?U,在xOy平面上,电场强度的公式为: 为了简单起见,对电势U做如下变换: 。 Matlab程序:

q=1; xm=; ym=2; x=linspace(-xm,xm); y=linspace(-ym,ym); [X,Y]=meshgrid(x,y); R1=sqrt((X+1).^2+Y.^2); R2=sqrt((X-1).^2+Y.^2); U=1./R1+q./R2; u=1::4; figure contour(X,Y,U,u) grid on legend(num2str(u')) hold on plot([-xm;xm],[0;0]) plot([0;0],[-ym;ym]) plot(-1,0,'o','MarkerSize',12) plot(1,0,'o','MarkerSize',12) [DX,DY] = gradient(U); quiver(X,Y,-DX,-DY); surf(X,Y,U); 同号电荷的静电场图像为:

MATLAB期末大作业模板

MATLAB应用技术 期末大作业 专业: 姓名: 学号: 分数

一、在一个图形窗口中以子图形式同时绘制正弦、余弦、正切、余切曲线。请写下完整代码,展示图形结果。(请标注题图和坐标轴,用不同颜色和不同线型分别绘制以上曲线)。(15分) 二、某公司员工的工资计算方法如下。 (1)工作时数超过120小时者,超过部分加发15%。 (2)工作时数低于60小时者,扣发700元。 (3)其余按每小时84元发。 根据员工的工时数,计算应发工资。请写下完整的程序代码,并任意输入一工时数(使用input 函数),将结果展示(使用disp 函数)利用该代码进行计算工资,请写下计算结果。(15分) 三、编写一个函数文件,使其能够产生如下的分段函数: ?? ? ??≥<<≤-=66225.0,25.05.15.0)(x x x x x x f 请编写完整的函数文件(保存函数文件名为hanshu.m ),并编写脚本文件代码,任意输入x 值(使用input 函数),在脚本文件中调用函数文件求)(x f ,展示结果(使用disp 函数),请写下计算结果。(15分) 四、将5个学生的6门功课的成绩存入矩阵P 中,进行如下处理: (1)分别求每门课的最高分、最低分及相应学生的序号。 (2)分别求每门课的平均分和标准差。 (3)5门课总分的最高分、最低分及相应学生序号。 (4)将5门课总分按从大到小顺序存入score 中,相应学生序号存入num 。 请将各小题的运行代码完整写下来,并写下运行结果。(20分) 五、请利用所学的MATLAB 知识,自主设计一个图形用户界面,请完整记录它的设计过程,需提供文字、代码和图片,以充分说明设计的图形用户界面可实现

电磁场的matlab仿真实验--m语言1

实验三:等量异号点电荷的电势分布 一、实验目的与要求 1.掌握命令窗口中直接输入语句,进行编程绘制等量异号点电荷的电势分布图; 2.掌握二维网格和三维曲面绘图的语句。 二、实验类型 设计 三、实验原理及说明 这里在命令窗口中直接输入简单的语句进行编程设计。MATLAB有几千个通用和专用 五、实验内容和步骤 (一)建立等量异号点电荷的电势方程

物理情景是oxy平面上在x=2,y=0处有一正电荷,x= -2,y=0处有一负电荷,根据 计算两点电荷电场中电势的分布,由于 (二)利用MA TLAB的函数, 绘制等量异号点电荷的电势分布图 首先选定一系列的x和y后,组成了平面上的网络点,再计算对应每一点上的z值。例如-5:0.2:5,-4:0.2:4分别是选取横坐标与纵坐标的一系列数值,meshgrid是生成数据网格的命令,[x,y]是xy平面上的坐标网格点。z是场点(x ,y)的电势,要求写出z的表达式。这里用到MA TLAB的函数mesh()描绘3D网格图,meshgrid()描绘在3D图形上加坐标网格,sqrt()求变量的平方根。mesh()是三维网格作图命令,mesh(x,y,z)画出了每一个格点(x,y)上对应的z值(电势)。在命令窗口中直接输入简单的语句,如下。 解1

解2

当场点即在电荷处时,会出现分母为零的情况,因此在r里加了一个小量0.01,这样既可以完成计算,又不会对结果的正确性造成太大影响。 另外需要注意的是表达式中的“./ ”、“.^ ”是对数组运算的算符,含义与数值运算中的“./ ”、“.^ ”相同,不同之处是后者只对单个数值变量进行运算,而前者对整个数组变量中的所有元素同时进行运算。 解2为了减少计算量,增加精确度,与先前的示例相比,计算范围由原先的-5

2016年《电磁场与电磁波》仿真实验

《电磁场与电磁波》仿真实验

2016年11月 《电磁场与电磁波》仿真实验介绍 《电磁场与电磁波》课程属于电子信息工程专业基础课之一,仿真实验主要目的在于使学生更加深刻的理解电磁场理论的基本数学分析过程,通过仿真环节将课程中所学习到的理论加以应用。受目前实验室设备条件的限制,目前主要利用MATLAB仿真软件进行,通过仿真将理论分析与实际编程仿真相结合,以理论指导实践,提高学生的分析问题、解决问题等能力以及通过有目的的选择完成实验或示教项目,使学生进一步巩固理论基本知识,建立电磁场与电磁波理论完整的概念。 本课程仿真实验包含五个内容: 一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门 二、单电荷的场分布 三、点电荷电场线的图像 四、线电荷产生的电位 五、有限差分法处理电磁场问题

目录 一、电磁场仿真软件——Matlab的使用入门......... (4) 二、............................................................ 单电荷的场分布 1O 三、........................................................ 点电荷电场线的图像 12- 四、................................................................ 线电荷产生的电位............................................................. : ..... 14 - 五、....................................................................... 有限差分法处理电磁场问题17…

matlab综合大作业(附详细答案)

m a t l a b综合大作业(附详细 答案) 标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

《MATLAB语言及应用》期末大作业报告1.数组的创建和访问(20分,每小题2分): 1)利用randn函数生成均值为1,方差为4的5*5矩阵A;实验程序:A=1+sqrt(4)*randn(5) 实验结果: A = 2)将矩阵A按列拉长得到矩阵B; 实验程序:B=A(:) 实验结果: B =

3)提取矩阵A的第2行、第3行、第2列和第4列元素组成2*2的 矩阵C; 实验程序:C=[A(2,2),A(2,4);A(3,2),A(3,4)] 实验结果: C = 4)寻找矩阵A中大于0的元素;] 实验程序:G=A(find(A>0)) 实验结果: G = 5)求矩阵A的转置矩阵D; 实验程序:D=A' 实验结果: D = 6)对矩阵A进行上下对称交换后进行左右对称交换得到矩阵E; 实验程序:E=flipud(fliplr(A)) 实验结果: E =

7)删除矩阵A的第2列和第4列得到矩阵F; 实验程序:F=A; F(:,[2,4])=[] 实验结果: F = 8)求矩阵A的特征值和特征向量; 实验程序:[Av,Ad]=eig(A) 实验结果: 特征向量Av = + - + - - + + - 特征值Ad = 0 0 0 0 0 + 0 0 0 0 0 - 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9)求矩阵A的每一列的和值; 实验程序:lieSUM=sum(A) 实验结果: lieSUM = 10)求矩阵A的每一列的平均值; 实验程序:average=mean(A) 实验结果: average = 2.符号计算(10分,每小题5分): 1)求方程组20,0 uy vz w y z w ++=++=关于,y z的解; 实验程序:S = solve('u*y^2 + v*z+w=0', 'y+z+w=0','y,z'); y= S. y, z=S. z

ANSYS电磁场仿真实验报告

电磁场仿真实验报告

求平行输电线周围的电位和电场分布 一、报告要求:该生学号尾号为1,建立3条垂直排布的导线。电位由下到上分别为1V,2V,3V,如下图所示: 二、模型说明:静电场计算,求解区域为模型的5倍,截断边界条件。最下方导线对地高度为10米,导线半径为0.01米,导线之间间距为5米。 (即:H1=10m,H2=15m,H3=20m,U1=1V,U2=2V,U3=3V,R0=0.01m,求解区域为一半圆,题目要求求解区域为模型的5倍,模型尺寸认为是40m,故取半圆半径L=200m。) 如下图所示:

三、实验步骤: 1、确定文件名,选择研究范围。 点击Utility Menu>File>Change Title,输入你的文件名。 例如“姓名_学号”(ZLM_2012301530051) 点击Main Menu>Preferences,选择Electric。 点击Main Menu>Preprocessor>,进入前处理模块 (command: /TITLE,ZLM_2012301530051 /COM,Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM, Electric /PREP7 ) 2、定义参数 点击Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters,在下面“Selection”空白区 域填入参数: H1=10 H2=15 H3=20 R0=0.01 U1=1 U2=2 U3=3 每一个参数输入完毕,点击“Accept ”按钮,输入的参数就导入上方“Items”指示的框中,等参数导入完毕后,点击“close”按钮关闭对话框。(command: *SET,H1,10 *SET,H2,15 *SET,H3,20 *SET,R0,0.01 *SET,U1,1 *SET,U2,2 *SET,U3,3) 3、定义单元类型 点击Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,出现单元类型 对话框“Element Types”,点击Add,弹出单元类型选择库对话框“Library of ElementTpes”选择Electrostatic 和2D Quad 121(二维四边形单元plane121)。点 击ok,关闭单元类型选择库对话框,此时在单元类型对话框中显示所添加的单元类型“Type 1 PLANE121”,表示单元类型添加成功,点击Close 按钮,关闭对 话框。 (command: ET,1,PLANE121)

华科电磁场matlab仿真作业

华科电磁场m a t l a b仿真作 业 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

电磁场作业 电气1202 XXX U201200000一.作业一 1.程序框图

2.程序 clear; col = 61; %第一行点数 row = col; %行数 span = 0.3/(col-1); %步长 End = ones(1,col)*col; %每一行的终止点 Start = ones(1,col); %每一行的起始点 A = zeros(row,col); %A矩正存储每点电势 for i = (col-1)/3+1:(col-1)*2/3+1

for j = (col-1)/3+1:(col-1)*2/3+1 A(i,j) =100; end end %初始化电势完毕 temp = A; for n= 1:500 %迭代次数 for i = 2:row-1 if ( i<((col-1)/3+1)||i>( (col-1)*2/3+1 ) ) for j = Start(i)+1:End(i)-1 temp(i,j)=(A(i-1,j) +A(i+1,j) +A(i,j-1) +A(i,j+1))/4; end else for j = 2:(col-1)/3 temp(i,j)=(A(i-1,j) +A(i+1,j) +A(i,j-1) +A(i,j+1))/4; end for j = 2*(col-1)/3+2:col-1 temp(i,j)=(A(i-1,j) +A(i+1,j) +A(i,j-1) +A(i,j+1))/4; end end A = temp; end end X = row:-1:1; Y = col:-1:1; [X,Y] = meshgrid(X,Y); figure(1); surf(rot90(A,2)); figure(2); contour(rot90(A,2)); hold on; [Gx,Gy] = gradient(A,1,1); quiver(Gx,Gy); 3.计算机绘图

MATLAB期末作业(MATLAB应用)

Matlab在汽车振动分析中的应用 XXX (昆明理工大学交通工程学院,昆明650500) 摘要:在明确汽车振动的产生原因及其危害的基础上,对汽车振动进行了理论分析、MATLAB编程计算以及试验研究。结果表明:将MATLAB强大的数据处理和可视化技术应用于汽车振动分析与控制中,既可以验证理论分析的结果,又可以预测汽车响应,具有很高的实用价值。 关键字:MATLAB 汽车振动激励阻尼自由度 1 汽车振动的产生原因及其危害 机械振动是一种特殊形式的运动,激励、质量、弹性和阻尼是振动系统的四大要素。如果把汽车作为一个系统来研究,汽车本身就是一个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统。由于汽车内部各部分的固有频率不同,汽车在行驶中常因路面不平、车速和运动方向的变化,车轮、发动机和传动系统的不平衡,以及齿轮的冲击等各种外部和内部的激振作用而极易产生整车和局部的强烈振动。汽车的这种振动使汽车的动力性得不到充分的发挥,使经济性变坏。同时,还要影响汽车的通过性、操纵稳定性和平顺性,使乘员产生不舒服和疲乏的感觉,甚至损坏汽车的零部件和运载的货物,缩短汽车的使用寿命[1]。因此,研究汽车振动的目的主要有两方面:一是降低振动对汽车零部件的损伤、对汽车使用性能的危害;二是试图利用振动为汽车设计服务,利用振动机理设计制造振动机械以减轻劳动强度,提高工作效率是不乏先例的。 2汽车振动的理论分析 2.1建立振动的力学模型 当一个实际振动系统较复杂时,建立的模型越复杂,越接近实际情况,模拟越逼真,但往往使分析困难;相反地,建立模型时,分析越容易,但得到的结果可能不精确,因此,在建立振动系统力学模型中,总是在求得简化表达和逼真模拟二者之间的折衷[2]。振动分析的关键就是:根据研究的内容和要求,把所研究的对象以及外界对它的作用简化为一个既简单又能在动态特性方面与原来的研究对象等效的力学模型。 汽车是由多个系统组成的复杂的振动系统,每个系统都存在振动问题。主要包括发动机、传动系统、制动系统、转向系统、悬架系统、车身和车架系统存在的振动问题。研究汽车这样一个复杂的振动系统,要根据所分析的问题进行简化,具体简化方案有以下几种 [3]: 1)当汽车对称于其纵轴线时,汽车车身只有垂直振动和俯仰振动对平顺性影响最大。此时,将汽车简化成如图1a)所示的四个自由度的平面模型,因轮胎阻尼较小,在此予以忽略。在这个模型中,车身质量m2,主要考虑垂直和俯仰两个自由度前、后车轴质量m1f,m1r。有两个垂直自由度。 2)当汽车前、后轴悬架质量分配达到一定值时,前、后悬架系统的垂直振动几乎是独立的。于是可以将汽车进一步简化为如图1b)所示的车身和车轮两个自由度振动系统。 M2:为簧载(车身)质量,m1为非簧载(车轮)质量。分析平顺性时,只考虑两个质量的垂直自由度。

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