MATLAB电路仿真
MATLAB电路仿真
公式； 电压测量模块的选中； Scope模块的选中及其参数设置； RLC Branch的正确选择； 仿真参数的调整0-20s的仿真时间。
例4-4利用Simulink直接搭建模型
仿真结果如下
2.含有受控源的正弦稳态电路
受控电流源或者受控电压源有现成的模 块；
控制信号的正确引入是关键和难点；
Z2=[2,2]; %电阻2在不同频率的输入信号下产生的对应阻抗
Z3=[2,2]; %电阻3在不同频率的输入信号下产生的对应阻抗
Uoc=(Z2./(Z1+Z2)-Z4./(Z3+Z4)).*Us; %电压源在bd点产生的等 效电压
Zeq=Z3.*Z4./(Z3+Z4)+Z1.*Z2./(Z1+Z2); %计算等效电阻
方法二：直接在Simulink内构建仿真模型 用四种模块：
Serial RLC Branch 模块
Current Measurement 模块
Display 模块，输出测量的结果。
位于Simulink节点下的Sinks模块库中。
按照参数调制表设置参数, 将各个模块用信号现连接起来。
U=Is.*Zeq+Uoc
%bd两点间电压值
disp(' w
Um
phi') %显示结果
disp([w',abs(U'),angle(U')*180/pi])
w Um phi
1.0000 3.1623 -18.4349
w Um phi
1.0000 3.1623 -18.4349
写出U（t）的2.0表000达7式.07为11：-8.1301 Ut=3.1623cos(t-18.4349)+7.0711cos(2t-
matlab电路仿真教程
matlab电路仿真教程Matlab是一种功能强大的软件，用于进行电路仿真和分析。
通过Matlab，用户可以轻松地进行电路分析、验证和优化。
在本教程中，我将介绍如何使用Matlab进行电路仿真，并提供一些实例来帮助您更好地理解。
首先，我们需要了解Matlab中的电路仿真工具。
Matlab提供了许多函数和工具箱，用于电路建模和仿真。
其中最常用的是Simulink和Circuits工具箱。
Simulink是一个可视化的仿真环境，用于建立和模拟电路系统。
Circuits工具箱则提供了一些基本电路元件和函数，用于电路建模和分析。
要开始使用Matlab进行电路仿真，首先需要安装Matlab和Simulink软件，并确保您具有有效的许可证。
然后，打开Matlab并导航到Simulink库。
在Simulink库中，您将找到许多电路元件，例如电阻器、电容器和电感器，以及电压源和电流源。
将合适的元件拖放到工作区域中，然后连接它们以构建您的电路。
在电路建模完成后，您需要为电路设置适当的参数。
例如，您可以指定电阻、电容和电感的值，以及电压源和电流源的值。
您还可以添加信号源和观察点，以便在仿真期间监视电路的行为。
一旦您完成了电路建模和参数设置，接下来就可以对其进行仿真了。
在Simulink工具箱中，有几种不同类型的仿真可用，例如时域仿真和频域仿真。
通过选择合适的仿真类型，并设置仿真时间和步长，您可以开始执行仿真并观察电路的响应。
在仿真完成后，您可以使用Matlab绘图工具箱中的一些函数来绘制和分析电路响应。
例如，您可以绘制电压随时间的变化曲线，或者计算电源输出和负载电流之间的关系。
通过使用Matlab的分析工具，您还可以进行降阶、优化和参数估计等进一步分析。
让我们通过一个简单的示例来说明如何使用Matlab进行电路仿真。
假设我们有一个简单的RC电路，其中包括一个电阻器和一个电容器。
我们想要了解电容器的电压如何随时间变化。
matlab电路仿真教程
在MATLAB窗口的工具栏中单击
图标
在命令窗口中输入命令： >>simulink
2. Simulink浏览器
标题栏 菜单栏 工具栏 模块说明框
基本模块库
已安装专用 模块库
模块查找框 模块显示框
Simulink基本模块库包括8类子库 ： Continuous（连续模块） Discrete（离散模块） Function&Tables（函数和平台模块） Math（数学模块） Nonlinear（非线性模块） Signals&Systems（信号和系统模块） Sinks（接收器模块） Sources（输入源模块）
基于MATLAB/Simulink的直流电路仿真分析
电路如图所示，参数如下：R1=2，R2=4，R3=12，R4=4，R5=12，R6=4， R7=2，Us=10V。求i3，U4，U7；
仿真结果
（2）启动仿真
启动方式： (1) Simulink模块编辑窗口菜单栏“ Simulation /Start” (2)单击工具栏上的 图标
举例说明 Sim6_1.mdl
三、Simulink常用模块介绍
在模块浏览器中的Simulink节点下包含了搭建一个Simulink模块所 需要的基本模块。本节主要对其中的Sources模块库、Sinks 模块库、 Simpower systeems模块库中的常用模块进行介绍。
输入已有的函数作为仿真的激励信号。首先要在MATLAB环境下建立一
个时间向量和相应的函数值向量，然后将时间向量和函数值向量的名称
[T, U]填入该图标的对话框中。
Sinks模块
Sinks模块库中的模块主要功能是接受信号，并且将接受的信号显示出来。
MATLAB电路仿真
（3) 编写MATLAB 仿真程序或建立Simulink 模块方框图， 调试并运行程序。
（4)得出数值解，即仿真结果，对仿真结果进行分析，以 确定结果的可靠性和有效性。
20:24 5
第5周 MATLAB电路仿真
R ＋ f(t ) －
L
i L(t ) ＋ C u C(t ) －
图2-2 一个二阶电路系统
function in=f(t) %输入信号
in=(t>0)*1;%阶跃信号
20:24
10
第5周 MATLAB电路仿真 然后，利用 MATLAB 提供的求解微分方程的指令对 该微分方程组求解。 MATLAB 提供的求解微分方程的算 法有多个，如“ode45”、“ode23” 、“ ode15s” 等，不同 的算法适用的场合稍有不同。例如，通过“ ode45” 函数 求解，MATLAB程序（程序名为ex123.m）如下： 程序2-4 %filename ex123.m L=1;%电感值
%矩阵初始化
xdot(1)=-R/L*x(1)-1/L*x(2)+1/L*f(t);%方程1 xdot(2)=1/C*x(1);%方程2
function in=f(t)%输入信号
in=(t>0)*1;%信号阶跃 而ex123.m的“ode45”语句中仍然将系统状态改为[0，1]。 20:24 18 运行后得到的波形仿真结果如图 2-5所示。
20:24 15
第5周 MATLAB电路仿真 text(0.9,0.07,′＼leftarrowi-L(t)′);grid; figure(2);plot(t,x(:,2));holdon;xlabel(′timesec′);
text(0.5,0.3,′＼leftarrowu-C(t)′);grid;
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现
基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现基于Matlab的电路实时仿真平台设计与实现一、引言电路仿真是电子工程领域中重要的工具之一，在电子电路设计过程中起着至关重要的作用。
而基于Matlab的电路实时仿真平台则是利用Matlab软件对电路进行仿真实验的重要应用之一。
本文将介绍基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现过程。
二、电路仿真平台的设计与实现1. 平台功能需求分析基于Matlab的电路实时仿真平台的设计与实现主要包含以下功能需求：（1）电路建模：能够支持电路元件的建模以及电路的连接和布线。
（2）仿真参数设置：能够设置仿真的时间范围、步长等参数。
（3）仿真结果分析：能够实时显示电路中各个元件的电压、电流、功率等参数，并提供结果分析的功能。
（4）实验控制：能够控制实验的开始、暂停、恢复、停止等操作。
（5）数据记录与导出：能够记录仿真实验过程中的数据，并支持数据导出为Excel或其他格式。
2. 平台设计与实现基于以上功能需求，我们设计了一套基于Matlab的电路实时仿真平台。
平台的实现主要分为以下几个模块：（1）电路建模模块：利用Matlab提供的图形用户界面工具，搭建了一个电路建模界面。
用户可以通过该界面选择电路元件，并将元件进行连线和布线，从而实现电路的建模。
在建模过程中，用户还可以设置元件的参数和初始条件。
（2）仿真参数设置模块：通过设定仿真的时间范围、步长等参数，用户可以对仿真实验进行灵活的配置，以满足不同的需求。
（3）仿真运行模块：在完成电路建模和参数设置后，用户可以点击“运行”按钮，开始进行仿真实验。
平台利用Matlab强大的计算能力，根据电路模型和仿真参数进行实时的仿真计算，并实时绘制出电路中各个元件的电压、电流曲线等。
用户可以通过切换窗口或界面，实时观察仿真结果。
（4）实验控制模块：平台提供了开始、暂停、恢复、停止等操作按钮，用户可以根据需要自由控制仿真实验的进行。
例如，在观察到关键数据点时，用户可以暂停仿真实验，通过对元件参数的调整，进一步优化电路设计。
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三、Simulink常用模块介绍
在模块浏览器中的Simulink节点下包含了搭建一个Simulink模块所 需要的基本模块。本节主要对其中的Sources模块库、Sinks 模块库、 Simpower systeems模块库中的常用模块进行介绍。
Sources 模块
阶跃函数，起始时间是第1秒而非0秒。双击step模块，对仿真起始时间(step time)和阶跃
正弦波，电路中常用到的正弦信号（Sine Wave）模块，双击图标，在弹出的窗口中
调整相关参数。信号生成方式有两种：Time based 和 Sample based 。
从工作空间输入。从MATLAB Workspace输入已有的函数作为仿真的激
励信号。首先要在MATLAB环境下建立一个时间向量和相应的函数值向量，然后将时间向量和函数值
matlab电路仿真教程
1
Simulink简介
一、Simulink窗口环境 1. 启动Simulink
在MATLAB窗口的工具栏中单击 图标 在命令窗口中输入命令： >>simulink
2. Simulink浏览器 标题栏 菜单栏 工具栏 模块说明框
基本模块库
已安装专用 模块库
模块查找框 模块显示框
SimPower Systems模块
DC Voltage Source直流电压源，在 “Electrical Sources”模块内. Series RLC Branch 串联RLC 支路，设置参数可以去掉任一元件，将其变为单独的电阻、电容或电感 的支路。 将Series RLC Branch 模块设置成单一电阻时，应将参数：“Resistance”设 为所仿真电阻的真实值， “Inductance”设置为0，“Capacitance”设置为inf； 将Series -RLC Branch模块设置单一电感时，应将参数：“Inductance”设置为所仿真电感的真实值， “Resistance”设置为0，“Capacitance”设置为inf； 将Series RLC Branch设置单一电容时，应将参ห้องสมุดไป่ตู้: “Capacitance”设置为所仿真电感的真实值， “Resistance”和“Inductance”均设置为0。
matlab在电路分析和仿真中的应用
MATLAB/SIMULNK的主要产品及其相互关系
2024/7/15
MATLAB的优点
• 1. 容易使用 • 2. 可以由多种操作系统支持 • 3. 丰富的内部函数 • 4. 强大的图形和符号功能 • 5. 可以自动选择算法 • 6. 与其他软件和语言有良好的对接性
2024/7/15
2024/7/15
Matlab 的安装
2 输入名字和公司名称 3 在第三个空白处(PLP)输入软件的序列号sn 4 继续安装，直到安装完成。
2024/7/15
5 安装帮助 将安装目录中的help文件夹替换为安装包中的 help文件夹
MATLAB 7用户界面概述
MATLAB 7的用户界 面主要包括以下三个 方面的内容： • MATLAB 7的主菜单 • MATLAB 7的工具栏 • MATLAB 7的窗口
matlab自定义的函数文件称内置函数文件
调用内置函数的方法：使用函数名并给出相应的入 口、出口参数即可。
例如：sin.m函数——用type sin查不到。
调用格式：y=sin(2*x)
1
实际应用中：
0.8
x=0:2*pi/180:2*pi;
0.6
y=sin(2*x)
0.4
0.2
plot(x,y)
0
-0.2
2024/7/15
-0.4
-0.6
取R=255欧，L=125uH，C=6800pF，则：
H (s)
sRC s2LC sRC
1
85s2
1734000s 1734000s
1014
m文件如下： % LCR串联谐振电路 R=255; L=125*10^(-6); C=6800*10^(-12);
MATLAB电路仿真
实验一直流电路（矩阵的基本运算）一、实验目的：1、加深对直流电路的节点电压法和网孔电流法的理解。
2、学习MA TLAB的矩阵运算方法。
二、实验示例1、节点分析示例一电路如图所示，求节点电压V1、V2和V3。
MA TLAB求解：Y = [ 0.15 -0.1 -0.05;-0.1 0.145 -0.025;-0.05 -0.025 0.075 ];I = [ 5;0;2 ];fprintf(' 节点V1,V2,V3 :\n')v = inv(Y)*I仿真结果：节点V1,V2和V3:v =404.2857350.0000412.85712、回路分析示例二使用解析分析得到通过电阻R B的电流。
另外，求10V电压源提供的功率。
MA TLAB求解：Z = [40 -10 -30;-10 30 -5;-30 -5 65];V = [10 0 0]';I = inv(Z)*V;IRB = I(3)-I(2);fprintf('the current through R is %8.3f Amps \n',IRB)PS = I(1)*10;fprintf('the power bupplied by 10V source is %8.4f watts \n',PS)仿真结果：the current through R is 0.037 Ampsthe power bupplied by 10V source is 4.7531 watts三、实验内容：1、电阻电路的计算如图，已知：R1=2，R2=6,R3=12,R4=8,R5=12,R6=4,R7=2.(1) 如Us=10V,求i3,u4,u7;(2) 如U4=4V,求Us,i3,i7.（1）Z = [20 -12 0;-12 32 -12;0 -12 18];V = [10 0 0]';I = inv(Z)*V;i3 = I(1)-I(2);u4 = 8*I(2);u7 = 2*I(3);fprintf('i3=%f \n',i3)fprintf('u4=%f \n',u4)fprintf('u7=%f \n',u7)仿真结果：i3=0.357143u4=2.857143u7=0.476190（2）Z = [0 8 0;-12 32 -12;0 -12 18];V = [4 0 0]';I = inv(Z)*V;Us = 20*I(1)-12*I(2);i3 = I(1)-I(2);i7 = I(3);fprintf('Us=%f \n',Us)fprintf('i3=%f \n',i3)fprintf('i7=%f \n',i7)仿真结果：Us=14.000000i3=0.500000i7=0.3333332、求解电路里的电压，例如V1,V2,……V5.Y = [1 -1 2 -2 0;0 5 -13 8 0;2 0 4 -11 0;176 -5 5 -196 0;0 0 0 0 1];I = [0 -200 -120 0 24]';V = inv(Y)*I;fprintf('V1=%fV\nV2=%fV\nV3=%fV\nV4=%fV\nV5=%fV\n',V(1),V(2), V(3),V(4),V(5))仿真结果：V1=117.479167VV2=299.770833VV3=193.937500VV4=102.791667VV5=24.000000V3、如图，已知R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2,求i1和i2.Z = [1 0 0 0;-4 16 -8 -4;0 0 1 0.5;0 -8 4 6];V = [2 0 0 0]';I = inv(Z)*V;i1 = I(2)-I(3);i2 = I(4);fprintf('i1=%f V\ni2=%f V\n',i1,i2)仿真结果：i1=1.000000 Vi2=1.000000 V四、实验总结1、仿真前需进行准确的计算，列出节点或回路表达式方可列出矩阵惊醒计算。
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实验一直流电路（矩阵的基本运算）一、实验目的：1. 加深对直流电路的节点电压法和网孔电流法的理解。
2. 学习MA TLAB的矩阵运算方法。
二、实验内容：1电阻电路的计算如图，已知：R1=2，R2=6,R3=12,R4=8,R5=12,R6=4,R7=2.(1) 如Us=10V,求i3,u4,u7;(2) 如U4=4V,求Us,i3,i7.（1）Z=[20 -12 0;-12 32 -12;0 -12 18];V=[10 0 0]';I=inv(Z)*V;i3=I(1)-I(2);u4=I(2)*8;u7=I(3)*2;fprintf('i3=%fA\n',i3);fprintf('u4=%fA\n',u4);fprintf('u7=%fA\n',u7)程序运行结果：i3=0.357143Au4=2.857143Au7=0.476190A（2）Z=[-12 32 -12;0 -12 18;0 8 0];V=[0 0 4]';I=inv(Z)*V;us=20*I(1)-12*I(2);i3=I(1)-I(2);u7=I(3)*2;fprintf('us=%fV\n',us);fprintf('i3=%fA\n',i3);fprintf('u7=%fV\n',u7)程序运行结果：us=14.000000Vi3=0.500000Au7=0.666667V2求解电路里的电压，例如V1,V2,……V5.Y=[-4.275 0.125 4.65;-0.1 -0.2 0.55;-0.125 0.075 0.05];I=[0 6 5]';V=inv(Y)*I;V2=V(1)+2*V(2)-2*V(3);V5=24;fprintf('V(1)=%fV\n',V(1));fprintf('V(2)=%fV\n',V2);fprintf('V(3)=%fV\n',V(2));fprintf('V(4)=%fV\n',V(3));fprintf('V(5)=%fV\n',V5)程序运行结果：V(1)=117.479167VV(2)=299.770833VV(3)=193.937500VV(4)=102.791667VV(5)=24.000000V3如图，已知R1=R2=R3=4,R4=2,控制常数k1=0.5,k2=4,is=2,求i1和i2.Y=[1 -1;-0.5 1.5];I=[4 0]';V=inv(Y)*I;i1=[V(1)-V(2)]*0.25;i2=V(2)*0.5;fprintf('i1=%fA\n',i1);fprintf('i2=%fA\n',i2)程序运行结果：i1=1.000000Ai2=1.000000A实验二直流电路（2）（基本二维图形的绘制）一、实验目的：1.加深对戴维南定律，等效变换等的了解。
2.进一步了解MATLAB在直流电路的应用。
二、实验内容1在图2-3，当RL从0改变到50KΩ，绘制负载功率损耗。
检验当RL=10KΩ的最大功率损耗。
U=10;R=10e3;RL=0:50e3;P=(RL*U./(RL+R)).*U./(RL+R);figure(1),plot(RL,P),grid程序运行结果：00.51 1.52 2.53 3.54 4.55x 10400.511.522.5-3实验三 正弦稳态一、 实验目的：1． 学习正弦稳态电路的分析方法。
2． 学习MATLAB 复数的运算方法。
二、实验内容1如图所示电路，设R1=2,R2=3,R3=4,jxl=j2,-jXC1=-j3,-jXC2=-j5,Us1=8∠0°V ,Us2=6∠0°,Us3=∠0°,Us4=15∠0°,求各电路的电流相量和电压向量。
Z1=2j;Z2=-3j;Z3=-5j;R1=2;R2=3;R3=4;Y1=R1*Z1/(R1+Z1);Y2=R2*Z2/(R2+Z2);Y3=R3*Z3/(R3+Z3);Us1=8;Us2=6;Us3=8;Us4=15;Y=[Y1+Y2 -Y2;-Y2 Y2+Y3];I=[Us1/Z1+Us2/R2;Us3/R3+Us4/Z3-Us2/R2]; U=inv(Y)*I;ua=U(1)ub=U(2)I1=Y1*uaI2=Y2*(ub-ua)I3=Y3*ubI1R=ua/R1I1L=(ua-Us1)/Z1I2R=(Us2+ub-ua)/R2I2C=(ub-ua)/Z2I3R=(ub-Us3)/R3I3C=(ub-Us4)/Z3程序运行结果：ua =0.9611 - 1.5142iub =-0.0294 - 0.2068iI1 =2.4753 - 0.5531iI2 =0.4753 + 3.4469iI3 =-0.4753 - 0.4469iI1R =0.4806 - 0.7571iI1L =-0.7571 + 3.5194iI2R =1.6698 + 0.4358iI2C =-0.4358 - 0.3302iI3R =-2.0074 - 0.0517iI3C =0.0414 - 3.0059i2.含电感的电路：复功率如图，已知R1=4,R2=R3=2,XL1=10,XL2=8,XM=4,Xc=8,Us=10∠0°V,Is=10∠0°A.求电压源，电压源发出的复功率。
R1=4;R2=2;R3=R2;XC=8;Us=10;Is=10;Z1=6*j;Z2=4*j;Z3=Z2;Is1=Us/R1;Y1= (R1-XC*j)/ (R1*(-XC*j));Y2=1/Z1;Y3=1/Z3;Y4=1/ (Z2+R2);Y5=1/R3;Y= [ Y1+Y2 -Y2 0;-Y2 Y2+Y3+Y4 -Y4;0 -Y4 Y4+Y5];I= [Is1; 0; Is];U=Y\I;IR1=-(U (1)-Us)/R1;Pu=Us *conj (IR1)Pi=U (3)*conj (Is)程序运行结果：Pu = -4.0488 - 9.3830iPi = 1.7506e+002 +3.2391e+001i实验四交流分析和网络函数一、实验目的1、学习交流电路的分析方法。
2、学习交流电路的MA TLAB分析方法。
二、实验内容1电路显示如图所示4-2，求电流i1(t)和电压uc(t)Z=[10-7.5j 5j-6;5j-6 16+3j];U=[5*exp(pi*0*1j/180) -2*exp(pi*75*1j/180)]';I=inv(Z)*U;Z1=-10j;I1=I(1);U1=(I(1)-I(2))*Z1;I1_abs=abs(I1);I1_ang=angle(I1)*180/pi;U1_abs=abs(U1);U1_ang=angle(U1)*180/pi;fprintf('I1, magnitude: %f \n I1, angle in degree:%f \n',I1_abs,I1_ang); fprintf('U1, magnitude: %f \n U1, angle in degree:%f',U1_abs,U1_ang) 程序运行结果：I1, magnitude: 0.548304I1, angle in degree: 15.019255U1, magnitude: 5.965524U1, angle in degree: -40.861691实验五动态电路一、实验目的1、学习动态电路的分析方法。
2、学习动态电路的MA TLAB计算方法。
二、实验内容1正弦激励的一阶电路，已知R=2欧姆，C=0.5F, 电容初始电压Uc(0+)=4V，激励的正弦电压Us(t)=Umcoswt，其中w=2rad/s。
当t=0时，开关s闭合，求电容电压的全响应，区分其暂态响应与稳态响应，并画出波形。
uc0=4;w=2;R=2;C=1;Zc=1/(j*w*C);us=8*cos(w*t);ucf=us*Zc/(Zc+R);dt=0.1;t=0:dt:10;uc1=uc0*exp(-t/T);T=R*C;figure(3);subplot(3,1,1);h1=plot(t,ucf);grid,set(h1,'linewidth',2)subplot(3,1,2);h2=plot(t,uc1);grid,set(h2,'linewidth',2);uc=ucf+uc1;subplot(3,1,3);h3=plot(t,uc);grid,set(h3,'linewidth',2)程序运行结果：012345678910-0.50.5012345678910024012345678910-505uc 全响应图实验六 频率响应一、实验目的1、学习有关频率响应的的相关概念。
2、学习MATLAB 的频率计算。
二、实验示例1、一阶低通电路的频率响应ww=0:0.2:4;H=1./(1+j*ww);Figure (1)subplot(2,1,1),plot(ww, abs(H)),grid, label ('ww'), ylabel ('angle(H)')subplot(2,1,2),plot(ww, angle(H))grid, label('ww'),ylabel('angle(H)')figure(2)subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))) grid, label('ww'),ylabel('分贝')subplot(2,1,2),semilogx(ww, angle(H))grid, label('ww'),ylabel('angle(H)')程序运行结果：(a)线性频率响(b)对数频率响2、频率响应：二阶低通电路for Q=[1/3,1/2,1/sqrt(2),1,2,5]ww=logspace(-1,1,50);H=1./(1+j*ww/Q+(j*ww).^2);figure(1)subplot(2,1,1),plot(ww,abs(H)),hold onsubplot(2,1,2),plot(ww,angle(H)),hold onfigure(2)subplot(2,1,1),semilogx(ww,20*log10(abs(H))),hold on subplot(2,1,2),semilogx(ww,angle(H)),hold onendfigure(1)subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)')subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)')figure(2)subplot(2,1,1),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)')subplot(2,1,2),grid,xlabel('w'),ylabel('abs(H)')程序运行结果：(a)线性频率响(b)对数频率响。