用MATLAB求解线性电路的正弦稳态响应
Matlab正弦稳态电路的分析正弦稳态电路讲课稿
M a t l a b正弦稳态电路的分析正弦稳态电路开放实验室项目研究论文题目： Matlab正弦稳态电路的分析正弦稳态电路学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级序号：学号：学生姓名：指导教师：2011年12月基于MATLAB的RLC电路结点电压法的仿真分析正弦稳态电路摘要：正弦稳态电路的分析计算是大家普遍反映难以理解的内容，尤其是在电路比较复杂的情况下更是如此。
本文在简要介绍了Matlab软件的基础上，提出了利用Matlab来进行电路分析的方法，且重点研究了用Matlab分析正弦稳态电路。
Matlab具有强大的数值运算供能以及强大的绘图功能，在以利用matlab进行电路分析时，可以精确的得到电路的各个参数。
且通过作图，我们可以很直观的观看的信号的相位关系。
本文对R,L,C串联电路和R,L,C串联电路为例，用Matlab绘出表现其正弦稳态特想的时域波图，向量图。
与一般分析方法比较，可以看出用Matlab分析正弦稳态电路具有简便、直观的优点。
关键字：Matlab ；正弦稳态；向量图；电路分析方法Abstract：Sine steady-state analysis and calculation of the circuit is commonreflection is difficult to understand the content, especially in the circuit is morecomplex situation is even more so. This paper briefly introduces the Matlabsoftware was put forward based on Matlab to circuit analysis method, and mainlystudied Matlab analysis sine steady-state circuit. Matlab has strong numericspowering and strong drawing function, by use of Matlab for circuit analysis, canaccurate get circuit various parameters. And through the plot, we can quite intuitive watch signal the phase relationship. This paper R, L, C series circuit and R, L, Cseries circuit for example, by using Matlab draw expressed its sinusoidal steadyespecially want to temporal oporto, vector diagram. Compared with the generalanalysis method, it can be seen that the Matlab analysis sinusoidal steady circuit is simple, intuitive advantages.Keywords: Matlab； Sinusoidal Steady State； Vector Diagram ； CircuitAnalysis绪论：随着电子计算机及其相关技术的发展，计算机辅助设计技术正作为一门崭新的技术在世界范围内蓬勃兴起。
基于matlab的正弦稳态电路功率的分析
【正文】1.前言在电工和无线电技术等领域中存在着许多周期性的正弦、非正弦电压、电流（或信号）。
对于非正弦电压、电流（或信号），可利用傅里叶变换，将周期性时间函数分解为许多不同频率和幅值的正弦时间函数之和。
然后应用叠加定理对每一频率的正弦时间函数，用相量法计算它们的稳态响应，将所有这些响应叠加起来，就可以得到周期性时间函数激励下的稳态响应。
对称的三相非正弦激励下的三相电路，也可以根据叠加定理，先分别计算各谐波电压单独作用时三相电路中的电压、电流谐波，然后叠加求出各电压、电流[1]。
电路的正弦稳态是电路在正弦电压（流）的激励作用下，电路最终所达到的稳定状态。
实际上，当电路中的自由响应衰减到可以不计时，便可认为电路进入了稳态。
在正弦稳态下，电路中所有电流、电压都依电源的频率按正弦方式变化。
按正弦规律变化的物理量称为正弦量。
分析正弦电路，就是要找出正弦电路的变化规律，这个规律就是描述正弦电路方程的解。
在时域中，描述正弦电路的方程是常系数微分（或积分）方程，它的完全解由两部分组成：一部分是对应齐次方程的通解---这部分解与激励性质无关，它可通过一般解微分方程的方法而求得；另一部分是方程的特解----它取决于激励形式。
以正弦电流为例，数学表达式。
式中三个量、、为正弦量的三要素。
称为正弦电流的振幅（又称最大值或峰值）。
它表示正弦电流变化过程中所能达到的最大值。
称为正弦电流的角频率，它表达了正弦量的相位角（）随时间变化的速度，或者说表示单位时间增加的相位角。
描述交流电变化快慢除用角频率外，还用周期T来描述，周期T是指交流电变化一周所用的时间，即交流电从零开始变到最大，然后逐渐减小到零，接着反方向变到负的最大，最后又回到零所需时间。
还可用频率f来描述交流电变化快慢。
频率是指1S内交流电重复出现的次数。
角频率和正弦量的周期T及频率f的关系为：。
称为正弦电流的初相位（又称初相角），它是正弦量在t=0时刻的相角。
两个同频率的正弦量之间的相位差与计时起点无关。
正弦稳态电路的MATLAB／simulink仿真分析
正弦稳态电路的MATLAB／simulink仿真分析摘要：为了清楚直观地了解电路中电压电流的大小和相位关系，采用Matlab编程方法，Powergui分析方法和Fourier模块测量方法分别对一正弦稳态电路实例进行观测和仿真，仿真实验得到的电流波形图、相量图及测量数据三者非常一致且与电路理论相吻合。
仿真结果表明：Matlab程序简洁，可读性强，且计算结果准确。
同时它具有绘图方便和仿真实时、直观的优点，是分析电路理论值得采用的一款好工具。
关键词：稳态电路；MATLAB分析；电路模型；仿真参数电路理论中，对电路的分析计算提出了各种方法。
但要用这些方法计算一些较为复杂的电路，传统的笔算方法不仅费时费力，且容易出现错误。
因此，有必要引进计算机辅助分析。
若用传统的计算机语言编写程序，对编程者的计算机语言、算法和数据结构等方面的知识要求较高，而且这些语言的变量类型中没有复数，使得操作者很难直接应用。
而利用MATLAB的M 文件求解电路方程，程序非常简洁，可读性强，且计算结果准确。
同时MATLAB提供的simulink工具可以直接建立电路的仿真模型，可以非常直观地观察电路中的电流、电压和功率的波形，可以随意改变仿真参数且立即得到修改后的仿真结果。
将MATLAB和电路教学密切结合，可以把师生从繁琐重复的劳动中解放出来，使他们把更多的时间用于对概念的思考与创造性思维方式的训练。
即提高了他们的学习兴趣与热情，也大大提高了教学效率。
1 用MATLAB编程法分析电路如图1所示，已知us=7．07sin(314t) V，is=1．414sin(314t+30°)A，R1=R2=R4=2Ω，R3=2．5Ω，C=0．01 F，L=0．01 H。
求各支路电流并作相量图和波形图。
用回路电流法求解。
从图1可以看出，i1、i2和i6分别是3个回路Ⅰ、Ⅱ。
基于MATLAB的正弦稳态电路仿真
基于MATLAB的正弦稳态电路仿真张婧婧【摘要】MATLAB is simplicity of programming, high efficiency of calculation, powerful function of drawing. The introduction of MATLAB simulation in "electrician basis" course teaching can make up the deficiency of traditional teaching. This paper studies the MATLAB function programming and virtual experiment two kinds of simulation methods,and discusses the application of MATLAB simulation and virtual experiment of two kinds of simulation methods through the example of sinusoidal steady state circuit.%MATLAB软件编程简单、计算效率高、绘图功能强大，在《电工基础》课程教学中引入MATLAB仿真可以弥补传统教学的不足。
本文研究了MATLAB函数编程和虚拟实验两种仿真方法，并通过正弦稳态电路的实例探讨了MATLAB仿真和虚拟实验两种仿真方法的应用。
【期刊名称】《西昌学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P31-33)【关键词】MATLAB;仿真;虚拟实验【作者】张婧婧【作者单位】湖北文理学院物理与电子工程学院，湖北襄阳 441053【正文语种】中文【中图分类】TM44;TP391.9MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。
MATLAB在电路中的应用之
MATLAB在电路中的应用之—正弦稳态电路的计算一．摘要此文立足于电路理论中的相量法以matlab代替人工对电路中的正弦稳态电路进行一般性的计算，此文采用电路理论中的相量法对我们在电路中遇到的有关正弦稳态电路的问题进行计算。
此文的目的在于巩固复习电路理论中的正弦稳态电路所涉及的知识点，并且通过运用相量法来对正弦稳态电路进行分析的同时将前一章所学习的相量法融会贯通。
此外在巩固电路理论的同时学习matlab的运行原理与技巧，特别是用其来解决关于电路的问题。
以期望在学习之后能够用matlab去解决更多在学习生活中的问题。
二．关键词MATLAB 相量法正弦稳态电路三．正文1.前言MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序实际语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
它的出现为我们解决社会生活中特别是工程领域中的一些问题提供了强大的计算武器为科技的进步作出了不可磨灭的贡献。
目前，MATLAB 已发展成为适合众多学科，多种工作平台、功能强大的大型软件，成为了诸多领域的开发首选软件，并且， MATLAB 还具有500 余家第三方合作伙伴，分布在科学计算、机械动力、化工、计算机通讯、汽车、金融等领域，接口方式包括了联合建模、数据共享、开发流程衔接等等。
在欧美等国家的高校，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具。
成为攻读学位的本科、硕士、博士生必须掌握的基本技能。
在设计研究单位和工业开发部门，MATLAB 被广泛的应用于研究和解决各种具体问题。
基于MATLAB的线性系统稳定性分析及应用
基于MATLAB的线性系统稳定性分析及应用线性系统稳定性分析及应用是控制理论中的重要内容之一、MATLAB是一种强大的数学计算工具，可以用于线性系统的稳定性分析和应用。
本文将介绍线性系统稳定性分析的基本理论，以及如何使用MATLAB进行稳定性分析和应用。
一、线性系统稳定性分析基本理论1.线性系统稳定性定义：线性系统是指系统的输入和输出满足线性关系的系统。
线性系统稳定性是指当系统的输入有界时，系统输出也是有界的，不会发散或震荡。
2.线性时不变系统：线性时不变系统是指系统的特性不随时间变化而变化，可以通过线性时间不变微分方程来描述。
3.BIBO稳定性：BIBO代表有界输入有界输出，是指当系统的输入信号是有界的时候，系统输出也是有界的。
BIBO稳定性是判断线性系统稳定性的一种方法。
4.线性系统稳定性判据：-零输入稳定性（ZIS）：当系统的输入为零时，系统输出是否趋于零，来判断系统的稳定性。
-零状态稳定性（ZSS）：当系统的初始状态为零时，系统输出是否趋于零，来判断系统的稳定性。
-有界输入有界输出稳定性（BIBO稳定性）：当系统的输入信号是有界的时，系统输出是否有界，来判断系统的稳定性。
二、MATLAB线性系统稳定性分析方法1. 频率域法：通过计算系统的传递函数的频率响应来分析系统的稳定性。
MATLAB提供了函数freqresp来计算系统的频率响应，并可以使用bode函数来绘制频率响应曲线。
2. 极点分析法：通过分析系统的极点位置来判断系统的稳定性。
MATLAB提供了函数pole来计算系统的极点，并可以使用pzmap函数来绘制极点分布图。
3.等价传递函数法：将系统的状态空间方程转化为等价的传递函数形式，然后通过分析传递函数的特性来判断系统的稳定性。
MATLAB提供了ss2tf函数来将状态空间方程转化为传递函数形式。
三、MATLAB线性系统稳定性应用1.控制系统设计：将线性系统的稳定性分析方法应用于控制系统的设计中，可以通过稳定性判据来选择合适的控制策略，以保证系统的稳定性。
Matlab在正弦稳态电路分析中的应用_王继红
2008- 04经验交流Matlab 在正弦稳态电路分析中的应用★天津市工贸学校 王继红 摘 要： Matlab 是可视化的面向科学计 1.支路电流法求解 例 1： 在图 3-1 所示电路中, 已知： 1=R2= R· ·R4=1Ω， C=4F， L=4H。
求各支路电流并作相量 图。
·算的应用软件。
Matlab 语句简练、 可操作性强， 在电路计算中可广泛应用。
本文将 Matlab 计 采用三种 算功能应用于正弦稳态电路的分析， 直观性强， 教学效果明显， 提高了课堂的学习R3=2Ω， L=3Ω， c=2Ω，U s1=12∠0°V，U s3=3 X X·I1▲I R2 L V▲R3▲Ⅵ▲· ·▲效率。
关键词： Matlab 语言 路分析 相量图 一、 引言 Matlab 语言由美国的 Cleve Moler 博士及 其同事在美国国家科学基金资助下于 1980 年 研制成功, 是美国 Mathworks 公司推出的一个 高性能、 使用简便的计算语言,它集数值计算、 符号运算、 图形图像处理、 编程等多种功能于 一体,作为一个通用的数学工具,是使用最广泛 的系统仿真与计算工具， 非常适合教学和科研 使用。
电工基础是电气类专业的一门专业基础 课， 为电路分析计算提供了理论基础和各种方 法。
但应用这些方法分析较复杂的电路时， 对 从实际问题中的建立方程组， 手工求解是相当 繁琐的， 如对正弦稳态电路的分析， 通常需要 列出方程组进行求解， 由于这些方程的系数是 复数， 特别是当电路比较复杂、 方程数量较多 的情况下， 很难计算得出满意的结果， 容易出 现错误。
然而利用 Matlab 的 M 文件来求解电 只需一个或几个语句即可完成， 随意 路方程， 改变电路参数，能立即得到修改后的结果。
本 文就 Matlab 在正弦稳态电路中的应用，通过 实例展开分析。
基于Multisim10和Matlab7.0的正弦稳态电路分析
基于Multisim10和Matlab7．0的正弦稳态电路分析
【电源网】Multisim是一款专门用于电子线路仿真和设计的EDA工具软件，其提供了一个虚拟的电子实验工作台，以其界面友好、功能强大和易用
性受到电子类专业人员的青睐。
Matlab是一款商业数学软件，Matlab编程语言简单易用，软件具有强大的数据处理能力，可用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等。
电子类课程教学过程中，由于教学资源的限制，并不能实际演示电路实验，此时使用Multisim可以仿真实验过程，用Matlab可以精确地完成电路计算。
实际上，使用Multisim可以得到直观的电路图形界面并体现实验的操作方法，但往往不能全面显示计算结果，也无法体现分析方法；Matlab则以数值计算、图形绘制见长，其编程过程反映了分析方法，但无法体现直观的电路图形。
文中将两款软件综合使用，以仿真分析正弦稳态电路为例，将二者优势结合，全面反映电路的分析和实验过程。
1 正弦稳态电路及其分析方法
在正弦激励的动态电路中，若各电压、电流均为与激励同频率的正弦波，
则该电路即为正弦稳态电路。
正弦稳态分析主要包括求解其稳态响应，计算
功率以及最大功率传输定理等。
分析正弦稳态电路，往往采用相量分析的方法，画出电路图的等效相量模型，然后按照分析直流纯电阻电路的方法进行
分析计算，得到复数域下的节点电压和支路电流，再将其转化为时域下的结果。