matlab电路仿真教程
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。
整流电路matlab仿真
实验一：单相桥式全控整流电路的性能研究一、实验目的1.加深理解单相桥式全控整流电路的工作原理2.研究单相桥式变流电路整流的全过程3.掌握单相桥式全控整流电路MATLAB的仿真方法，会设置各模块的参数。
二、预习内容要点1. 单相桥式全控整流带电阻性负载的运行情况2. 单相桥式全控整流带阻感性负载的运行情况3. 单相桥式全控整流带具有反电动势负载的运行情况三、实验仿真模型1、电路结构单相桥式全控整流电路的电路用四个晶闸管，两只晶闸管接成共阴极，两只晶闸管接成共阳极，每一只晶闸管是一个桥臂。
2、建模在MATLAB新建一个Model，命名为dianlu1，同时模型建立如下图所示单相桥式阻感负载整流电路四、实验内容及步骤1.对单相桥式全控整流带电阻性负载的运行情况进行仿真并记录分析改变脉冲延迟角时的波形（至少3组）。
以延迟角30°为例（1）器件的查找以下器件均是在MATLAB R2014a环境下查找的，其他版本类似。
有些常用的器件比如示波器、脉冲信号等可以在库下的Sinks、Sources中查找；其他一些器件可以搜索查找（2）连接说明有时查找出来的器件属性并不是我们想要的例如：变压器可以双击变压器进入属性后，取消three windings transformer就是单相变压器。
（3）参数设置1.双击交流电源把电压设置为220V，频率为50Hz；2.双击脉冲把周期设为0.02s，占空比设为10％，延迟角设为30度，由于属性里的单位为秒，故把其转换为秒即，30×0.02/360；3.双击负载把电阻设为20Ω，电感设为0.1H；4.双击示波器把Number of axes设为5，同时把History选项卡下的Limit data points to last 前面的对勾去掉；5.晶闸管参数保持默认即可（4）仿真波形及分析1．当供电给纯电阻负载a.触发角α=0°c. α=90°从图中可以看出输出电压Ud的电压波形相对延迟角为30度时的波形向后推迟了，同理可以得出输出电压Ud的平均值变小了。
整流电路Matlab仿真
整流电路仿真研究一．不控整流1.仿真电路图仿真工具：Matlab R2013a其中交流电源设计为220V，即峰值设计为220*sqrt(2);负载采用纯电阻，大小为100Ω；滤波电容为1000μF；解算方式为ODE23t Power为功率因素测量封装，其内部结构图如下：2.参数测量输入电流波形：输入电压和输出电压波形：输入功率因素在仿真时间不同时，结算出来的结果也不相同，取0.2S为0.8772。
运用powergui中的FFT分析，以仿真时间0.2S，开始时间0.1S。
二．相控整流1.仿真电路图其中触发脚分别用30º，60º；仿真时间为0.2S。
2.参数测量输入功率因素根据触发角的不同而改变，在30º时如图是0.6153，在60º时却显示为0.5796。
以下以60º为例。
输入电流波形：输入和输出电压波形：运用powergui中的FFT分析，以仿真时间0.2S，开始时间0.1S，触发脚为60º：三．PWM整流1.仿真电路图控制方波T=0.002s，占空比1：1。
采用MOSFET管控制。
此时功率因素0.9999。
2.参数测量输入电流：输入和输出电压：运用powergui中的FFT分析，开始时间0.16s：四．不控整流LC滤波1.仿真电路图f=，f取负载平率的1/10，所以L取0.253H。
功率因素如图是其中L根据0.9868>0.8772。
所以LC滤波的功率因素更大。
2.参数测量输入电流波形：输入和输出电压波形：运用powergui中的FFT分析，仿真时间0.26s,开始时间0.16s。
五．总结1.在单相整流电路中，输入功率因素PWM>不控>相控，且LC滤波比大电感滤波功率因素大。
2.在单相整流电路中，THD是相控>不控>PMW>不控LC滤波。
Matlab第五章 Simulink模拟电路仿真
第五章Simulink模拟电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜§5.1 电路仿真概要5.1.1 MATLAB仿真V.S. Simulink仿真利用MATLAB编写M文件和利用Simulink搭建仿真模型均可实现对电路的仿真，在实现电路仿真的过程中和仿真结果输出中，它们分别具有各自的优缺点。
武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1.mclear;V=40;R=5;Ra=25;Rb=100;Rc=125;Rd=40;Re=37.5;R1=(Rb*Rc)/(Ra+Rb+Rc);R2=(Rc*Ra)/(Ra+Rb+Rc);R3=(Ra*Rb)/(Ra+Rb+Rc);Req=R+R1+1/(1/(R2+Re)+1/(R3+Rd));I=V/Req武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜ex5_1武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜注意Simulink仿真中imeasurement模块/vmeasurement模块和Display模块/Scope模块的联合使用Series RLC Branch模块中R、C、L的确定方式R：Resistance设置为真实值Capacitance设置为inf（无穷大）Inductance设置为0C：Resistance设置为0 Capacitance设置为真实值Inductance设置为0L：Resistance设置为0Capacitance设置为inf Inductance设置为真实值武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜MATLAB方式：步骤：建立等效模型→模型数学化→编写M文件计算→得到运算结果优点：理论性强，易于构建算法、模型缺点：较复杂，对电路观测量更改时需更改M文件适用范围：大系统抽象和原理性建模Simulink方式：步骤：选取模块→组成电路→运行仿真→观测仿真结果 优点：直观性强，易于与实际电路对应，易于观察结果 缺点：理论性不强，对电路原理不能得到解析适用范围：具体电路仿真武汉大学物理科学与技术学院微电子系常胜5.1.2 Power System Blockset模块集及powerlib窗口Power System Blockset模块集是MATLAB中专用的电路仿真模块集，其中内含有Electrical Source、Elements等子模块库，而电路仿真常用的DC Voltage Source、Series RLC Branch、Current Measurement等模块都被包含在这个模块集中。
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的电路模型仿真应用
基于MATLAB的电路模型仿真应用实验指导书一、实验目的1、掌握采用M文件及SIMULINK对电路进行仿真的方法。
2、熟悉POWERSYSTEM BLOCKSET 模块集的调用、设置方法。
3．进一步熟悉M脚本文件编写的方法和技巧。
二、实验原理1、通过M文件实现电路仿真的一般仿真步骤为：(1)分析仿真对象——电路；(2)确定仿真思路——电路分析的方法；(3)建立仿真模型——方程；(4)根据模型编写出仿真程序；(5)运行后得到仿真结果。
2、采用SIMULINK仿真模型进行电路仿真可以根据电路图利用SIMULINK中已有的电子元件模型直接搭建仿真模块，仿真运行得到结果。
通过SIMULINK仿真模型实现仿真为仿真者带来不少便利，它免除了仿真者在使用M文件实现电路仿真时需要进行理论分析的繁重负担，能更快更直接地得到所需的最后仿真结果。
但当需要对仿真模型进行一定理论分析时，MATLAB的M 语言编程就有了更大用武之地。
它可以更令灵活地反映仿真者研究电路的思路，可更加灵活地将自身想法在仿真环境中加以验证，促进理论分析的发展。
因此，可根据自己的实际需要，进行相应的选择：采用SINMULIN模块搭建电路模型实现仿真非常直观高效，对迫切需要得到仿真结果的用户非常适用；当用户需要深刻理解及深入研究理论的用户来说，则选择编写M文件的方式进行仿真。
注意：本节实验的电路SINMULINK仿真原理，本节实验主要是应用提供的电路仿真元件搭建仿真模型，类似于传统仿真软件PSPICE 的电路仿真方法。
采用SIMULINK进行电路仿真时元器件模型主要位于仿真模型窗口中SimPowerSystems节点下。
其中本次实验可能用到的模块如下：●“DC Voltage Source” 模块：位于SimPowerSystems 节点下的“Electrical Sources”模块库中，代表一个理想的直流电压源；●“Series RLC Branch” 模块：位于SimPowerSystems 节点下的“Elements”模块库内，代表一条串联RLC 支路。
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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matlab电力电子仿真教程.pdfMATLAB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)1绪论1.1关于MATLAB软件作为当今世界最流行的第四代计算机语言，MATLAB软件语言系统，由于它在科学计算，网络控制，系统建模与仿真，数据分析，自动控制，图形图像处理航天航空，生物医学，物理学，通信系统，DSP处理系统，财务，电子商务，等不同领域的广泛应用以及它自身所具备的独特优势，目前MATLAB已备受许多科研领域的青睐与关注。
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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
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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。
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。
输出到工作空间，功能与From Workspace正好相反，把仿真结果连同输入信号
输出到工作空间去。
XY示波器：显示 MATLAB的图形窗口。输入曲线是以时间为横轴的绘图区域。
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
携手共进，齐创精品工程
Thank You
世界触手可及
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它的作用是将信号值直接显示在该模块的窗口中。输出信号是个直流信号时，
我们就可以把它直接送到这个模块中，从模块窗口中直接读出输入信号的大小。
示波器模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在一个坐标轴中显示。如果
是向量或矩阵信号，则以不同的颜色表示每个元素信号；如果信号本身是离散的，则显示信号的阶梯图。
Break（开关）两模块。在Elements模块库内。Break模块内有一个名为 External control of switching times 的选项，在默认的选中状态时，Switching times（开关转换时间）和Sample time of the internal timer Ts 两个选项将被隐藏，这里需要将External control of switching times 设为非选中状态，展开隐藏选项。
启动方式： (1)模块库浏览器的菜单“File”/“New”/“Model”命令 (2)单击工具栏上的 图标
菜单栏 工具栏
模块编辑框
当前状态
仿真进程
仿真解法
二、Simulink基本操作 创建一个简单的模型大致有以下三个步骤： 1）建立模型窗口并保存为以.mdl为后缀的模型文件； 2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口，进行参数设置； 3）连接模块，从而构成需要的系统模型。
SimPower Systems模块
Current Measurement、Voltage Measurement 在“Measurment”模块内，可以用来测量所在支 路的电流值和电压值。
Controlled Voltage Source受控电压源、Controlled Current Source受控电流源，在“Electrical Sources”模块内，其参数一般采用默认值。
1. 对模块的基本操作 移动、复制、删除、转向、改变大小、模块命名、 颜色设定、参数设定、属性设定、模块输入输出信号
2. 对信号线的操作 改变粗细、设定标签、线的折弯、线的分支
3. 对运行仿真的操作
设置仿真参数 启动仿真 仿真结果分析
举例说明 举例说明
（1）设置仿真参数
Simulink模块编辑窗口菜单栏： Simulation /Simulation Parameters
Solver页： 设置仿真的开始和结 束时间，选择解法器， 说明解法器参数及选择 一些输出选项
Workspace I/O页： 管理模型与 MATLAB 工作空间的通讯，即 输入/输出
Diagnostics页: 选择Simulink在仿真中 显示的警告信息的等级
（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
Simulink有15类专用模块库：
Communications Blockset（通信模块集） Control System Toolbox（控制系统工具箱） Neural Network Blockset（神经网络模块集） Power System Blockset（电源系统模块集）
……
3. Simulink模块编辑窗口
值(Initial value, Final value)的大小进行设置。
信号发生器，可以产生给定频率和幅值的正弦波(sine wave)、方
波(square wave)和锯齿波(saw-tooth wave)，双击图标可以设置。
定时器，显示仿真时间，在系统仿真时打开定时器，可以看到实时的仿真时间。