电路Matlab仿真实验报告.doc

武汉大学电气工程学院MATLAB电路仿真实验报告姓名：班级：学号：目录实验一 直流电路（1） 4一、实验目的 4二、预习要求 4三、实验例题 4四、实验内容 6五、实验总结 9实验二 直流电路（2） 10一、实验目的 10二、预习要求 10三、实验示例 10四、实验内容 13五、实验总结 18实验三、正弦稳态 19二、预习要求 19三、实验示例 19四、实验内容 23实验四、交流分析和网络函数 28一、实验目的 28二、预习要求 28三、实验示例 28实验五、动态电路 32一、实验目的 32二、预习要求 32三、实验示例 32四、实验内容 37五、实验总结 45实验六、频率响应 46一、实验目的 46二、预习要求 46三．实验示例 46实验七 simulink仿真交流电路 54一、实验目的 54二、实验内容 54实验一 直流电路（1）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.学习使用MATLAB的矩阵运算的方法二、预习要求1.复习基尔霍夫KCL和KVL方程及直流电路的相关内容2.熟悉前面有关矩阵预算的内容三、实验例题1.节点分析 示例1.1电路如下图所示，求节点电压V1，V2，V3。

MATLAB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和V3: \n')v = inv(Y)*I仿真结果： 节点V1,V2和V3: v = 404.2857 350.0000 412.85712、回路分析 示例1.2使用解析分析得到通过电阻RB的电流另外，求10V电压源提供的功率解：分析电路得到节点方程，根据节点方程得到矩阵方程，根据矩阵方程，MATLAB求解：Z=[40,-10,-30; -10,30,-5; -30,-5,65]; V=[10,0,0]'; I=inv(Z)*vV;IRB=I(3)-I(2); fprintf('the current through R is %8.3f Amps \n',IRB) PS=I(1)*10; fprintf('the power supplied by 10V source is %8.4f watts\n',PS) 仿真结果为：the current through R is    0.037 Amps the power supplied by 10V source is   4.7531 watts四、实验内容编写以下程序，并记录程序和结果，写出简单注释。

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，单位均为欧姆1) 如Us=10V求i3,u4,u7; (2) 如U4=4V求Us,i3,i7；解：（1）解：MATLAB求解：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=0.357143 u4=2.857143 u7=0.476190（2）解：Matlab求解：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=14.000000 I3=0.500000 i7=0.333333 2.求解电路里的电压，例如V1，V2…V5Y = [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.如图所示，已知R1=R2=R3=4 Ohms, R4=4 Ohms,控制系数K1=0.5， K2=4，is=2A,求i1和i2。

解：Matlab求解：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五、实验总结1、仿真前需进行准确的计算，列出节点或回路方程进而进行矩阵计算2、熟练矩阵运算公式，即：V=inv（Y）*I实验二 直流电路（2）一、实验目的1.加深对戴维南定理、等效变换的了解2.进一步了解MATLAB在直流电路中的应用二、预习要求1.复习戴维南定理等直流电路的相关原理2.了解MATLAB变量生成的应用3.了解数组的运算三、实验示例1.戴维南定理如图所示电路，已知R1=4 Ohms， R2=2 Ohms， R3=4 Ohms；R4=8 Ohms；is1=2A，is2=0.5A.（1）.负载RL为何值时能获得最大功率？（2）.研究RL在0~10 Ohms范围内变化时，其吸收功率的变化情况Matlab求解：clear,format compactR1=4;R2=2;R3=4;R4=8;is1=2;is2=0.5;a11=1/R1+1/R4;a12=-1/R1;a13=-1/R4;a21=-1/R4;a22=1/R1+1/R2+1/R3;a23=-1/R4;a31=-1/R4;a32=-1/R3;a33=1/R3+1/R4;A=[a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33];B=[1,1,0;0,0,0;0,-1,1];X1=A\B*[is1;is2;0];uoc=X1(3)X2=A\B*[0;0;1];Req=X2(3)RL=Req;P=uoc^2*RL/(Req+RL)^2RL=0:10,p=(RL*uoc./(Req+RL)).*uoc./(Req+RL),figure(1),plot(RL,p),gridfor k=1:21 ia(k)=(k-1)*0.1; X=A\B*[is1;is2;ia(k)]; u(k)=X(3);endfigure(2),plot(ia,u,'x'),gridc=polyfit(ia,u,1);仿真结果：uoc = 2.3333Req = 3.6667P = 0.3712RL = 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10p = Columns 1 through 7 0 0.2500 0.3391 0.3675 0.3705 0.3624 0.3496 Columns 8 through 110.3350 0.3200 0.3054 0.2915（a）功率随负载的变化曲线（b）电路对负载的输出特性四、实验内容1. 在下图中，当RL从0改变到50千欧，绘制负载功率损耗。

校验当RL=10千欧时的最大功率损耗解：Matlab求解：R=10;U=10;RL=10;P=U^2*(RL*1000)/((R+RL)*1000)^2RL=0:50;p=(RL*1000*U./((R+RL)*1000)).*U./((R+RL)*1000)figure(1),plot(RL,p),grid仿真结果：P = 0.0025p = Columns 1 through 7 0 0.0008 0.0014 0.0018 0.0020 0.0022 0.0023 Columns 8 through 14 0.0024 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 0.0025 Columns 15 through 21 0.0024 0.0024 0.0024 0.0023 0.0023 0.0023 0.0022 Columns 22 through 28 0.0022 0.0021 0.0021 0.0021 0.0020 0.0020 0.0020 Columns 29 through 35 0.0019 0.0019 0.0019 0.0018 0.0018 0.0018 0.0018 Columns 36 through 42 0.0017 0.0017 0.0017 0.0016 0.0016 0.0016 0.0016 Columns 43 through 49 0.0016 0.0015 0.0015 0.0015 0.0015 0.0014 0.0014 Columns 50 through 51 0.0014 0.00142. 在图示电路中，当R1取0,2,4,6,10,18,24,42,90和186欧时，求RL的电压UL，电流IL和RL消耗的功率。

解：Matlab求解：A=[3/4 -1/2 0; 1/2 -33/24 5/6; 0 1 -1];I=[15 0 0]'; U=inv(A)*I; us=U(3); R=6;Z=[0 2 4。