第23卷第6期V o.l 23N o .6荊門職業技術學院學報Journal o f Ji ng m en T echn i ca l Co lleg e 2008年6月Jun .2008

[收稿日期]2008-03-11

[作者簡介]李繼林(1969-),男,湖北武漢人,武漢工程大學講師。研究方向:過程控制及系統仿真。E -m a i:l jil

i n licn @yahoo .com 。

MATLAB 在電路分析中的應用

李繼林

(武漢工程大學電氣信息學院,湖北武漢 430073)

[摘 要] 探討了基于MATLAB 的電路分析方法,通過仿真實現了對電阻電路、復頻域電路、動態電路

等電路的分析。使用MAT LAB 可使電路的仿真分析變得非常快捷、方便,該軟件是電路分析和電路教學中的一個有效的輔助工具。

[關鍵詞] 電路分析;MAT LAB ;教學改革;仿真;數學模型

[中圖分類號] TM 133 [文獻標識碼] A [文章編號] 1008-4657(2008)06-0019-04

電路分析[1-3]是一門研究網絡分析和網絡設計的基礎工程學科,為電氣信息類專業的學習建立必要的理論基礎。在電路分析中,電路規模的加大,使微分方程階數以及聯立方程的個數增多,給解算帶來困難。傳統的計算機編程語言,如FORTRAN 、C 語言等在處理高階微分方程和大規模聯立方程組問題時,大量的時間和精力都花在矩陣處理(如矩陣輸入、求逆、稀疏矩陣處理等)和圖形的生成分析等繁瑣易錯的細節上。許多學生在學習電路分析時,往往很難與后繼課程建立一定的聯系,使得電路分析的學習不受重視;另外,電路分析的手段較單一,也使許多學生感覺枯燥、難學。為了使學生能學好電路分析,筆者認為在電路分析的教學過程中,可適當引入MATLAB 進行輔助電路分析。MATLAB 環境(或語言)由美國的C leve M o ler 博士及其同事在美國國家科學基金資助下于1980年研制成功,作為一個通用的數學工具,MATLAB 以其學習簡單、使用方便以及其它高級語言所無可比擬的強大的矩陣處理功能越來越受到世人的關注,同時MATLAB 提供的S i m uli n k

工具可直接建立電路模擬模型,隨意改變模擬參數,并且立即可得到修改后的模擬結果(Scope 顯示),進一步省去了編程的步驟。它已成為國際控制界最流行、使用最廣泛的系統仿真與計算工具。本文結合電路分析中的一些問題,探索MATLAB 軟件在電路分析中的應用。

1 MATLAB 應用在電路穩態分析

1.1 直流電路的分析

如圖1所示的電路,這里用兩種方法進行分析。

圖1 直流電路 圖2 電路的數學模型

方法1:用網孔電流法[4]分析求解電流I 1和I 2。在圖1中,首先建立網孔電流方程:

總結

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