武大Matlab实验报告配截图Word文件下载.docx
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Rl=0;
IRl=U/（R+Rl）;
fprintf（'
IRl=%8.1fA\n'
IRl）
URl=IRl*Rl;
URl=%8.1fV\n'
URl）
PRl=IRl*URl;
IRl=%8.1fW\n'
PRl）
输出结果：
IRl=8.0A
URl=0.0V
IRl=0.0W
IRl=6.0A
URl=12.0V
IRl=72.0W
IRl=4.8A
URl=19.2V
IRl=92.2W
IRl=4.0A
URl=24.0V
IRl=96.0W
IRl=3.0A
URl=30.0V
IRl=90.0W
IRl=2.0A
URl=36.0V
IRl=1.6A
URl=38.4V
IRl=61.4W
IRl=1.0A
URl=42.0V
IRl=42.0W
IRl=0.5A
URl=45.0V
IRl=22.5W
IRl=0.3A
URl=46.5V
IRl=11.6W
实验三正弦稳态
1学习正弦交流电路的分析方法
2学习matlab复数的运算方法
1、如图3-5所示（图见25页），设R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,jxl=j2，-jxc1=-j3，-jxc2=-j5，Ù
s1=8∠0°
，Ù
s2=6∠0°
s3=8∠0°
s4=15∠0°
，求各支路的电流向量和电压向量。
R1=2;
R2=3;
R3=4;
RL=2*1j;
Rc1=-3*1j;
Rc2=-5*1j;
Us1=8*exp（0j*pi/180）;
Us2=6*exp（0j*pi/180）;
Us3=8*exp（0j*pi/180）;
Us4=15*exp（0j*pi/180）;
a11=RL+R1;
a12=0;
a13=0;
a14=-R1;
a21=0;
a22=-R2-Rc1;
a23=0;
a24=Rc1;
a31=0;
a32=0;
a33=R3+Rc2;
a34=-R3;
a41=R1;
a42=Rc1;
a43=R3;
a44=-R1-Rc1-R3;
A=[a11,a12,a13,a14;
a21,a22,a23,a24;
a31,a32,a33,a34;
a41,a42,a43,a44];
B=[8
6
-7
8];
I=inv（A）*B;
IR1=I
（1）-I（4）;
IR2=I
（2）;
IR3=I（3）-I（4）;
IRc1=I
（2）-I（4）;
IRc2=I（3）;
IRL=I
（1）;
Ua=Us1-I
（1）*RL;
Ub=Us3-R3*IR3;
disp（'
UaUbIR1IR2IR3IRc1IRc2IRL'
）
幅值'
）,disp（abs（[Ua,Ub,IR1,IR2,IR3,IRc1,IRc2,IRL]））
相角'
）,disp（angle（[Ua,Ub,IR1,IR2,IR3,IRc1,IRc2,IRL]））
ha=compass（[Ua,Ub,IR1,IR2,IR3,IRc1,IRc2,IRL]）;
set（ha,'
linewidth'
3）
ua=3.7232-1.2732i
ub=4.8135+2.1420i
I1=1.2250-2.4982i
I2=-0.7750+1.5018i
I3=0.7750+1.4982i
I1R=1.8616-0.6366i
I1L=-0.6366+2.1384i
I2C=-1.1384+0.3634i
I2R=2.3634+1.1384i
I3R=-0.7966+0.5355i
I3C=-0.4284-2.0373i
2、含互感的电路：
复功率
如图3-6所示（书本26页），已知R1=4Ω,R2=R3=2Ω,XL1=10Ω,XL2=8Ω,XM=4Ω,XC=8Ω,Ù
S=10∠0°
V,Í
A。
R1=4;
R2=2;
R3=2;
R4=6*1j;
R5=4*1j;
R6=4*1j;
R7=-8*1j;
Us=10*exp（0j*pi/180）;
Is=10*exp（0j*pi/180）;
a11=1/R1+1/R7+1/R4;
a12=-1/R4;
a21=-1/R4;
a22=1/R4+1/（R5+R2）+1/R6;
a23=-1/（R5+R2）;
a32=-1/（R5+R2）;
a33=1/（R5+R2）+1/R3;
A=[a11,a12,a13;
a21,a22,a23;
a31,a32,a33];
B=[2.5
0
10];
U=inv（A）*B;
Pus=Us*（Us-U
（1））/R1;
Pis=U（3）*Is;
PusPis'
）,disp（abs（[Pus,Pis]））
）,disp（angle（[Pus,Pis]）*180/pi）
ha=compass（[Pus,Pis]）;
输出结果
Pus=-4.0488+9.3830i
Pis=1.750e+002+3.23901e+001i
3、正弦稳态电路：
求未知参数
如图所示3-6（书本26页），已知Us=100V,I1=100mA电路吸收功率P=6W,XL1=1250Ω,XC=750Ω,电路呈感性，求R3及XL
Z1=1250*1j;
Z2=-750*1j;
Us=100*exp（0j*pi/180）;
Is=0.1*exp（-53.13j*pi/180）;
Z=inv（Is）*Us;
Z3=Z2*（Z-Z1）/（Z1+Z2-Z）;
Z3'
）,disp（abs（[Z3]））
）,disp（angle（[Z3]）*180/pi）
ha=compass（[Z3]）;
7.5000e+002+3.7500e+002i
4、正弦稳态电路，利用模值求解
图3-7所示电路中（书本27页），已知IR=10A,XC=10Ω,并且U1=U2=200V,求XL
XL1=2000/（200-100*1.732）
XL2=2000/（200+100*1.732）
XL1=%8.4f\n'
XL1）
XL2=%8.4f\n'
XL2）
XL1=74.6410
XL2=5.359
实验四交流分析和网络函数
1、学习交流电路的分析方法
2、学习交流电路的MATLAB分析方法
1、电路图如图所示（书本30页），求电流i1（t）和电压v（t）
使用MATLAB命令计算为
R=[10-7.5*1j5*1j-6;
6-5*1j-16-3*1j];
U1=5*exp（0*1j*pi/180）;
U2=2*exp（75*1j*pi/180）;
U=[U1
U2];
I=inv（R）*U;
I1_abs=abs（I
（1））;
I1_ang=angle（I
（1））*180/pi;
voltageI1,magnitude:
%f\nvoltageI1,angleindegree:
%f'
I1_abs,I1_ang）
V=（I
（1）-I
（2））*（-10*1j）;
VC_abs=abs（V）;
VC_ang=angle（V）*180/pi;
voltageVC,magnitude:
%f\nvoltageVC,angleindegree:
VC_abs,VC_ang）
0.387710
voltageI1,angleindegree:
15.01925
4.218263
voltageVC,angleindegree:
-40.861691
所以电流i1（t）=0.3877cos（1000t+15.0193°
同时电压v（t）=4.2183cos（1000t-40.8617°
2、在4-4图里（见书本30页），显示一个不平衡的wye-wye系统，求相电压Van，Vbn，Vcn
使用MATLAB命令为：
Ub=110*exp（-120*1j*pi/180）;
Uc=110*exp（120*1j*pi/180）;
Z1=1+1*1j;
Z2=5+12*1j;
Z3=1-2*1j;
Z4=3+4*1j;
Z5=1-0.5*1j;
Z6=5-12*1j;
Za=Z1+Z2;
Zb=Z3+Z4;
Zc=Z5+Z6;
Ia=Ua/Za;
Ib=Ub/Zb;
Ic=Uc/Zc;
V1=Ia*Z2;
Van_abs=abs（V1）;
Van_ang=angle（V1）*180/pi;
voltageVan,magnitude:
%f\nvoltageVan,angleindegree:
Van_abs,Van_ang）
V2=Ib*Z4;
Vbn_abs=abs（V2）;
Vbn_ang=angle（V2）*180/pi;
voltageVbn,magnitude:
%f\nvoltageVbn,angleindegree:
Vbn_abs,Vbn_ang）
V3=Ic*Z6;
Vcn_abs=abs（V3）;
Vcn_ang=angle（V3）*180/pi;
voltageVcn,magnitude:
%f\nvoltageVcn,angleindegree:
Vcn_abs,Vcn_ang）
Van,magnitude:
99.875532
voltageVan,angleindegree:
2.155276
122.983739
voltageVbn,angleindegree:
-93.434949
103.134238
voltageVcn,angleindegree:
116.978859
实验五动态电路
1、学习动态电路的分析方法
2、学习动态电路的matlab计算方法
1、正弦激励的一阶电路
如图5-5所示（书本36页），已知R2=2Ω,C=0.5F,电容的初始电压Uc（0+）=4V,激励的正弦电压Us（t）=Umcosωt,其中ω=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。
Um=10
R=2;
Zc=-1i;
Uc0=4;
t=0:
0.1:
10;
Us=10*cos（2*t）;
Ucf1=10;
T=0.5*R;
Uc=Us*Zc/（Zc+R）+（Uc0-Ucf1）*exp（-t/T）;
figure
（1）,plot（t,Uc）,grid
2、二阶欠阻尼电路的零输入响应
如图5-5的二阶电路，如L=0.5H,C=0.02F.初始值uc（0）=1v，il=0，试研究R分别为1，2，3，4，5，6，7，8，9，10Ω时，uc（t）和il（t）的零输入响应，并画出波形。
clear,formatcompact
L=0.5;
C=0.02;
R=1;
Uc0=1;
IL0=0;
alpha=R/（2*L）;
wn=sqrt（1/（L*C））;
p1=-alpha+sqrt（alpha^2-wn^2）;
p2=-alpha-sqrt（alpha^2-wn^2）;
Uc1=（p2*Uc0-IL0/C）/（p2-p1）*exp（p1*t）;
Uc2=-（p1*Uc0-IL0/C）/（p2-p1）*exp（p2*t）;
Uc=Uc1+Uc2;
IL1=p1*C*（p2*Uc0-IL0/C）/（p2-p1）*exp（p1*t）;
IL2=-p2*C*（p1*Uc0-IL0/C）/（p2-p1）*exp（p2*t）;
IL=IL1+IL2;
subplot（2,2,1）,plot（t,Uc）,grid
subplot（2,1,2）,plot（t,IL）,grid
分别取R=1，2,3……10；
结果如下：
R=1
R=2
R=3
R=5
R=8
实验六频率响应
1、学习有关频率响应的相关概念
2、学习matlab的频率计算
1、一阶低通电路的频率响应
如图6-1所示（书本37页），若以Ù
c为响应，求频率响应函数，并画出其幅频响应和相频响应。
ww=0:
0.2:
4;
H=1./（1+j*ww）;
figure
（1）
subplot（2,1,1）,plot（ww,abs（H））,
grid,xlabel（'
ww'
）,ylabel（'
angle（H）'
）;
subplot（2,1,2）,plot（ww,angle（H））,
figure
（2）
subplot（2,1,1）,semilogx（ww,20*log10（abs（H）））,
?
¡
À
'
subplot（2,1,2）,semilogx（ww,angle（H））,
ylabel（'
A线性频率
B对数频率特性
2、频率响应：
二阶低通电路
由书本上二阶低通的典型函数以及后面的推论。
forQ=[1/3,1/2,1/sqrt
（2）,1,2,5]
ww=logspace（-1,1,50）;
H=1./（1+j*ww/Q+（j*ww）.^2）;
subplot（2,1,1）,plot（ww,abs（H））,holdon
subplot（2,1,2）,plot（ww,angle（H））,holdon
subplot（2,1,1）,semilogx（ww,20*log10（abs（H）））,holdon
subplot（2,1,2）,semilogx（ww,angle（H））,holdon
end
figure
（1）,subplot（2,1,1）,grid,xlable（'
w'
）,ylable（'
abs（H）'
subplot（2,1,2）,grid,xlable（'
angle（H））'
figure
（2）,subplot（2,1,1）,grid,xlable（'
3、频率响应：
二阶带通电路
图6-5（书本40页）是互耦的串联和并联的谐振电路，根据其频率响应函数和推论，使用matlab命令为：
H0=1;
wn=1;
forQ=[5,10,20,50,100]
w=logspace（-1,1,50）;
H=H0./（1+j*Q*（w./wn-wn./w））;
figure
（1）
subplot（2,1,1）,plot（w,abs（H））,grid,holdon
subplot（2,1,2）,plot（w,angle（H））,grid,holdon
figure
（2）
subplot（2,1,1）,semilogx（w,20*log10（abs（H）））,grid,holdon
subplot（2,1,2）,semilogx（w,angle（H））,grid,holdon
A线性频率特性
B对数频率特性
4、复杂谐振电路的计算
图6-7（书本41页）为一双电感并联电路，已知Rs=28.2KΩ,R1=2Ω,R2=3Ω,L1=0.75mH,L2=0.25mH,C=1000pF。
求回路的通频带以及回路阻抗大于50kΩ的频率范围。
使用matlab命令为:
L1=0.75e-3;
L2=0.25e-3;
C=1000e-12;
Rs=28200;
L=L1+L2;
R=R1+R2;
Rse=Rs*（L/L1）^2
f0=1/（2*pi*sqrt（C*L））
Q0=sqrt（L/C）/R,R0=L/C/R;
Re=R0*Rse/（R0+Rse）
Q=Q0*Re/R0,B=f0/Q,
s=log10（f0）;
f=logspace（s-.1,s+.1,501）;
w=2*pi*f;
z1e=R1+j*w*L;
z2e=R2+1./（j*w*C）;
ze=1./（1./z1e+1./z2e+1./Rse）;
subplot（2,1,1）,loglog（w,abs（ze））,grid
axis（[min（w）,max（w）,0.9*min（abs（ze））,1.1*max（abs（ze））]）
subplot（2,1,2）,semilogx（w,angle（ze）*180/pi）
axis（[min（w）,max（w）,-100,100]）,grid
fh=w（find（abs（1./（1./z1e+1./z2e））>
50000））/2/pi;
fhmin=min（fh）,fhmax=max（fh）,
谐振频率处的幅频和相频特性
Rse=5.0133e+004
f0=1.5915e+005
Q0=200
Re=4.0085e+004
Q=40.0853
B=3.9704e+003
fhmin=1.5770e+005
fhmax=1.6063e+005
谐振频率f0=159.15Hz
空载品质因数Q0=200
等效信号源内阻Rse=5.0133e+004
考虑内阻后的品质因数Q=40.0853
通频带B=3.9704e+003
回路阻抗大于50K的频率范围
谐振频率附近的幅频和相频特性曲线见上图。
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