武汉理工大学电路MATLAB仿真基础强化训练报告Word下载.docx

1、将仿真结果与理论计算进行对照，对仿真结果的正确性进行分析说明 目录摘要 21.电路模型求解 3 1.1 初始值的求解 3 1.2 利用微分方程求解 3 1.3 利用拉普拉斯求解 42. 利用MATLAB计算和仿真 5 2.1 用微分方程设计程序 5 2.2 用微分方程建立仿真模型 6 2.3 用拉普拉斯变换设计程序 93.仿真结果与理论值的比较 104.总结与体会 115.参考文献 11摘要本次基础强化训练的问题是求一电路的零输入响应,并且通过matlab的编程计算或matlab的simulink工具箱进行仿真.我先通过基础电路当中所学的电路知识,通过两种方法进行求解:一种方法是通过微分方程求

2、解,另一种方法是通过拉普拉斯变换及其逆变换,得到相应的零输入响应.求解电路完之后,我再利用matlab编程和matlab中的simulink工具箱进行仿真,仿真中也采用三种方法进行仿真:一种是利用微分方程设计程序计算,一种是利用微分方程进行simulink仿真，另一种是利用拉普拉斯变换设计程序计算，得到仿真图形,与实际理论值进行比较。关键字:simulink工具箱;微分方程;拉普拉斯变换基础强化训练论文1.电路模型求解:试求下图电路的零输入响应i（t），t0。1.1初始值的求解 图 1-1 由图1-1，用KVL定律，易求得 1.2利用微分方程求解图1-2 KVL电压与电流定律图形由KVL电压定

3、律，得到如下表达式： .（ 1 ） . （ 2 ）又由于 代入2式得 . （ 3 ） 初始值： . （ 4 ） . （ 5 ）代入数值到1式和3式得到： . （ 6 ） . （ 7 ）分析电路易知： . （ 8 ）做到这一步之后,我已经基本解决了该问题,剩下的是通过高等数学的微分方程知识来求解该微分方程:从而解得微分方程得到: （t0）1.2 利用拉普拉斯变换来求解该模型: 在电路中我们学习过利用拉普拉斯来求解电路响应,首先要将电路转化为拉普拉斯变换的形式,再通过相应的电路定律来求解电路.我通过电路转化,得到如下的拉普拉斯电路形式: 图1-3 拉普拉斯变换电路图形同理,我利用KVL电压定律有得

4、到下面的拉普拉斯方程: .（ 9 ） .（ 10 ） .（ 11 ）解得 , .（ 12 ）得到所需求响应的拉普拉斯形式之后,再利用拉普拉斯逆变换来求得响应的时间域响应形式,得到下面的表达式:2.电路仿真:2.1利用微分方程设计程序 搭建微分方程: M程序为： i1=dsolve（Di1=-1000*i1,i1（0）=-0.24）; i2=dsolve（Di2=-500*i2i2（0）=0.24 i0=char（i1+i2）; ezplot（i0,0,0.01）得到仿真图像为： 图2-12.2利用微分方程搭建电路仿真模型有: 图2-2 微分方程模型图Gain的参数设置为： 图2-3Gain1的

5、参数设置为: 图2-4 Gain1参数设置图Step1和Step2的参数设置均为 : 图2-5 step参数设置图通过上面的参数设置之后,我得到了关于时间t与i（t）的图像,下面就是仿真图像: 图2-6 i（t）仿真图形2.3利用拉普拉斯变换设计程序:拉普拉斯变换得到的最后结果为：M程序为： syms s; b=120; a=1,1500,500000; is=poly2sym（b,s）/poly2sym（a,s）; it=ilaplace（is）; ezplot（it,0,0.01）得到图像为： 图2-7 3.仿真结果与理论值的比较:通过1中的理论计算和2中的仿真运用,我们可以看到仿真结果与

6、理论计算比较吻合,能够很好的反应出理论值,因此我可以认为仿真结果是正确的.不过,仿真的缺点是不能到达时间为无穷远处,只能仿真出在有限时间内的图形.同时为了能够更好的得到仿真结果与理论值的比较,我根据所求得的理论表达式得到理论图形如图2-1和图2-7。.通过与图2-6比较之后,发现图形基本相似,所以可以认为仿真结果正确.4.总结与体会:通过这次的基础强化训练,首先让我对电路知识有一个重新复习的机会,加深了对基础电路知识的巩固与理解;其次,这次基础强化训练要求用matlab中的simulink工具箱进行仿真,可以说这是我提高matlab运用能力的一个极好机会,所以,为了能够很好完成这次任务,我查了许多资料和论文,让我还是有很大的收获的.这次训练中有一个问题是由于我不知道直流电流源的模块在哪里,所以我没能直接建造模型完成仿真.5.参考文献1赵录怀.电路与系统分析使用MATLAB.高等教育出版社.2004年7月2周建兴.MATLAB从入门到精通.人民邮电出版社3邱关源.电路（第五版）.高等教育出版社.2007年5月