基础强化训练Word文件下载.docx

1、1.基础强化训练的目的和要求1.1训练目的（1） 本环节通过MATLAB语言的学习与强化训练，使学生能掌握MATLAB软件，从分析和解决线性代数、电路原理等课程中的基本理论问题入手，力图做到在后续专业课程学习中，能熟练应用MATLAB工具来分析和设计；（2） 通过本环节巩固和深化已学课程的知识，培养学生综合运用这些知识，分析和解决实际问题，逐步树立正确的设计思想，培养严谨认真的科学态度和严谨务实的工作作风。1.2训练要求通过训练，使学生掌握相关的理论知识及实际处理方法，熟练使用MATLAB语言编写所需应用程序，上机调试，输出实验结果，并对实验结果进行分析。1.3基础强化训练的内容如图1.1所示

2、，图中已知R1=10，R2=20，R3=20，R4=10，R5=10，U=20V，计算各支路电流I1、I2、I3。 图1.1 电路总图1.4 电路分析图图1.2 分析图如图1.2所示电路，整个电路由五个电阻，一个电流源和一个电压源构成，分析是，电路可以分成三个网孔组成，可利用电路的基本知识进行列出方程，建立矩阵模型，再利用M文件编程可解出线性方程。同时，也可以直接利用simulink直接搭建电路模型，即在MATLAB里面画出电路图进行仿真，再利用示波器直接读出题目所求的数值结果。流程图如图1.3所示。运行程序并得出结果由示波器读出结果编写程序列出方程组并写出矩阵形式Simulink建模仿真 电

3、路分析图1.3 设计框架流程图2.解答分析2.1 解法一：M文件编程仿真利用M文件编程仿真来解决电路问题，对于此题来讲还是很简单的。首先利用所学的电路知识列出方程组，再写成矩阵形式，在MATLAB环境下建立M文件，编写程序，求写矩阵，进而能求出题目所要求的变量，存为一个自命名的M文件，便于下次直接输入文件名即可显示出答案。2.1.1建模按网孔法可知，图中可列出网孔方程为：（R1+R2）*I4 - R2*I5=U -R2*I4+（R2+R3+R4）*I5-I6*R4=0 -I5*R4+（R4+R5）*R6=-U写成矩阵形式为：将数值带入，并简写为AI=BU的形式U=20已知，可求的I4、I5、I

4、6的值。根据I1= I4-I5, I2=I5-I6, I3=I6.可以求得I1,I2,I3的值。 2.1.2 用MATLAB编程clear ;close all; R1=10;R2=20;R3=20;R4=10;R5=10;U=20; a11=R1+R2;a12=-R2;a13=0; a21=-R2;a22=R2+R3+R4;a23=-R4; a31=0;a32=-R5;a33=R4+R5; b1=1;b2=0;b3=-1; A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33; B=b1;b2;b3; X=AB*U; I1=X（1）-X（2）;I2=X（2）-X（3）;

5、I3=X（3） 2.1.3 程序运行结果 可得到结果，如上所示，即为I1=0.6316，I2=1.0526,I3=-0.9474.2.2 解法二：Simulink建模仿真 利用simulink建模仿真做本题，只需进入仿真界面，找到相应的元件，并按照题目中电路图连好，将所求的变量通过电表的接入和示波器的输出观察，即可知道要求变量的值了。2.2.1 Simulink电路模型 进入MATLAB软件界面，选中“simulink”界面，选择Simpower Systoms，在里面找出图中的各元器件，此时要注意元器件和电压的数值，再按图2.1连线，并在要求解的直流电流中加入电流表。并在sink中找到示波器

6、，将其插入电路中，对电流表进行观察。 图2.1 在MATLAB上的连接电路 图2.2 连接上电流表示波器后的电路图2.2.2 仿真波形点击开始仿真，点开各电流表连接的示波器，看到I1的波形图如图2.3，I2的波形图如图2.4，I3的波形图如图2.5。图2.3 电流I1波形图图2.4 电流I2波形图图2.5 电流I3波形图3.结果分析 进过对MATLAB的简单应用，我学会了电路的简单编程和仿真。经过两种方法的比较，可以知道，两种方法得到的结果完全一致，可以得到I1=0.6316A，I2=1.0526A,I3=-0.9474A,即证明了结果的正确性，实验进行得比较成功。结束语回顾此次强化训练，初次

7、接触MATLAB这个软件，刚接触这个软件时，感觉到害怕，深入一点的了解后，感觉这个软件功能强大，也很有意思，学习到软件的主要两种方法应用。本次训练具体到将Matlab软件应用到学习中来，特别是解决电路问题显得很方便，尤其是Simulink方法，显得不仅简单可行，而且方便直观，对比两种方法也得到了一些学习的方法。过程中还是需要以前学过的课本知识，特别是电路，也使我意识到自己的很多不足之处，对以前所学过的知识理解的还不够深刻，掌握得不够牢靠。通过此次学习，把以前所学过知识得到了温故知新，也警示我得不断对前面所学的多重温学习。通过本次强化训练，我深刻体会到计算机以及应用软件在工科学生专业课学习和科研

8、技术人员科技研发中所起到的巨大作用。利用MATLAB，可以使原本复杂的计算过程大大简化，历经了几天的设计过程，除了知识的增加和技能的提高，这一过程对我意志的锻炼和自学能力的培养对我产生了深远的影响。等到所有图表、数据、公式一一跃然纸上的时候，涌上的一种满足感使我觉得辛勤劳动终于有了回报。在以后的学习中，可以多利用MATLAB的强大计算功能来解决一些复杂的运算。这次基础强化训练让我又掌握了一款有用的软件，并且对电路题目的解法也有了新的认识，这些都是宝贵的经验。参考文献1刘同娟.Matlab建模、仿真及应用.中国电力出版社，1999年 2邱关源.电路第四版.高等教育出版社，1999年 3薛定宇.控

9、制系统计算机辅助设计-MATLAB语言及应用.清华大学出版社，1996年4龚剑.MATLAB 入门与提高.清华版，2000年5楼顺天.基于MATLAB的系统分析与设计.西安电子科大，1999年6张志涌.精通MATLAB6.5.上海交大，2002年7Arles K.Alexander.电路基础.清华大学出版社，2006年 附录%给元件赋值 %列出矩阵系数A %列出矩阵系数B%算出X的值I3=X（3） %得到要求的结果本科生基础强化训练成绩评定表姓 名 段林峰性 别 男专业、班级 自动化0805班基础强化训练题目： MATLAB 的简单应用和分析基础强化训练答辩或质疑记录：成绩评定依据：评 定 项 目评分成绩1考勤、态度（15分）2. 查阅资料能力（10分）3. 电路分析，建立电路模型，编程仿真 （20分）4Simulink 建模仿真结果（20分）5设计说明书质量及规范化、参考文献充分（不少于5篇）（15分）6答辩（20分） 总分：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：