matlab應用實踐課程設計-基于matlab的一階動態電路特性分析(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 圖 RL 并聯電路全響應 Matlab 應用實踐課程設計 10 此時可知 RL 電路全響應時電路中的電壓為 tLReIsIRu??? )0( ；電感上的電流為tLRtLRsL eIeIi ?? ??? 0)1( ，電阻上的電流為 tLRtLRsR eIeIi ?? ?? 0 。由此可畫出其響應 特性曲線。 第一步定參數，所用語句為： “I0=4。Is=4。R=4。L=。I1=3。Is1=3。R1=3。L1=。 %輸入給定參數 ”，前為參數 1，后為參數 2。 第二步確定坐標的起點、終點，間隔，其語句為 “t=[0::2]。” 第三步是用 matlab 語言描述各式，其語句為 IL1=I0*exp(t*R/L)+Is*(1exp(t*R/L))。IL2=I1*exp(t*R/L)+Is1*(1exp(t*R/L))。Ir1=Is*exp(t*R/L)I0*exp(t*R/L)。Ir2=Is1*exp(t*R/L)I1*exp(t*R/L)。%電感和電阻電流值 U1=(IsI0)*R*exp(t*R/L)。U2=(Is1I1)*R*exp(t*R/L)。 %電感和電阻電壓值 最后使用畫圖函數 figure 和 subplot 函數。得到其波形如圖 所示。 圖 RL 并聯電路的直流激勵的全響應的特性曲線 線 1 代表參數 1 下的特性曲線，線 2 代表參數 2 下的特性曲線。 全響應波形可分解為下列二種形式： 全響應 = 零 輸 入 響 應 + 零 狀 態 響 應 ， 即 )1( 110 tRCstRCc eUeUu ?? ??? ，)1(0 tLRstLRL eIeIi ?? ??? 。 Matlab 應用實踐課程設計 11 全響應 =暫態分量 +穩態分量， tRCssc eUUUu 10 )( ???? ， tLRssL eIIIi ???? )( 0 【 4】 。 第一步定參數，所用語句為 U0=。Us=。I0=2。Is=3。R=2。L=。C=1。 %輸入給定參數 第二步確定坐標的 起點、終點，間隔，其語句為 “t=[0::8]。” 第三步是用 matlab 語言描述各式，其語句為IL=I0*exp(t*R/L)+Is*(1exp(t*R/L))。IL1=I0*exp(t*R/L)。IL2=Is*(1exp(t*R/L))。IL3=Is。 IL4=(I0Is)*exp(t*R/L)。%計算電感和電阻電流值 Uc=U0*exp(t/(R*C))+Us*(1exp(t/(R*C)))。Uc1=U0*exp(t/(R*C))。 Uc2=Us*(1exp(t/(R*C)))。Uc3=Us。 Uc4=(U0Us)*exp(t/(R*C))。 %計算電感和電阻電壓值 最后使用畫圖函數 figure 和 subplot 函數。得到其波形如圖 所示。 圖 全響應波形分解 線 1 代表全響應特性曲線，線 2 代表零輸入或暫態特性曲線，線 3 代表零狀態或穩態。 5 RC串聯電路及 RL并聯電路的正弦激勵的零狀態響應 RC串聯電路的正弦激勵的零狀態響應 外施激勵為正弦電壓源 ? ?usms tUU ?? ?? c o s ，根據 KVL，scc UudtduRC ??，方程的通解為 ? ???? ??? ? tUAeu mtc c os，由非齊次方程的特解和對應的齊次方程的通解兩個分量Matlab 應用實踐課程設計 12 組成，不難求得? ? 12 ?? RCUU smm ?， ??? ?? u ，其中 RC?? ?tan 。再代入初始值，可求? ? ? ???? ???? usmRCUA c os12? ? ? ? ? ? ? ? ? ? tRCusmusmc eRCUtRCUtu 122 c o s1c o s1 ???????? ??????? ，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? tRCusmusmr eRCURCtRCURCtu 122 c o s11s i n1 ????????? ???????? ，? ? ? ? ? ? ? ? ? ? tRCusmusm eRCUCRtRCUCti 1222 c o s11s i n1 ????????? ???????? ，? ? ? ?usms tUtu ?? ?? c o s 【 5】 。圖 即為 RC 串聯的正弦激勵的零狀態響應波形。 第一步定參數，所用語句為Usm=3。w=pi。R=2。C=。h=atan(w*C*R)。z=sqrt((w*R*C)^2+1)。 %輸入給定參數 第二步確定坐標的起點、終點，間隔，其語句為 “t=[0::5]。” 第三步是用 matlab 語言描述各式，其語句為 “ I=Ur/R。I1=Ur1/R。I2=Ur2/R %電流值 Us=Usm*cos(w*t+pi/2)。Uc=Usm/z*cos(w*t+pi/2h)Us m/z*cos(pi/2h)*exp(t/(R*C))。Uc1=Usm/z*cos(pi/2h)*exp(t/(R*C))。Uc2=Usm/z*cos(w*t+pi/2h)。Ur=1/(R*C)*Usm/z*cos(pi/2h)*exp(t/(R*C))Usm*sin(h)*sin(w*t+pi/2h)。Ur1=1/(R*C)*Usm/z*cos(pi/2h)*exp(t/(R*C))。Ur2=Usm*sin(h)*sin(w*t+pi/2h)。 %電容和電阻電壓值及其分解電壓。 最后使用畫圖函數 figure 和 subplot 函數。 波形如圖 所示。 Matlab 應用實踐課程設計 13 圖 RC 串聯的正弦激勵的零狀態響應波形 RL 并聯電路的正弦激勵的零狀態響應 外施激勵為正弦電壓源 ? ?usms tII ?? ?? co s ，根據 KVL，sll IidtdiRL ??，方程的通解為 ? ???? ??? ? tIAei mtl c os，由非齊次方程的特解和對應的齊次方程的通解兩個分量組成，不難求得222 RLRII smm ?? ? ， ??? ?? u ，其中 RL???tan 。再代入初始值，可求得? ???? ???? usm RL RIA c os222? ? ? ? ? ? tLRusmusml eRL RItRL RIti ???????? ??????? c osc os 222222? ? ? ? )s i n(c os 222222 ???????? ??????? ? usmtLRusmr tRLILeRL RIti? ? ? ? )s i n(c os 222222 2 ???????? ??????? ? usmtLRusm tRLILReRL RIti Matlab 應用實踐課程設計 14 ? ? ? ?usms tIti ?? ?? c o s 。圖 即為 RL 并聯的正弦激勵的零狀態響應波形。 第一步定參數，所用語句為 Ism=3。w=pi。R=2。L=。h=atan(w*L/R)。z=sqrt((w*L)^2+R^2)。 %輸入給定參數 第二步確定坐標的起點、終點，間隔，其語句為 “t=[0::5]。” 第三步是用 matlab 語言描述各式，其語句為Is=Ism*cos(w*t+pi/2)。IL=Ism*R/z*cos(w*t+pi/2h)Ism*R/z*cos(pi/2h)*exp(t*R/L)。IL1=Ism*R/z*cos(w*t+pi/2h)。IL2=Ism*R/z*cos(pi/2h)*exp(t*R/L)。Ir=R*Ism/z*cos(pi/2h)*exp(t*R/L)w*L*Ism/z*sin(w*t+pi/2h)。Ir1=R*Ism/z*cos(pi/2h)*exp(t*R/L)。Ir2=w*L*Ism/z*sin(w*t+pi/2h)。%電感和電阻電流值及其分解電流。 U=Ir*R。U1=Ir1*R。U2=Ir2*R。 %電壓值 最后使用畫圖函數 figure 和 subplot 函數。波形如 所示。 圖 RL 并聯的正弦激勵的零狀態響應波形 零狀態響應分解為暫態分量與穩態分量之和 因為 ? ?? ? ? ? ? ? ? ? tRCusmusmc eRCUtRCUtu122 c o s1c o s1???????? ???????，從中可以看出前一個分量是一個穩態分量，不隨 時間增長而衰減，后一個分量是一個隨時間增長而衰減的 暫 態 分 量 。 同 理 ， 根 據 ??til 的 表 達 式 也 可 以 得 出 同 樣 的 結 論 ，? ? ? ? ? ? tLRusmusml eRL RItRL RIti ???????? ??????? c osc os 222222 ，前一個分量是穩態分量，Matlab 應用實踐課程設計 15 后一個分量是暫態分量。 第一步定參數，所用語句為Usm=3。Ism=2。w=pi。R=2。C=。L=。h1=atan(w*R*C)。h2=atan(w*L/R)。 z1=sqrt((w*R*C)^2+1)。z2=sqrt((w*L)^2+R^2)。 %輸入給定參數 第二步確定坐標 的起點、終點，間隔，其語句為 “t=[0::5]。” 第三步是用 matlab 語言描述各式，其語句為IL=Ism*R/z2*cos(w*t+pi/2h2)Ism*R/z2*cos(pi/2h2)*exp(t*R/L)。IL1=Ism*R/z2*cos(w*t+pi/2h2)。IL2=Ism*R/z2*cos(pi/2h2)*exp(t*R/L)。%電流值 Uc=Usm/z1*cos(w*t+pi/2h1)Usm/z1*cos(pi/2h1)*exp(t/(R*C))。Uc1=Usm/z1*cos(pi/2h1)*exp(t/(R*C))。Uc2=Usm/z1*cos(w*t+pi/2h1)。 %電壓值 最后使用畫圖函數 figure 和 subplot 函數。得到其波形如圖 所示。 圖 ??tuc 和 ??til 分解為暫態分量和穩態分量的波形圖 6 RC串聯電路及 RL并聯電路的沖激響應 電路對于單位沖擊函數激勵的零狀態響應稱為單位沖激響應。單位沖激函數也是一種奇異函數，可定義為???????????0)(1)(tdtt?? （當 t?