matlab应用实践课程设计-基于matlab的一阶动态电路特性分析

matlab应用实践课程设计-基于matlab的一阶动态电路特性分析内容摘要：

图 RL 并联电路全响应 Matlab 应用实践课程设计 10 此时可知 RL 电路全响应时电路中的电压为 tLReIsIRu )0( ；电感上的电流为tLRtLRsL eIeIi   0)1( ，电阻上的电流为 tLRtLRsR eIeIi   0。 由此可画出其响应 特性曲线。 第一步定参数，所用语句为： “I0=4。 Is=4。 R=4。 L=。 I1=3。 Is1=3。 R1=3。 L1=。 %输入给定参数 ”，前为参数 1，后为参数 2。 第二步确定坐标的起点、终点，间隔，其语句为 “t=[0::2]。 ” 第三步是用 matlab 语言描述各式，其语句为 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)。 %电感和电阻电流值 U1=(IsI0)*R*exp(t*R/L)。 U2=(Is1I1)*R*exp(t*R/L)。 %电感和电阻电压值 最后使用画图函数 figure 和 subplot 函数。 得到其波形如图 所示。 图 RL 并联电路的直流激励的全响应的特性曲线 线 1 代表参数 1 下的特性曲线，线 2 代表参数 2 下的特性曲线。 全响应波形可分解为下列二种形式： 全响应 = 零 输 入 响 应 + 零 状 态 响 应 ， 即 )1( 110 tRCstRCc eUeUu   ，)1(0 tLRstLRL eIeIi  。 Matlab 应用实践课程设计 11 全响应 =暂态分量 +稳态分量， tRCssc eUUUu 10 )(  ， tLRssL eIIIi  )( 0 【 4】。 第一步定参数，所用语句为 U0=。 Us=。 I0=2。 Is=3。 R=2。 L=。 C=1。 %输入给定参数 第二步确定坐标的 起点、终点，间隔，其语句为 “t=[0::8]。 ” 第三步是用 matlab 语言描述各式，其语句为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)。 %计算电感和电阻电流值 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))。 %计算电感和电阻电压值 最后使用画图函数 figure 和 subplot 函数。 得到其波形如图 所示。 图 全响应波形分解 线 1 代表全响应特性曲线，线 2 代表零输入或暂态特性曲线，线 3 代表零状态或稳态。 5 RC串联电路及 RL并联电路的正弦激励的零状态响应 RC串联电路的正弦激励的零状态响应 外施激励为正弦电压源  usms tUU   c o s ，根据 KVL，scc UudtduRC ，方程的通解为     tUAeu mtc c os，由非齐次方程的特解和对应的齐次方程的通解两个分量Matlab 应用实践课程设计 12 组成，不难求得  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】。 图 即为 RC 串联的正弦激励的零状态响应波形。 第一步定参数，所用语句为Usm=3。 w=pi。 R=2。 C=。 h=atan(w*C*R)。 z=sqrt((w*R*C)^2+1)。 %输入给定参数 第二步确定坐标的起点、终点，间隔，其语句为 “t=[0::5]。 ” 第三步是用 matlab 语言描述各式，其语句为 “ I=Ur/R。 I1=Ur1/R。 I2=Ur2/R %电流值 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)。 %电容和电阻电压值及其分解电压。 最后使用画图函数 figure 和 subplot 函数。 波形如图 所示。 Matlab 应用实践课程设计 13 图 RC 串联的正弦激励的零状态响应波形 RL 并联电路的正弦激励的零状态响应 外施激励为正弦电压源  usms tII   co s ，根据 KVL，sll IidtdiRL ，方程的通解为     tIAei mtl c os，由非齐次方程的特解和对应的齐次方程的通解两个分量组成，不难求得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 应用实践课程设计 14    usms tIti   c o s。 图 即为 RL 并联的正弦激励的零状态响应波形。 第一步定参数，所用语句为 Ism=3。 w=pi。 R=2。 L=。 h=atan(w*L/R)。 z=sqrt((w*L)^2+R^2)。 %输入给定参数 第二步确定坐标的起点、终点，间隔，其语句为 “t=[0::5]。 ” 第三步是用 matlab 语言描述各式，其语句为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)。 %电感和电阻电流值及其分解电流。 U=Ir*R。 U1=Ir1*R。 U2=Ir2*R。 %电压值 最后使用画图函数 figure 和 subplot 函数。 波形如 所示。 图 RL 并联的正弦激励的零状态响应波形 零状态响应分解为暂态分量与稳态分量之和 因为          tRCusmusmc eRCUtRCUtu122 c o s1c o s1 ，从中可以看出前一个分量是一个稳态分量，不随 时间增长而衰减，后一个分量是一个随时间增长而衰减的 暂 态 分 量。 同 理 ， 根 据 til 的 表 达 式 也 可 以 得 出 同 样 的 结 论 ，      tLRusmusml eRL RItRL RIti   c osc os 222222 ，前一个分量是稳态分量，Matlab 应用实践课程设计 15 后一个分量是暂态分量。 第一步定参数，所用语句为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)。 %输入给定参数 第二步确定坐标 的起点、终点，间隔，其语句为 “t=[0::5]。 ” 第三步是用 matlab 语言描述各式，其语句为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)。 %电流值 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)。 %电压值 最后使用画图函数 figure 和 subplot 函数。 得到其波形如图 所示。 图 tuc 和 til 分解为暂态分量和稳态分量的波形图 6 RC串联电路及 RL并联电路的冲激响应 电路对于单位冲击函数激励的零状态响应称为单位冲激响应。 单位冲激函数也是一种奇异函数，可定义为0)(1)(tdtt （当 t。