基于Simulink的RLC電路分析與仿真

1、基于Simulink的RLC電路分析與仿真 摘要:通過對Simulink開發(fā)環(huán)境中的模塊設計.本文利用MAT LAB設計了基于Simulink的R LC電路分析與仿真方法，展示了方便靈活的動態(tài)仿真結果.關鍵詞:Simulink;模塊;仿真;拉氏變換1引言 Simulink是實現(xiàn)動態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的集成環(huán)境，其主要的功能是對動態(tài)系統(tǒng)進行仿真和分析，預先模擬實際系統(tǒng)特性和響應，根據(jù)設計及使用的要求，對系統(tǒng)進行修改和優(yōu)化，以提高系統(tǒng)的性能，實現(xiàn)高效開發(fā)系統(tǒng)的目標.作為MATLAB的重要組成部分，Simulink具有相對獨立的功能和使用方法.確切的說，它是對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的一個軟件包.它

2、支持線性和非線性系統(tǒng)、連續(xù)時間系統(tǒng)、離散時間系統(tǒng)，而目系統(tǒng)可以是多進程的.Simulink提供了友好的圖形用戶界面，模型由模塊組成的框圖來表示，用戶建模通過簡單的單擊和拖動鼠標的動作就能完成Simulink的模塊庫為用戶提供了多種多樣的功能模塊，這是一筆非常豐富的資源.其中基本功能模塊有連續(xù)系統(tǒng)(Continuous)、離散系統(tǒng)歸(Discrete)、數(shù)學運算模塊(Math) ,輸入源模塊(Sources)和接收模塊(Sinks)等.2 RLC電路的拉氏變換 圖1 RLC電路對圖1所示RLC電路，經(jīng)過拉氏變換后可寫出其S域模型，可用節(jié)點法和回路電壓法分別列寫s域的電流電壓方程，解出對應的如式(

3、1)所示，由式(1)可得轉(zhuǎn)移導納的系統(tǒng)函數(shù)如式(2)所示.由反拉氏變換可求得電路的沖激響應h(t)如(3)式，電路的階躍響應s(t)如(4)式. (1). (2) (3) . （4） 3基于Simulink的RLC電路分析與仿真 打開Simulink的模塊庫，建立建模窗口(Model)，從輸入源模塊(Sources)中拖動Sine Wave(正弦信號發(fā)生器)、Step(階躍信號)了模塊到Model窗口，從continuous(連續(xù)系統(tǒng))中拖動Transfer Fcn(系統(tǒng)轉(zhuǎn)移函數(shù))了模塊到Model窗口，從接收模塊(Sinks)中拖動Scope C示波黝了模塊到Model窗口.觀察已建立的模塊

4、，在模塊的左右兩側，分別有不同數(shù)量的箭頭，左側向內(nèi)的箭頭為輸入端口，用于連接前一級模塊，右側向外的箭頭為輸出端口，用于連接下一級模塊，不同的模塊有不同數(shù)量的輸入和輸出端口.每個模塊的下方都有一個名稱，雙擊名稱處，使之處于文本輸入狀態(tài)，即可改變該模塊的名稱.在各個模塊上連線如圖2所示.圖2 simulink建模 在Simulink中建立起系統(tǒng)模型框圖之后，對每一個了模塊右鍵單擊，從快捷菜單中選擇Parameters，彈出Block Parameters，從中設置參數(shù).本文中設置Transfer Fcn中的參數(shù)如圖3，其它參數(shù)取默認值.圖3 transfer fcn 參數(shù)運行菜單Simulation下的Start命令開始仿真. 仿真結果見圖4圖4 輸入為階躍信號時的仿真結果改變輸入子模塊為正弦信號，運行菜單Simulation下的Start命令開始仿真.仿真結果見圖5.有興趣的讀者不妨一試并分析圖形變化的原因.仿真結果見圖4.圖4 輸入為正弦信號時的仿真結果4結論MATLAB不僅有強大的計算功能，還有很強的圖形顯示功能.利用這些特性及Simulink功能可以實現(xiàn)物理問題的動態(tài)仿真.本文利用MATLAB設計基于Simulink的RLC電路分析與仿真方法，展示了方便靈活的動態(tài)仿真結果.參考文獻:(1李顯龍.MATLAB界而設計與編