RLC串聯(lián)的動態(tài)電路仿真

RLC串聯(lián)的動態(tài)電路是電路課程和電路實驗教學中的重要內(nèi)容。由于Matlab軟件具有很強的數(shù)值運算、符號運算和繪圖功能，以及豐富的庫函數(shù)、工具箱和仿真模塊，在動態(tài)電路的分析和仿真中得到了廣泛的應用，它集數(shù)值分析、矩陣運算、信號處理和圖形顯示于一體，構成了一個方便、界面友好的用戶環(huán)境，其強大的數(shù)值計算功能建立在向量、數(shù)組和矩陣的基礎上，輸出結(jié)果易于可視化。這兩個特點為電路的仿真分析提供了一個合適的語言平臺。Simulink是Matlab的重要組件之一，它提供了一個動態(tài)系統(tǒng)建模、仿真和綜合分析的集成環(huán)境。在該環(huán)境中，無需書寫大量的程序，只要通過簡單直觀的鼠標操作，就可以構造出復雜的仿真系統(tǒng)，從而提高了工作效率。1RLC串聯(lián)的動態(tài)電路RLC串聯(lián)的動態(tài)電路如圖1所示。其中，以電源電壓作為輸入電壓us(t),以電容端電壓作為輸出電壓uc(t)。圖1RLC率塩們P態(tài)電路膽路的微分方程為：其傳遞函數(shù)為⑸’或心)與扳蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù):r十；供十1相比較用匚或心)與扳蕩環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù):r十；供十1相比較用匚GCy｝主電呂蘭CffWfV=LC遼能=J?C,所以T2Simulink仿真模型根據(jù)RLC串聯(lián)電路的微分方程，鍵入Simulink命令后，打開系統(tǒng)模型庫，在新建模型窗口中直接加入所需要的模塊，經(jīng)模塊連接后得RLC串聯(lián)電路的仿真模型，如圖2所示。其中，Step模塊：設置Step

Time為0；Gain模塊：設置增益為1/LC；Gainl模塊：設置增益為1/LC；Gain3模塊：設置增益為R/C；Sum模塊：設置Listofsigns為+—；ToWorkspace模塊：將數(shù)據(jù)寫入工作空間的變量中，配合Matlab繪圖命令，繪制出響應曲線，其中Variablename為tout(輸出變量名)，Saveformat為Array。SITHoutin揖2RU3SITHoutin揖2RU3串聯(lián)電詹梅誦鼻樓聲InficgntarIntcgFiiorI在Matlab命令窗口輸入R，L，C的賦值語句，賦值后運行模型，雙擊Scope模塊或用ToWorkspaee模塊將數(shù)據(jù)寫入工作空間的變量中。配合Matlab繪圖命令，即可得到單位階躍響應曲線。3仿真實驗和結(jié)果無阻尼在Matlab命令窗口輸入R,L，C的賦值語句：當R=0.L=\=loOe-SFi有審=鳥腭=a"-，運行仿真模型，即可得到其單位階躍響應曲線如圖3所示。從圖3可以看出，當時，其階躍響應為等幅振蕩曲線。欠阻尼在Matlab命令窗口輸入R,L，C的賦值語句：當

運行仿真模型，可得到其單位階躍響應曲線如圖4所示。R=50fi*L=1H.C=10盹一6F吋丫有0V應V燭即y洛唇⑵|C-aMS從圖4可以看出，當時，其階躍響應為減幅振蕩曲線。臨界阻尼在Matlab命令窗口輸入R,L，C的賦值語句：當運行仿真模型，可得到其單位階躍響應曲線如圖5所示。從圖5可以看出，當時，其階躍響應為非周期過程，不具有振蕩性質(zhì)，為單調(diào)上升曲線。

過阻尼在Matlab命令窗口輸入R,L,C的賦值語句：當R=5000Q,L=1H,C=100e-6F時，有，運行仿真模型，可得到其單位階躍響應曲線如圖6所示。從圖6可看，當時，其階躍響應也為單調(diào)上升曲線，但其上升斜率較臨界阻尼慢。綜上所述，通過建立RLC串聯(lián)電路的Simulink仿真模型來改變R,L,C的值,以得到不同狀態(tài)下單位階躍響應曲線。從中看出,參數(shù)選擇適中,可以兼顧系統(tǒng)的穩(wěn)定性和快速性。Is0G上0.5Is0G上0.5善於*即心丸膺0^10墮呂網(wǎng)?6單調(diào)上升曲統(tǒng)4結(jié)語用Matlab提供的Simulink來建模、仿真，用鼠標拖拉模塊圖標來建模，其模型生成直觀、簡單，還可以在仿真時隨時改變參數(shù)，并用Scope隨時觀察仿真波形，使得仿真更具有實時性、直觀性。本文基于Sireulink建立了RLC串聯(lián)