Matlab應(yīng)用實(shí)踐課程設(shè)計(jì)基于MATLAB的一階動(dòng)態(tài)電路特性分析

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I14454Abstract II61051MATLAB簡介 1188951.1MATLAB語言功能 1219532RC串聯(lián)電路及RL并聯(lián)電路的零輸入響應(yīng) 1219832.1RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng) 134132.2RL并聯(lián)電路的零輸入響應(yīng) 252353RC串聯(lián)及RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng) 4142843.1RC串聯(lián)電路的直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng) 482133.2RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng) 6150904RC串聯(lián)及RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng) 8202604.1RC串聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng) 811184.2RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng) 9283354.3全響應(yīng)波形分解 10131735RC串聯(lián)電路及RL并聯(lián)電路的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng) 11135415.1RC串聯(lián)電路的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng) 11287995.2RL并聯(lián)電路的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng) 13123875.3零狀態(tài)響應(yīng)分解為暫態(tài)分量與穩(wěn)態(tài)分量之和 14167216RC串聯(lián)電路及RL并聯(lián)電路的沖激響應(yīng) 15252606.1RC串聯(lián)電路的沖激響應(yīng) 16287626.2RL并聯(lián)電路的沖激響應(yīng) 1726499心得體會(huì) 19283參考文獻(xiàn) 2022538附錄 21PAGE摘要MATLAB和Mathematica、Maple并稱為三大數(shù)學(xué)軟件。MATLAB在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在"數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。Simulink是MATLAB軟件的擴(kuò)展，它是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模和仿真的一個(gè)軟件包。MATLAB具有強(qiáng)大的圖形處理功能、符號(hào)運(yùn)算功能和數(shù)值計(jì)算功能。其中系統(tǒng)的仿真（Simulink）工具箱是從底層開發(fā)的一個(gè)完整的仿真環(huán)境和圖形界面。在這個(gè)環(huán)境中，用戶可以完成面向框圖系統(tǒng)仿真的全部過程，并且更加直觀和準(zhǔn)確地達(dá)到仿真的目標(biāo)。本文主要介紹基于MATLAB的一階動(dòng)態(tài)電路特性分析。關(guān)鍵字：MATLAB；仿真；圖形處理；一階動(dòng)態(tài)電路。AbstractMATLAB,andMathematica,Maple,andknownasthethreemajormathematicalsoftware.Itistheapplicationoftechnologyinmathematicsclassesinnumericalcomputingsoftware,secondtonone.SimulinkisanextensionofMATLABsoftware,whichistherealizationofdynamicsystemmodelingandsimulationofapackage.MATLABhasapowerfulgraphicsprocessingcapabilities,symboliccomputingandnumericalcomputingfunctions.Onesystemsimulation(Simulink)toolboxfromthebottomofthedevelopmentofacompletesimulationenvironmentandthegraphicalinterface.Inthisenvironment,theusercancompletesystemsimulationblockdiagramfortheentireprocessandachieveamoreintuitiveandaccuratesimulationofgoal.Inthispaper,MATLAB-basedfirst-ordercharacteristicsofdynamiccircuits.Keywords:MATLAB；Simulation；Graphics；FirstOrderCircuit。PAGE1MATLAB簡介1.1MATLAB語言功能MATLAB功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng)。MATLAB軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展兩大部分的功能?；静糠职ǎ壕仃嚨倪\(yùn)算和各種變換；代數(shù)和超越方程的求解；數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換；數(shù)值部分等等，可以充分滿足大學(xué)理工科本科的計(jì)算需要。擴(kuò)展部分稱為工具箱。它實(shí)際上是用MATLAB的基本語句編程的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題，或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法。MATLAB具有以下基本功能：（1）數(shù)值計(jì)算功能；（2）符號(hào)計(jì)算功能；（3）圖形處理及可視化功能；（4）可視化建模及動(dòng)態(tài)仿真功能。2RC串聯(lián)電路及RL并聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)2.1RC串聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)在圖2.1所示的RC電路中，開關(guān)S打向2前，電容C充電，。當(dāng)開關(guān)S打向2后，電壓，電容儲(chǔ)存的能量將通過電阻以熱能的形式釋放出來。圖2.1RC電路的零輸入響應(yīng)此時(shí)可知RC電路零輸入時(shí)電路中的電流為；電阻上的電壓為；電阻和電容上所消耗的功率為，。第一步定參數(shù)，所用語句為：“U0=4；R=4；C=0.5；U1=3；R1=3；C1=0.5；%輸入給定參數(shù)”，參數(shù)1為“U0=4；R=4；C=0.5；”參數(shù)2為“U1=3；R1=3；C1=0.5；”。第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.1:6];”第三步是用MATLAB語言描述各式，其語句為“I=U0/R*exp(-t/(R*C));I1=U0/R1*exp(-t/(R1*C1));%計(jì)算電容和電阻電流值Uc=U0*exp(-t/(R*C));Ur=U0*exp(-t/(R*C));Uc1=U0*exp(-t/(R1*C1));Ur1=U0*exp(-t/(R1*C1));%計(jì)算電容和電阻電壓值Pc=U0*U0/R*exp(-2*t/(R*C));Pr=U0*U0/R*exp(-2*t/(R*C));Pc1=U0*U0/R1*exp(-2*t/(R1*C1));Pr1=U0*U0/R*exp(-2*t/(R1*C1));%計(jì)算電容和電阻功率值”最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖2.2所示。圖2.2RC串聯(lián)電路零輸入響應(yīng)特性曲線線1（下）代表參數(shù)1下的特性曲線，線2（上）代表參數(shù)2下的特性曲線。2.2RL并聯(lián)電路的零輸入響應(yīng)在圖2.3所示的RL電路中，開關(guān)S動(dòng)作之前，電壓和電流已恒定不變，電感中有電流。在t=0時(shí)開關(guān)由1打到2，具有初始電流的電感L和電阻R相連接，構(gòu)成一個(gè)閉合回路。圖2.3RL電路的零輸入響應(yīng)此時(shí)可知RL電路零輸入時(shí)電路中的電壓為；電感上的電流為；電阻和電感上所消耗的功率為，。由此可畫出其響應(yīng)特性曲線。第一步定參數(shù)，所用語句為：“I0=4;R=4;L=0.5;I1=3;R1=3;L1=0.5;%輸入給定參數(shù)”，參數(shù)1為“I0=4;R=4;L=0.5;”，參數(shù)為2“I1=3;R1=3;L1=0.5;”。第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.05:2];”。第三步是用MATLAB語言描述各式，其語句為“IL1=I0*exp(-t*R/L);IL2=I1*exp(-t*R/L);Ir1=I0*exp(-t*R/L);Ir2=I1*exp(-t*R/L);%電感和電阻電流值U1=I0*R*exp(-t*R/L);U2=I1*R*exp(-t*R/L);%電感和電阻電壓值PL1=I0^2*R*exp(-2*t*R/L);PL2=I1^2*R*exp(-2*t*R/L);Pr1=I0^2*R*exp(-2*t*R/L);Pr2=I1^2*R*exp(-2*t*R/L);%電感和電阻功率值”最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖2.4所示。圖2.4RL并聯(lián)電路零輸入響應(yīng)特性曲線線1（下）代表參數(shù)1下的特性曲線，線2（上）代表參數(shù)2下的特性曲線。3RC串聯(lián)及RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)3.1RC串聯(lián)電路的直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)在圖3.1所示的RC串聯(lián)電路中，開關(guān)S閉合前電路處于零初始狀態(tài)，即。在t=0時(shí)刻，開關(guān)S閉合，電路接入直流電壓源。根據(jù)KVL，有。圖3.1RC電路零狀態(tài)響應(yīng)此時(shí)可知RC電路零狀態(tài)時(shí)電路中的電流為；電阻上的電壓為，電容上的電壓為；電阻和電容上所消耗的功率為，。由此可畫出其響應(yīng)特性曲線。第一步定參數(shù)，所用語句為：“Us=4;R=4;C=0.5;Us1=3;R1=3;C1=0.5;%輸入給定參數(shù)”，“Us=4;R=4;C=0.5;”為參數(shù)1，“Us1=3;R1=3;C1=0.5”第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)、間隔，其語句為“t=[0:0.1:5];”第三步是用語言描述各式，其語句為“I1=Us/R*exp(-t/(R*C));I2=Us1/R*exp(-t/(R*C));%電容和電阻電流值Uc1=Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc2=Us1*(1-exp(-t/(R*C)));Ur1=Us*exp(-t/(R*C));Ur2=Us1*exp(-t/(R*C));%電容和電阻電壓值Pc1=Us^2/R*(exp(-t/(R*C))-exp(-2*t/(R*C)));Pc2=Us1^2/R*(exp(-t/(R*C))-exp(-2*t/(R*C)));Pr1=Us^2/R*exp(-2*t/(R*C));Pr2=Us1^2/R*exp(-2*t/(R*C))%電容和電阻功率值”最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖3.2所示。圖3.2RC串聯(lián)電路直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)特性曲線線1（下）代表參數(shù)1下的特性曲線，線2（上）代表參數(shù)2下的特性曲線。3.2RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)在圖3.3所示的RL電路中，直流電流源的電流為，在開關(guān)打開前電感中的電流為零。開關(guān)打開后，電路的響應(yīng)為零狀態(tài)響應(yīng)。注意到換路后與串聯(lián)的等效電路扔為，則電路的微分方程為，初始條件為。圖3.3RL電路的零狀態(tài)響應(yīng)此時(shí)可知RL電路零狀態(tài)時(shí)電路中的電壓為；電感上的電流為，電阻上的電流為；電阻和電感上所消耗的功率為，【3】。由此可畫出其響應(yīng)特性曲線。第一步定參數(shù)，所用語句為：“U0=4;R=4;C=0.5;U1=3;R1=3;C1=0.5;%輸入給定參數(shù)”，參數(shù)1為“U0=4;R=4;C=0.5;”，U1=3;R1=3;C1=0.5為參數(shù)2第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.05:2];”第三步是用MATLAB語言描述各式，其語句為“IL1=Is*(1-exp(-t*R/L));IL2=Is1*(1-exp(-t*R/L));Ir1=Is*exp(-t*R/L);Ir2=Is1*exp(-t*R/L);%電感和電阻電流值U1=Is*R*exp(-t*R/L);U2=Is1*R*exp(-t*R/L);%電感和電阻電壓值PL1=Is^2*R*(exp(-t*R/L)-exp(-2*t*R/L));PL2=Is1^2*R*(exp(-t*R/L)-exp(-2*t*R/L));Pr1=Is^2*R*exp(-2*t*R/L);Pr2=Is1^2*R*exp(-2*t*R/L);%電感和電阻功率值”最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖3.4所示。圖3.4RL并聯(lián)電路直流激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)特性曲線線1（下）代表參數(shù)1下的特性曲線，線2（上）代表參數(shù)2下的特性曲線。4RC串聯(lián)及RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng)4.1RC串聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng)在圖4.1所示的RC串聯(lián)電路為已充電的電容經(jīng)過電阻接到直流電壓源。設(shè)電容原有電壓，開關(guān)S閉合后，根據(jù)KVL有，初始條件為。圖4.1RC串聯(lián)電路的全響應(yīng)此時(shí)可知RC電路全響應(yīng)時(shí)電路中的電流為；電阻上的電壓為，電容上的電壓為；由此可畫出其響應(yīng)特性曲線。第一步定參數(shù)，所用語句為：“U0=2;Us=3;R=2;C=0.5;U1=2.5;Us1=3;R1=3;C1=0.5;%輸入給定參數(shù)”，前為參數(shù)1，后為參數(shù)2第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.1：10];”第三步是用matlab語言描述各式，其語句為“I1=(Us-U0)/R*exp(-t/(R*C));I2=(Us1-U1)/R*exp(-t/(R*C));%電容和電阻電流值Uc1=U0*exp(-t/(R*C))+Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc2=U1*exp(-t/(R*C))+Us1*(1-exp(-t/(R*C)))；Ur1=Us*exp(-t/(R*C))-U0*exp(-t/(R*C));Ur2=Us1*exp(-t/(R*C))-U1*exp(-t/(R*C))%電容和電阻電壓值最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖4.2所示。線1為上圖上線，中圖和下圖下線。圖4.2RC串聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng)的特性曲線線1代表參數(shù)1下的特性曲線，線2代表參數(shù)2下的特性曲線。4.2RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng)在圖4.3所示的RL并聯(lián)電路為已充電的電感與電阻并聯(lián)接到直流電壓源。設(shè)電感原有電流，開關(guān)S閉合后，與不相等，電路的響應(yīng)為全響應(yīng)。線1為上圖上線，中圖和下圖下線。圖4.3RL并聯(lián)電路全響應(yīng)此時(shí)可知RL電路全響應(yīng)時(shí)電路中的電壓為；電感上的電流為，電阻上的電流為。由此可畫出其響應(yīng)特性曲線。第一步定參數(shù)，所用語句為：“I0=4;Is=4;R=4;L=0.5;I1=3;Is1=3;R1=3;L1=0.5;%輸入給定參數(shù)”，前為參數(shù)1，后為參數(shù)2。第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.01:2];”第三步是用matlab語言描述各式，其語句為IL1=I0*exp(-t*R/L)+Is*(1-exp(-t*R/L));IL2=I1*exp(-t*R/L)+Is1*(1-exp(-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=(Is-I0)*R*exp(-t*R/L);U2=(Is1-I1)*R*exp(-t*R/L);%電感和電阻電壓值最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖4.4所示。圖4.4RL并聯(lián)電路的直流激勵(lì)的全響應(yīng)的特性曲線線1代表參數(shù)1下的特性曲線，線2代表參數(shù)2下的特性曲線。4.3全響應(yīng)波形分解全響應(yīng)波形可分解為下列二種形式：全響應(yīng)=零輸入響應(yīng)+零狀態(tài)響應(yīng)，即，。全響應(yīng)=暫態(tài)分量+穩(wěn)態(tài)分量，，【4】。第一步定參數(shù)，所用語句為U0=2.5;Us=3.5;I0=2;Is=3;R=2;L=0.5;C=1;%輸入給定參數(shù)第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.01:8];”第三步是用matlab語言描述各式，其語句為IL=I0*exp(-t*R/L)+Is*(1-exp(-t*R/L));IL1=I0*exp(-t*R/L);IL2=Is*(1-exp(-t*R/L));IL3=Is;IL4=(I0-Is)*exp(-t*R/L);%計(jì)算電感和電阻電流值Uc=U0*exp(-t/(R*C))+Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc1=U0*exp(-t/(R*C));Uc2=Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc3=Us;Uc4=(U0-Us)*exp(-t/(R*C));%計(jì)算電感和電阻電壓值最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖4.5所示。圖4.5全響應(yīng)波形分解線1代表全響應(yīng)特性曲線，線2代表零輸入或暫態(tài)特性曲線，線3代表零狀態(tài)或穩(wěn)態(tài)。5RC串聯(lián)電路及RL并聯(lián)電路的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)5.1RC串聯(lián)電路的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)外施激勵(lì)為正弦電壓源，根據(jù)KVL，，方程的通解為，由非齊次方程的特解和對(duì)應(yīng)的齊次方程的通解兩個(gè)分量組成，不難求得，，其中。再代入初始值，可求，，，【5】。圖5.1即為RC串聯(lián)的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)波形。第一步定參數(shù)，所用語句為Usm=3;w=pi;R=2;C=0.5;h=atan(w*C*R);z=sqrt((w*R*C)^2+1);%輸入給定參數(shù)第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.01:5];”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/2-h)-Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C));Uc1=-Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C));Uc2=Usm/z*cos(w*t+pi/2-h);Ur=1/(R*C)*Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C))-Usm*sin(h)*sin(w*t+pi/2-h);Ur1=1/(R*C)*Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C));Ur2=-Usm*sin(h)*sin(w*t+pi/2-h);%電容和電阻電壓值及其分解電壓。最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。波形如圖5.1所示。圖5.1RC串聯(lián)的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)波形5.2RL并聯(lián)電路的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)外施激勵(lì)為正弦電壓源，根據(jù)KVL，，方程的通解為，由非齊次方程的特解和對(duì)應(yīng)的齊次方程的通解兩個(gè)分量組成，不難求得，，其中。再代入初始值，可求得。圖6.2即為RL并聯(lián)的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)波形。第一步定參數(shù)，所用語句為Ism=3;w=pi;R=2;L=0.5;h=atan(w*L/R);z=sqrt((w*L)^2+R^2);%輸入給定參數(shù)第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.01:5];”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/2-h)-Ism*R/z*cos(pi/2-h)*exp(-t*R/L);IL1=Ism*R/z*cos(w*t+pi/2-h);IL2=-Ism*R/z*cos(pi/2-h)*exp(-t*R/L);Ir=R*Ism/z*cos(pi/2-h)*exp(-t*R/L)-w*L*Ism/z*sin(w*t+pi/2-h);Ir1=R*Ism/z*cos(pi/2-h)*exp(-t*R/L);Ir2=-w*L*Ism/z*sin(w*t+pi/2-h);%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(shù)figure和subplot函數(shù)。波形如5.2所示。圖5.2RL并聯(lián)的正弦激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)波形5.3零狀態(tài)響應(yīng)分解為暫態(tài)分量與穩(wěn)態(tài)分量之和因?yàn)?，從中可以看出前一個(gè)分量是一個(gè)穩(wěn)態(tài)分量，不隨時(shí)間增長而衰減，后一個(gè)分量是一個(gè)隨時(shí)間增長而衰減的暫態(tài)分量。同理，根據(jù)的表達(dá)式也可以得出同樣的結(jié)論，，前一個(gè)分量是穩(wěn)態(tài)分量，后一個(gè)分量是暫態(tài)分量。第一步定參數(shù)，所用語句為Usm=3;Ism=2;w=pi;R=2;C=0.5;L=0.5;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(shù)第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.01:5];”第三步是用matlab語言描述各式，其語句為IL=Ism*R/z2*cos(w*t+pi/2-h2)-Ism*R/z2*cos(pi/2-h2)*exp(-t*R/L);IL1=Ism*R/z2*cos(w*t+pi/2-h2);IL2=-Ism*R/z2*cos(pi/2-h2)*exp(-t*R/L);%電流值Uc=Usm/z1*cos(w*t+pi/2-h1)-Usm/z1*cos(pi/2-h1)*exp(-t/(R*C));Uc1=-Usm/z1*cos(pi/2-h1)*exp(-t/(R*C));Uc2=Usm/z1*cos(w*t+pi/2-h1);%電壓值最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。得到其波形如圖5.3所示。圖5.3和分解為暫態(tài)分量和穩(wěn)態(tài)分量的波形圖6RC串聯(lián)電路及RL并聯(lián)電路的沖激響應(yīng)電路對(duì)于單位沖擊函數(shù)激勵(lì)的零狀態(tài)響應(yīng)稱為單位沖激響應(yīng)。單位沖激函數(shù)也是一種奇異函數(shù)，可定義為（當(dāng)t0）單位沖激函數(shù)又稱為函數(shù)。它在t0處為零，但在t=0處為奇異的。6.1RC串聯(lián)電路的沖激響應(yīng)圖6.1為一個(gè)在單位沖激電流激勵(lì)下的RC電路。根據(jù)KVL有，而。圖6.1RC電路的沖激響應(yīng)為了求的值，把上式在0-至0+時(shí)間間隔內(nèi)積分，得上式左方第二個(gè)積分僅在為沖激函數(shù)時(shí)才不為零。當(dāng)時(shí)，沖激電流源相當(dāng)于開路，所以當(dāng)時(shí)的電容電壓為。由此可畫出其響應(yīng)特性曲線。第一步定參數(shù)，所用語句為：R=3;C=0.5;%輸入給定參數(shù)第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.01:5];”第三步是用matlab語言描述各式，其語句為Uc=1/(R*C)*exp(-t/(R*C));I=-1/(R^2*C)*exp(-t/(R*C));最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。如圖6.2所示。圖6.2RC串聯(lián)電路的沖激響應(yīng)6.2RL并聯(lián)電路的沖激響應(yīng)用相同的分析方法，可求得圖6.3所示RL電路在時(shí)單位沖激電壓激勵(lì)下的零狀態(tài)響應(yīng)為。而時(shí)的表達(dá)式則為。圖6.3RL電路的沖激響應(yīng)由于電感電流在t=0時(shí)發(fā)生了躍變，所以電感電壓為。由此可畫出其響應(yīng)特性曲線。第一步定參數(shù)，所用語句為：R=3;L=0.5;%輸入給定參數(shù)第二步確定坐標(biāo)的起點(diǎn)、終點(diǎn)，間隔，其語句為“t=[0:0.01:5];”第三步是用matlab語言描述各式，其語句為IL=R/L*exp(-t*R/L);U=-R^2/L*exp(-t*R/L);最后使用畫圖函數(shù)figure和subplot函數(shù)。如圖6.4所示。圖6.4RL并聯(lián)電路的沖激響應(yīng)

心得體會(huì)從大二開始就開始接觸matlab，剛開始只是有針對(duì)性地看一下書上的源程序，然后抄上去，看看運(yùn)行結(jié)果，能出來跟書上一樣的結(jié)果就已經(jīng)很開心了，后來漸漸覺得matlab在工科上似乎是無所不能，太強(qiáng)大了，就開始好好專研了，可是也沒有很正式學(xué)習(xí)，這次真正地發(fā)現(xiàn)了自己的不足。拿到這個(gè)題目，我挺高興的，覺得似乎挺簡單的，可是等我真正開始做的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)，越是基礎(chǔ)的東西，越能檢驗(yàn)人的本事，因?yàn)榛A(chǔ)本身就跟原理很近，而我們現(xiàn)在的學(xué)習(xí)未免過于急功近利了，往往忽視了原理，我決定好好得利用這次課設(shè)來改善自己的學(xué)習(xí)模式，但這是需要時(shí)間的，所以很早以前我就開始了，每天一點(diǎn)，每天一點(diǎn)的做，慢慢的從基礎(chǔ)學(xué)起，、結(jié)合的數(shù)學(xué)和matlab的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)，當(dāng)然中途也曾想過隨便應(yīng)付一下了事算了，可是出于對(duì)自己負(fù)責(zé)的態(tài)度我還是堅(jiān)持下來了，堅(jiān)持每個(gè)程序自己手打，大部分文字自己手輸以達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。學(xué)習(xí)了圖像的處理的各項(xiàng)基本函數(shù)的使用，特別對(duì)matlab的幫助功能有了很深刻的了解，能夠獨(dú)立的完成函數(shù)的編寫及功能的實(shí)現(xiàn)，再也不是什么函數(shù)都需要使用網(wǎng)絡(luò)來詢問，學(xué)習(xí)了圖像噪聲的使用，讓我對(duì)專業(yè)知識(shí)有了更深的了解，對(duì)我以后的學(xué)習(xí)很有方向性。關(guān)于中途碰到的問題，我在試圖使用ode45這個(gè)函數(shù)來求解微分方程的數(shù)值解的時(shí)候，碰到了“AttempttoexecuteSCRIPTode45asafunction”的問題，原來我使用的版本里面沒有這個(gè)函數(shù)，本來想將解析解跟數(shù)值解在圖形中顯示出區(qū)別的想法只好作罷，只求解了解析解。總結(jié)一下，此次課程設(shè)計(jì)，讓我好好的總結(jié)了此前浮于表面的學(xué)習(xí)結(jié)果，平心靜氣地學(xué)習(xí)一下matlab以及數(shù)學(xué)的知識(shí)，得到了很大的收獲，我覺得最大的收獲是自己認(rèn)認(rèn)真真的做了一件事，精心做了一件事，讓自己有滿足感。參考文獻(xiàn)陳懷琛，吳大正，高西全.MATLAB及在電子信息課程中的應(yīng)用[Z].北京：電子工業(yè)出版社，2005劉泉，江雪梅.信號(hào)與系統(tǒng)[Z].北京：高等教育出版社，2006梁虹.信號(hào)與線性系統(tǒng)分析基于MATLAB的方法與實(shí)現(xiàn).北京：電子工業(yè)出版社，2006.5羅建軍.MATLAB教程[Z].北京：電子工業(yè)出版社，2005唐向宏，岳恒立，鄧雪峰.MATLAB及在電子信息類課程中的應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2006

附錄源程序1.RC串聯(lián)零輸入響應(yīng)U0=4;R=4;C=0.5;%輸入給定參數(shù)U1=3;R1=3;C1=0.5;%輸入給定參數(shù)t=[0:0.1:6];%確定時(shí)間范圍Uc1=U0*exp(-t/(R*C));Uc2=U1*exp(-t/(R*C));%計(jì)算電容電壓值Ur1=U0*exp(-t/(R*C));Ur2=U1*exp(-t/(R*C));%計(jì)算電阻電壓值I1=U0/R*exp(-t/(R*C));I2=U1/R*exp(-t/(R*C));%計(jì)算電流值Pc1=U0^2/R*exp(-2*t/(R*C));Pc2=U1^2/R*exp(-2*t/(R*C));%計(jì)算電容功率值Pr1=U0^2/R*exp(-2*t/(R*C));Pr2=U1^2/R*exp(-2*t/(R*C));%計(jì)算電阻功率值figuresubplot(5,1,1);plot(t,Uc1,t,Uc2)title('Uc(t)的波形圖')subplot(5,1,2);plot(t,Ur1,t,Ur2)title('Ur(t)的波形圖')subplot(5,1,3);plot(t,I1,t,I2)title('I(t)的波形圖')subplot(5,1,4);plot(t,Pc1,t,Pc2)title('Pc(t)的波形圖')subplot(5,1,5);plot(t,Pr1,t,Pr2)title('Pr(t)的波形圖')2.RL并聯(lián)零輸入響應(yīng)I0=4;R=4;L=0.5;%輸入給定參數(shù)I1=3;R1=3;L1=0.5;%輸入給定參數(shù)t=[0:0.05:2];%確定時(shí)間范圍IL1=I0*exp(-t*R/L);IL2=I1*exp(-t*R/L);%計(jì)算電感電流值Ir1=I0*exp(-t*R/L);Ir2=I1*exp(-t*R/L);%計(jì)算電阻電流值U1=I0*R*exp(-t*R/L);U2=I1*R*exp(-t*R/L);%計(jì)算電壓值PL1=I0^2*R*exp(-2*t*R/L);PL2=I1^2*R*exp(-2*t*R/L);%計(jì)算電感功率值Pr1=I0^2*R*exp(-2*t*R/L);Pr2=I1^2*R*exp(-2*t*R/L);%計(jì)算電阻功率值figure(1)subplot(5,1,1);plot(t,IL1,t,IL2)title('IL(t)的波形圖')subplot(5,1,2);plot(t,Ir1,t,Ir2)title('Ir(t)的波形圖')subplot(5,1,3);plot(t,U1,t,U2)title('U(t)的波形圖')subplot(5,1,4);plot(t,PL1,t,PL2)title('PL(t)的波形圖')subplot(5,1,5);plot(t,Pr1,t,Pr2)title('Pr(t)的波形圖')3.RC串聯(lián)零狀態(tài)響應(yīng)Us=4;R=4;C=0.5;%輸入給定參數(shù)Us1=3;R1=3;C1=0.5;t=[0:0.1:5];Uc1=Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc2=Us1*(1-exp(-t/(R*C)));Ur1=Us*exp(-t/(R*C));Ur2=Us1*exp(-t/(R*C));I1=Us/R*exp(-t/(R*C));I2=Us1/R*exp(-t/(R*C));Pc1=Us^2/R*(exp(-t/(R*C))-exp(-2*t/(R*C)));Pc2=Us1^2/R*(exp(-t/(R*C))-exp(-2*t/(R*C)));Pr1=Us^2/R*exp(-2*t/(R*C));Pr2=Us1^2/R*exp(-2*t/(R*C));figuresubplot(5,1,1);plot(t,Uc1,t,Uc2)title('Uc(t)的波形圖')subplot(5,1,2);plot(t,Ur1,t,Ur2)title('Ur(t)的波形圖')subplot(5,1,3);plot(t,I1,t,I2)title('I(t)的波形圖')subplot(5,1,4);plot(t,Pc1,t,Pc2)title('Pc(t)的波形圖')subplot(5,1,5);plot(t,Pr1,t,Pr2)title('Pr(t)的波形圖')4.RL并聯(lián)零狀態(tài)響應(yīng)Is=4;R=4;L=0.5;%輸入給定參數(shù)Is1=3;R1=3;L1=0.5;t=[0:0.05:2];IL1=Is*(1-exp(-t*R/L));IL2=Is1*(1-exp(-t*R/L));Ir1=Is*exp(-t*R/L);Ir2=Is1*exp(-t*R/L);U1=Is*R*exp(-t*R/L);U2=Is1*R*exp(-t*R/L);PL1=Is^2*R*(exp(-t*R/L)-exp(-2*t*R/L));PL2=Is1^2*R*(exp(-t*R/L)-exp(-2*t*R/L));Pr1=Is^2*R*exp(-2*t*R/L);Pr2=Is1^2*R*exp(-2*t*R/L);figuresubplot(5,1,1);plot(t,IL1,t,IL2)title('IL(t)的波形圖')subplot(5,1,2);plot(t,Ir1,t,Ir2)title('Ir(t)的波形圖')subplot(5,1,3);plot(t,U1,t,U2)title('U(t)的波形圖')subplot(5,1,4);plot(t,PL1,t,PL2)title('PL(t)的波形圖')subplot(5,1,5);plot(t,Pr1,t,Pr2)title('Pr(t)的波形圖')5.RC串聯(lián)全響應(yīng)U0=2;Us=3;R=2;C=0.5;%輸入給定參數(shù)U1=2.5;Us1=3;R1=3;C1=0.5;t=[0:0.1:10];Uc1=U0*exp(-t/(R*C))+Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc2=U1*exp(-t/(R*C))+Us1*(1-exp(-t/(R*C)));Ur1=Us*exp(-t/(R*C))-U0*exp(-t/(R*C));Ur2=Us1*exp(-t/(R*C))-U1*exp(-t/(R*C));I1=(Us-U0)/R*exp(-t/(R*C));I2=(Us1-U1)/R*exp(-t/(R*C));figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,Uc1,t,Uc2)title('Uc(t)的波形圖')subplot(3,1,2);plot(t,Ur1,t,Ur2)title('Ur(t)的波形圖')subplot(3,1,3);plot(t,I1,t,I2)title('I(t)的波形圖')6.RL并聯(lián)全響應(yīng)I0=4;Is=4;R=4;L=0.5;%輸入給定參數(shù)I1=3;Is1=3;R1=3;L1=0.5;t=[0:0.01:2];IL1=I0*exp(-t*R/L)+Is*(1-exp(-t*R/L));IL2=I1*exp(-t*R/L)+Is1*(1-exp(-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);U1=(Is-I0)*R*exp(-t*R/L);U2=(Is1-I1)*R*exp(-t*R/L);figure(1)subplot(3,1,1);plot(t,IL1,t,IL2)title('IL(t)的波形圖')subplot(3,1,2);plot(t,Ir1,t,Ir2)title('Ir(t)的波形圖')subplot(3,1,3);plot(t,U1,t,U2)title('U(t)的波形圖')7.全響應(yīng)分解U0=2.5;Us=3.5;I0=2;Is=3;R=2;L=0.5;C=1;%輸入給定參數(shù)t=[0:0.01:8];Uc=U0*exp(-t/(R*C))+Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc1=U0*exp(-t/(R*C));Uc2=Us*(1-exp(-t/(R*C)));Uc3=Us;Uc4=(U0-Us)*exp(-t/(R*C));IL=I0*exp(-t*R/L)+Is*(1-exp(-t*R/L));IL1=I0*exp(-t*R/L);IL2=Is*(1-exp(-t*R/L));IL3=Is;IL4=(I0-Is)*exp(-t*R/L);figure(1)subplot(4,1,1);plot(t,Uc,t,Uc1,t,Uc2)title('Uc(t)全響應(yīng)=零輸入+零狀態(tài)')subplot(4,1,2);plot(t,IL,t,IL1,t,IL2)title('IL(t)全響應(yīng)=零輸入+零狀態(tài)')subplot(4,1,3);plot(t,Uc,t,Uc3,t,Uc4)title('Uc(t全響應(yīng)=暫態(tài)分量+穩(wěn)態(tài)分量')subplot(4,1,4);plot(t,IL,t,IL3,t,IL4)title('IL(t)全響應(yīng)=暫態(tài)分量+穩(wěn)態(tài)分量')8.RC串聯(lián)正弦激勵(lì)零狀態(tài)響應(yīng)Usm=3;w=pi;R=2;C=0.5;h=atan(w*C*R);z=sqrt((w*R*C)^2+1);%輸入給定參數(shù)t=[0:0.01:5];Us=Usm*cos(w*t+pi/2);Uc=Usm/z*cos(w*t+pi/2-h)-Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C));Uc1=-Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C));Uc2=Usm/z*cos(w*t+pi/2-h);Ur=1/(R*C)*Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C))-Usm*sin(h)*sin(w*t+pi/2-h);Ur1=1/(R*C)*Usm/z*cos(pi/2-h)*exp(-t/(R*C));Ur2=-Usm*sin(h)*sin(w*t+pi/2-h);I=Ur/R;I1=Ur1/R;I2=Ur2/R;figure(1)subplot(2,1,1);plot(t,Uc,t,Uc1,t,Uc2)title('Uc(t)的波形')subplot(2,1,2);plot(t,Ur,t,Ur1,t,Ur2)title('Ur(t)的波形')subplot(4,1,3);plot(t,I,t,