用MatLAB做电路课程设计

蔚落 2022-08-05 01:19 113阅读 0赞

06年年底做的电路课程设计，当时第一次接触MatLAB，破老师一点都不给讲，只好自己一点点的学习总结。

题目现在已忘记了，只剩下程序了。

第一道题：  
  
a=input('请输入节点数：') %输入节点个数  
b=input('请输入支路数：') %输入支路个数  
A=zeros(a-1,b) %创建元素全为零关联矩阵A、阻抗矩阵Z、电压源矩阵Us、电流源矩阵Is  
Z=zeros(b,b)  
Us=zeros(a,1)  
Is=zeros(a,1)  
for m=1:(a-1) %循环输入支路关系：关联且离开节点为+1、关联且进入节点为-1、无关联为0  
for n=1:b  
A(m,n)=input('请输入支路关系：') %将输入的数字循环代替A矩阵中的0元素  
end  
end  
for k=1:b %循环输入各支路中的阻值，有电感应先消互感  
fprintf('请输入第%g支路电阻:',k)  
Z(k,k)=input('R=') %将输入的数字循环代替Z矩阵中的0元素  
end  
for k=1:b %循环输入各支路中的电压值  
fprintf('请输入第%g支路电压:',k)  
Us(k,1)=input('Us=') %将输入的数字循环代替Us矩阵中的0元素  
end  
for k=1:b %循环输入各支路中的电压值  
fprintf('请输入第%g支路电流源数值:',k)  
Is(k,1)=input('Is=') %将输入的数字循环代替Is矩阵中的0元素  
end  
r=input('请输入受控源个数：') %无受控源输入0  
Y=Z' %导纳矩阵Y  
if r==0 %无受控源情况  
J=A\*Is-A\*Y\*Us  
Yn=A\*Y\*A'  
Un=inv(Yn)\*J %节点电压  
U=A'\*Un  
I=Y\*(U+Us)-Is %节点电流  
else %多受控源情况  
for t=1:r  
control=input('请输入被控制支路：')  
uncontrol=input('请输入控制支路：')  
math=input('请输入受控系数：')  
Y(control,uncontrol)=math %将输入的数字循环代替Y矩阵中的相应0元素  
end  
J=A\*Is-A\*Y\*Us  
Yn=A\*Y\*A'  
Un=inv(Yn)\*J %节点电压  
U=A'\*Un  
I=Y\*(U+Us)-Is %节点电流  
end  
  
  
  
  
  
注：  
1111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111  
输入节点数：3  
输入支路数：5  
输入支路关系：1 0 -1 1 0 -1 -1 0 0 1（每输入一个按一下回车，下同）  
输入各支路中的电压值：0 0 5 0 0  
输入各支路中的电流值：0 0 0 0 0（或直接按回车）  
输入各支路中的电阻：1 1 1 1 1  
输入受控源个数：1  
输入被控制支路:2  
输入控制支路：4  
输入受控系数：2  
  
  
  
第二道题：  
  
clear  
R=input('请输入电阻值R=：')  
C=input('请输入电容值C=：')  
L=input('请输入电感值L=：')  
u0=input('请输入初始状态电压值u0：')  
i0=input('请输入初试状态电流值i0：')  
T=input('请输入时间常数T：')  
M=R/2/L  
N=1/L/C  
t=0:T/100:T %设置步长与x轴范围  
if R>2\*sqrt(L/C) %过阻尼情况  
O=abs(M\*M-N)  
s1=-M+sqrt(O) %两个特征值  
s2=-M-sqrt(O)  
uc=u0/(s1-s2)\*(s1\*exp(s2\*t)-s2\*exp(s1\*t))+i0/C/(s1-s2)\*(exp(s1\*t)-exp(s2\*t)) %电容电压  
il=u0\*s1\*s2\*C/(s1-s2)\*(exp(s2\*t)-exp(s1\*t))+i0/(s1-s2)\*(s1\*exp(s1\*t)-s2\*exp(s2\*t)) %电容电流  
plot(t,uc,'k-',t,il,'b-') %输出并设置图像,黑色实线为Uc图像、蓝色实线为il图像  
xlabel('时间t/s')  
ylabel('电压 U/V 电流 I/A')  
legend(\['电容电压'\],\['电感电流'\])  
elseif R==2\*sqrt(L/C) %临界阻尼情况  
a=-M %特征值  
uc=u0\*(1+a\*t).\*exp(a\*t)+i0/C\*t.\*exp(a\*t) %电容电压  
il=-u0\*a\*a\*C\*t\*diag(exp(a\*t))+i0\*(1+a\*t)\*diag(exp(a\*t)) %电容电流  
plot(t,uc,'k-',t,il,'b-') %输出并设置图像,黑色实线为Uc图像、蓝色实线为il图像  
xlabel('时间t/s')  
ylabel('电压 U/V 电流 I/A')  
legend(\['电容电压'\],\['电感电流'\])  
else %欠阻尼情况  
a=M %衰减系数  
w0=sqrt(N) %固有振荡角频率  
wd=sqrt(w0\*w0-a\*a) %衰减振荡角频率  
k1=u0  
k2=1/w0\*(a\*u0+i0/C)  
k=sqrt(k1\*k1+k2\*k2)  
r=atan(k1/k2)  
uc=k\*exp(-a\*t).\*sin(wd\*t+r) %电容电压  
il=-C\*k\*a\*exp(-a\*t).\*sin(wd\*t+r)+C\*k\*wd\*exp(-a\*t).\*cos(wd\*t+r) %电容电流  
plot(t,uc,'k-',t,il,'b-') %输出并设置图像黑色实线为Uc图像、蓝色实线为il图像  
xlabel('时间t/s')  
ylabel('电压 U/V 电流 I/A')  
legend(\['电容电压'\],\['电感电流'\])  
end  
  
注：  
222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222  
输入电阻值R=？？？（过阻尼、临界阻尼、欠阻尼依次为：30、20、10）  
输入电容值C=：0.004  
输入电感值L=：0.4  
输入初始状态电压值u0：6  
输入初试状态电流值i0：  
输入时间常数T：好像是0.6  
  
  
  
第三道题：  
  
P=input('请输入功率:')  
U=input('请输入电压:')  
w=input('请输入功率因数:')  
C=input('请输入补偿电容：')  
r1=acos(w) %初始相位差  
b=tan(r1)-C\*U\*U\*314/P  
r=atan(b) %接入补偿电容后的相位差  
w1=cos(r) %接入补偿电容后的功率因数  
I=P/U/w %初始电流  
I2=P/U/w1 %接入补偿电容后的电流  
t=0:0.04:2 %设置步长与x轴范围  
U0=U\*cos(314\*t\*pi/180) %初始电压表达式  
I0=I\*cos(314\*t\*pi/180-r1) %初始电流表达式  
U1=U0 %接入补偿电容后电压表达式  
I1=I2\*cos(314\*t\*pi/180+r) %接入补偿电容后电流表达式  
subplot(2,1,1) %将当前图形窗口分为2行1列2个子图，指定一号图  
plot(t,U0,'r-',t,I0,'b-') %输出图像，红色实线表示U0、蓝色实线表示I0  
subplot(2,1,2) %将当前图形窗口分为2行1列2个子图，指定二号图  
plot(t,U1,'r-',t,I1,'b-') %输出图像，红色表示U1、蓝色表示I1  
  
  
  
  
  
  
注：  
3333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333  
输入功率:10000  
  
输入电压:220  
  
输入功率因数:0.6  
  
输入补偿电容：？？？（8.7733e-004是W1为1的情况，输入的应是小于、等于、大于该数三种情况）  
  
  
第四道题：  
  
R=2000 %初始电阻  
C=0.00000005 %初始电感  
U=10 %初始电压  
f=2000 %初始频率  
w=2\*pi\*f %角频率  
t=0:0.001:0.1 %设置步长与x轴范围  
U1=1/(j\*w\*C)/(R+1/(j\*w\*C))\*40/pi %输出电压U中相应谐波的复数U1、U2、U3（取展开的谐波序列前三项）  
U2=1/(3\*j\*w\*C)/(R+1/(3\*j\*w\*C))\*40/pi  
U3=1/(5\*j\*w\*C)/(R+1/(5\*j\*w\*C))\*40/pi  
c1=abs(U1) %取输出电压U中相应谐波的复数U1、U2、U3的绝对值  
c2=abs(U2)  
c3=abs(U3)  
a1=real(U1) %取输出电压U中相应谐波的复数U1、U2、U3的实部  
a2=real(U2)  
a3=real(U3)  
b1=imag(U1) %取输出电压U中相应谐波的复数U1、U2、U3的虚部  
b2=imag(U2)  
b3=imag(U3)  
r1=asin(b1/c1) %各相位差  
r2=asin(b2/c2)  
r3=asin(b3/c3)  
u1=c1\*sin(w\*t\*pi/180+r1) %在展开的谐波序列前三项电压作用下的电感电压  
u2=c2\*sin(3\*w\*t\*pi/180+r2)  
u3=c3\*sin(5\*w\*t\*pi/180+r3)  
U=u1+u2+u3 %电感电压  
plot(t,U'b-') %输出图像，以蓝色实线输出  
xlabel('wt')  
ylabel('电压 U')