(完整版)matlab典型电路设计示例

matlab电气仿真实例MATLAB电气仿真实例在本文中，我们将探讨MATLAB在电气仿真领域中的应用。

通过一个具体的实例，我们将展示如何使用MATLAB进行电气系统的建模、分析和仿真。

1. 引言电气系统的建模和仿真对于设计和分析电路、控制系统、电力系统等具有重要意义。

传统的电气仿真方法需要手动编写大量的数学方程，并且计算过程繁琐。

而MATLAB提供了一种快速、简便且高效的方式来实现电气仿真。

2. 问题描述假设我们有一个简化的直流电机系统。

系统包括一个直流电机、一个电阻和一个电压源。

我们想要分析在给定电压下电机的转速以及电机周围的电压和电流的变化情况。

3. 建立电气系统模型首先，我们需要建立电气系统的数学模型。

在本例中，我们使用电路定律（基尔霍夫定律和欧姆定律）来建立模型。

根据基尔霍夫定律，我们可以得到电路的电流方程：I = \frac{V}{R}其中，I是电流，V是电压，R是电阻。

根据欧姆定律，我们可以得到电机的速度与电压之间的关系：\omega = \frac{V}{K}其中，ω是电机的角速度，V是电压，K是电机的转速常数。

基于这些方程，我们可以进一步建立系统的状态空间模型：\begin{bmatrix} \dot{\omega} \\ \dot{I} \end{bmatrix} =\begin{bmatrix} 0 & \frac{-1}{K} \\ 0 & \frac{-1}{R}\end{bmatrix} \begin{bmatrix} \omega \\ I \end{bmatrix} +\begin{bmatrix} \frac{1}{K} \\ 0 \end{bmatrix} V其中，\dot{\omega}和\dot{I}分别表示电机速度和电流的导数。

4. MATLAB仿真现在我们可以使用MATLAB进行仿真了。

首先，我们需要定义系统的参数和初始条件。

例如，我们可以选择电压源电压为12V，电阻为1Ω，转速常数为10。

目录摘要- 1 -Abstract- 2 -第一章引言- 3 -1.1 设计背景- 3 -1.2 设计任务- 3 -第二章方案选择论证- 5 -2.1方案分析- 5 -2.2方案选择- 5 -第三章电路设计- 6 -3.1 主电路原理分析- 6 -第四章仿真分析- 7 -4.1 建立仿真模型- 7 -4.2仿真参数的设置- 8 -4.3 仿真结果及波形分析- 9 -第五章设计总结- 22 -致谢- 23 -参考文献- 23 -摘要目前，各类电力电子变换器的输入整流电路输入功率级一般采用不可控整流或相控整流电路。

这类整流电路结构简单，控制技术成熟，但交流侧输入功率因数低，并向电网注入大量的谐波电流。

据估计，在发达国家有60%的电能经过变换后才使用，而这个数字在本世纪初达到95%。

电力电子技术在电力系统中有着非常广泛的应用。

据估计，发达国家在用户最终使用的电能中，有60%以上的电能至少经过一次以上电力电子变流装置的处理。

电力系统在通向现代化的进程中，电力电子技术是关键技术之一。

可以毫不夸张地说，如果离开电力电子技术，电力系统的现代化就是不可想象的。

随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。

Matlab提供的可视化仿真工具Simulink 可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。

本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。

此次课程设计要求设计晶闸管三相桥式可控整流电路，与三相半波整流电路相比，三相桥式整流电路的电源利用率更高，应用更为广泛。

关键词：电力电子晶闸管simulink 三相桥式整流电路AbstractAt present, all kinds of power electronic converter input rectifier circuit input power level generally use the uncontrolled rectifier or phase controlled rectifier circuit. This kind of rectifier circuit is simple in structure, control technology is mature, but the AC input power factor is low, and the harmonic currents injected a lot to the power grid. According to estimates, in developed countries 60% of the electric energy transformed before use, and this figure reached 95% at the beginning of the century.Power electronic technology has been widely used in electric power system. According to estimates, the developed countries in the end users to use electricity, with more than 60% of the electricity at least after more than once in power electronic converter device. Power system in the modernization process, the power electronic technology is one of the key technologies. It is no exaggeration to say that, if you leave the power electronic technology, power system modernization is unthinkable.With the development of social production and scientific technology, application of rectifier circuit in the field of automatic control system, the measuring system and the generator excitation system is more and more widely. Matlab provides a visual simulation tool Simulink can directly establish circuit simulation model, changing the simulation parameters, and can immediately get the simulation results of arbitrary, intuitive, further saves the programming steps. In this paper, Simulink is used to model the three-phase full-bridge controlled rectifier circuit, the different control angle, bridge fault conditions are simulated and analyzed, which deepens the three-phase full-bridge controlled rectifier circuit theory, it also examines the foundations for modern power electronic experimental teaching lay a good solid.The curriculum design for the design of thyristor three-phase bridge controlled rectifier circuit, compared with three phase half wave rectifier circuit, the power of three-phase bridge rectifier circuit utilization rate higher, more extensive application.Key words: electronic power thyristor Simulink three-phase bridge rectifier circuit第一章引言1.1 设计背景在电力、冶金、交通运输、矿业等行业，电力电子器件通常被用于电机变频调速、大功率设备驱动的关键流程之中，由于电力电子器件故障往往是致命性的、不可恢复的，常导致设备的损毁、生产的中断，造成重大经济损失。

如下图所示的电桥电路, 其中I1是16V 的电压源, I2是1A 的电流源,R1为8 , 电桥的四个臂分别为R2, R3, R4, R5电阻值如图所示, 求流过R4的电流I 的大小？解法一: 利用戴维南定理进行求解:解题思路：将A.B 两点断开, 求A.B 两点之间的等效电阻与等效电压, 等效之后的图形 如下图所示:I=? ABAB其中R6是等效电阻, I3是等效电压。

①求解等效电阻:求解等效电阻时把所有的电流源开路, 电压源短路, 得到如下所示的电路：AB则AB两端的电阻值即等效电阻R6=(R2+R3)//R1+R5②求解等效电压可以利用叠加法求解AB 两端的电压值, 先不看电压源（即电压源相当于短路）, 计算电流源对AB 两端的电压值, 再不看电流源（即电流源相当于断路）, 再计算AB 两端的电压值, 然后将俩种情况下的电压值叠加即得到AB 两端的等效电压。

不看电压源的电路图如下:则UCB+I2*R5+I2*（R1+R2）//R3=0 可以得到:UCB =-[I2*R5+I2*（R1+R2）//R3]U AB1 =-I2*R5-I2*3213)21(R R R R R R ++•++I2*R2*3213R R R R ++不看电流源的电路图如下:ABC很容易的知道AB 两端的电压值为:U AB2=321)32(*1R R R R R I +++所以UAB=UAB1+UAB2则经过戴维南等效之后的电路图如下:可以很简单的求解出II=64R R U AB+ABMatlab求解程序如下:(程序代码如下)R1=8;R2=4;R3=20;R4=3;R5=3;I1=16;I2=1;R6=R5+(R2+R3)*R1/(R1+R2+R3);UAB1=-I2*R5-I2*(R1+R2)*R3/(R1+R2+R3)+I2*R2*R3/(R1+R2+R3); UAB2=I1*(R2+R3)/(R1+R2+R3);UAB=UAB1+UAB2;I=UAB/(R4+R6);解法二: 运用叠加定理直接求解①先考虑电压源对AB两点的电流影响, 此时不看电流源, 电流源相当于断路, 电路图如下：根据电路图, 容易知道: AB 之间的电流I1 为I 1=543232)54//()32(11R R R R R R R R R R R I ++++•+++②再考虑电流源对AB 端电流源的影响, 此时不看电压源, 即将电压源短路, 电路图如下所示:根据电路图, 分析容易知道: 可以根据三角形与Y 形电路之间的转换, 将三角形电阻ACD 转换为Y 形电阻, 公式为：ABI 1BCD形电阻之和相邻电阻的乘积形电阻∆∆Y转换之后的电路图如下:可以得到:R12=32121R R R R R ++•R13=32131R R R R R ++•由于是电流源, 电流一定, 可以忽略与电流源串联的电阻R23 所以I 2=-I2*541312513R R R R R R ++++综上知道:I=I 1+I 2Matlab 求解程序如下: (程序代码如下) R1=8 R2=4;I 2R3=20; R4=3; R5=3; I1=16; I2=1;i1=[(R2+R3)/(R2+R3+R4+R5)]*I1/[R1+(R2+R3)*(R4+R5)/(R2+R3+R4+R5)];R12=R1*R2/(R1+R2+R3); R13=R1*R3/(R1+R2+R3);i2=-I2*(R13+R5)/(R12+R13+R4+R5); I=i1+i2解法三: 利用回路电流法进行求解 实验电路图如下:将无伴电流源的支路作为一个回路电流, 可以有电路图结合回路电i1i2流法列出如下方程:i1=I2I*（R2+R3+R4+R5）+i1*(R3+R5)-i2*（R2+R3）=0 -I*(R2+R3)-i1*R3+i2*(R1+R2+R3)=I1解方程可以很容易解的I 的值。

题14.14图(a)所示电路，已知u S =15cos(2t)V二端口网络阻抗参数矩阵10」6求ab端戴维南等效电路并计算电压Uo(一) 手动求解:将网络N用T型电路等效，如图(b)所示_cn——+ 5。

(10-j6)現(4-j6)0s() j6Q[](b)等效阻抗Z =4-j6j6 +15 —j6开路电压U OC 5+l0：6+j6 金2汀阪Z i j4 OC j4 j3 】26.4 j43.18148 Vj*》U oU o所以u o = 3.18cos(2t148 ) V（二）Matlab 仿真：1•分析：本次仿真需输入各阻抗 Zl 、Z1、Z2、Z3、Z4以及激励源Us 的参数值, 仿真结果需输出开路电压Uoc 、等效阻抗Zi 以及电感两端电压U0的幅值和相位 信息，并绘制Uoc ，U0的值随时间变化的波形曲线。

%清空自定义变量z1=4-6j;z2=6j;z3=10-6j;z4=5;us=15*exp(j*0);zl=4j;瀚入各元件参数 zi=z1+(z2*(z3+z4)/(z2+z3+z4)); uoc=us*z2/(z2+z3+z4); u0=zl/(zi+zl)*uoc; %在屏幕上显示“ The magnitude of zi is' %显示等效阻抗zi 的模%在屏幕上显示“ The phase of zi is %显示等效阻抗zi 的辐角%在屏幕上显示“ The magnitude of uoc is" %显示开路电压uoc 的模%等效阻抗zi 的计算表达式 %开路电压uoc 的计算表达式 %电感两端电压uo 的计算表达式disp('The magn itude of zi is'); disp(abs(zi))disp('The phase of zi is'); disp(a ngle(zi)*180/pi)disp('The magn itude of uoc is'); disp(abs(uoc))disp('The phase of uoc is');clear 其中各元件与原图的对应关系如下图所示：2•编辑M 文件的源程序如下:%在屏幕上显示“ The magnitude of uoc is"disp(a ngle(uoc)*180/pi) %显示开路电压uoc的辐角disp('The magn itude of u0 is'); disp(abs(u0))disp('The phase of u0 is'); disp(a ngle(u0)*180/pi) %在屏幕上显示“ The magnitude of u0 is”%显示电感两端电压u0的模%在屏幕上显示“ The magnitude of u0 is”%显示电感两端电压u0的辐角t=0:pi/100:2*pi;Yu0=abs(u0)*cos(2*t+a ngle(u0)); Yuoc=abs(uoc)*cos(2*t+angle(uoc)); plot(t,Yu0,t,Yuoc) %生成时间变量t%生成变量Yu0%生成变量Yuoc%绘制u0, uoc随时间t变化的波形曲线以下是源程序的截图:FNe Edit Text Cell Tooh Debug desktop Windofw H&lp1- cLea.r22- il=^6j ；2：3=6jL^=10-fl j ;3- si=zH(72*(Z3+E4)/(Z2+Z3+Z4));4- / (z2+z3+zl)；5- uD=zl/(zi+zl);7B - disp (T The mafiiitude of zi is F);9 - disp (abe(£L))10 - di第p『THo Rh阴弓of si 》i11- diip (anglflXri) «；180/pi)1212- disp (1 The magnitude of uoc i衬)；13- disp tabs(uoc))14- disp (1The pha.se of uoc is ),15一diep (angle (uoc) > 180/p i)1716- di^p The magnitude of u£) is* );17- disp(abE(uD))18- di^p ( The pha^e of u j is* ;19- disp (angle (uO) # 130/pi)2220r t=0:pi/100:2#pi;21- YuO-abs (uO) #ecs (2#t+afLgle (uO)); 22- Yuo(;=-abs(UQC) *ccs(2*t + aixgleCuQC)), 23- plot (t^YuO, t, Yucc) 档熾罐'电1 ■過懂Stack：| Base —*活空自走文基塑= 15^eK P(j*C0 .zl=4j 元件變黝实等啟阻抗注的计算裘达武黑开路电压sc的计算耒达式页电感腐请电压口口的计算表达贰乐在屏葛上显示"Tlrw *a£nitude of zi is 監昼示專效阻械注的按茶在屏幕上显示"Th目phase o£ zi i尹乐显示尊效阻抗"的辐角乐在屏莓上显示(*Ihe niagnitude of uoc is " 麻昼示并踏电压的種韓在屏幕上显示H Ths juagnitude of uoc is n 第显乐开路电圧uoc的辐甬sftSS上显不"Th巳nt^^mtLide of uO is 乐显示电感两端电压的種銘在屏菴上显示"The nLagnitude trf uO is !，35显示电感两喘电JEuQ的辐角纸生成时间SSt轴生JS^SY U O箔生寤叢里Ywu乐经制龍时闾t賞化的试魁曲绒3•程序运行结果如下:The magn itude of zi is 6.4000The phase of zi isThe magn itude of uoc is6 The phase of uoc is90The magn itude of u0 is 3.1800 The phase of u0 is 147.9946 以下是输出结果的截图：Commahd WindowTostarted, select MATLAB HmEp ot DentDE fron the Help menu.The element type "nane" nust be tarminated by the matching end-t ag ，v </nam&>，v . Could rot parse the file: d:\tocilboM\ccElinltVccElink\info.uni The TaagnitudE of si is6,4000The phase of zi isThe magnitude of uoc is6The phase o£ ucc isSOrhe itiagititude cf uC ±s3. 1300 The phase of u£i is147, 0945（zi 的幅值）（zi 的辐角）（Uoc 的幅值）（Uoc 的辐角） （U0的幅值）以下是UO、Uoc随时间t变化的波形:注：以上Uoc与U0的幅值都是最大值4•根据仿真结果，将各待求量用相量表示如下:此结果与手动运算结果完全一致，仿真结束（三）心得体会:1.本次仿真原计划用Orcad/Pspice进行。

在MATLAB中设计低压电（LLC）变频器涉及到模拟和设计电力电子装置，通常用于控制交流电机速度。

LLC变频器是使用电力电子器件（如绝缘栅双极晶体管（IGBTs））来控制交流电源和负载之间的电压和频率。

以下是一个简化的MATLAB设计实例文档的大致内容，这个实例可能是用于设计和分析一个LLC变频器的主要步骤：标题：MATLAB Based LLC Design Example1. 介绍简述LLC变频器的作用和重要性。

说明MATLAB在电力电子设计中的作用。

2. 设计目标定义设计的主要参数，如电机功率、工作频率、电压等级等。

确定所需的电力电子器件规格。

3. 系统模型建立使用MATLAB中的PowerSystems工具箱建立系统的电气模型。

包括LLC 变频器的各个部分，如输入侧的整流器、中间的直流环节、输出侧的逆变器和负载。

4. 参数设置为系统的各个部分设置参数，如电网电压、电机参数、变频器控制策略等。

5. 控制策略设计设计变频器的控制算法，如PID控制、矢量控制等。

在MATLAB中实现这些控制策略，并模拟其效果。

6. 仿真分析使用MATLAB进行系统仿真，分析在不同工况下的性能，如负载变化、电网电压波动等。

检查系统稳定性、响应时间和效率等指标。

7. 结果验证将仿真结果与实际测试数据进行对比，验证模型的准确性和控制策略的有效性。

8. 设计优化根据仿真和验证的结果，对系统模型和控制策略进行优化。

重复仿真和测试，直到满足设计要求。

9. 结论总结设计过程和最终结果。

提出未来改进和进一步研究的建议。

10. 参考文献列出在设计过程中参考的文献和资料。

这只是一个大致的设计文档框架，具体的内容和步骤需要根据实际的设计要求和项目细节来填充。

在实际操作中，设计一个LLC变频器需要深入的电力电子和控制理论知识，以及丰富的MATLAB使用经验。

此外，设计过程中可能需要多次迭代和实验来达到满意的设计效果。

MatIab技术电路设计实例分析引言Mat1ab作为一种非常强大的数学计算软件，不仅在科学研究领域有广泛应用，同时在工程设计和电路分析方面也发挥着重要作用。

本文将通过一系列实例来说明Mauab在电路设计中的应用，并分析其技术优势。

第一部分：Mat1ab在电路模拟中的应用电路模拟是电路设计中一个必不可少的环节。

Mat1ab提供了强大的电路模拟工具，可以快速而准确地分析电路的性能。

以一个简单的RC滤波器为例，我们可以利用Mauab进行频率响应的模拟和分析。

首先，我们需要设置RC滤波器的参数，包括电阻和电容的取值。

然后，利用Mat1ab的控制系统工具箱中的函数，可以很方便地建立RC滤波器的传递函数模型。

接下来，我们可以使用MaUab绘制该滤波器的频率响应曲线，并通过参数调整来实现滤波器性能的优化。

通过以上实例，我们可以看到MatEb在电路模拟中的便捷性和准确性。

其强大的计算能力和丰富的工具箱使得电路设计师可以快速进行性能分析和优化，大大提高了设计效率。

第二部分：Mat1ab在电路布局中的应用除了电路模拟，电路布局也是电路设计中不可或缺的一环。

在电路布局中，我们需要考虑电路元件之间的连接以及信号的传输效果。

MatIab提供了一系列布局设计工具，可以帮助我们完成电路的布局设计。

以一个简单的放大器电路为例，我们可以利用Mat1ab的电路布局设计工具箱,将电路元件按照特定的规则进行布局。

具体来说，我们可以设置元件的排列方式、位置和连接规则，并通过Mat1ab的仿真功能来验证布局的性能。

通过以上实例，我们可以看到MaUab在电路布局中的灵活性和可靠性。

其强大的布局设计工具和仿真功能使得电路设计师可以更好地控制和优化电路的布局效果，从而提高电路的性能和稳定性。

第三部分：Mat1ab在噪声分析中的应用在电路设计中，噪声分析是一个非常重要的环节。

噪声分析可以帮助我们评估电路的抗噪声性能，从而提高电路的可靠性和稳定性。

前言MATLAB的简介MATLAB是一种适用于工程应用的各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年退出3.X（DOS）版本，19992年推出4.X（Windows）版本；19997年腿5.1（Windows）版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了他们的最新产品MATLAB6.0（R12）试用版，并于2001年初推出了正式版。

随着版本的升级，内容不断扩充，功能更加强大。

近几年来，Mathworks公司将推出MATLAB语言运用于系统仿真和实时运行等方面，取得了很多成绩，更扩大了它的应用前景。

MATLAB已成为美国和其他发达国家大学教学和科学研究中最常见而且必不可少的工具。

MATLAB是“矩阵实验室”（Matrix Laboratory）的缩写，它是一种以矩阵运算为基础的交互式程序语言，着重针对科学计算、工程计算和绘图的需要。

在MATLAB中，每个变量代表一个矩阵，可以有n*m个元素，每个元素都被看做复数摸索有的运算都对矩阵和复数有效，输入算式立即可得结果，无需编译。

MATLAB强大而简易的做图功能，能根据输入数据自动确定坐标绘图，能自定义多种坐标系（极坐标系、对数坐标系等），讷讷感绘制三维坐标中的曲线和曲面，可设置不同的颜色、线形、视角等。

如果数据齐全，MATLAB通常只需要一条命令即可做图，功能丰富，可扩展性强。

MATLAB软件包括基本部分和专业扩展部分，基本部分包括矩阵的运算和各种变换、代数和超越方程的求解、数据处理和傅立叶变换及数值积分风，可以满足大学理工科学生的计算需要，扩展部分称为工具箱，它实际上使用MATLAB的基本语句编成的各种子程序集，用于解决某一方面的问题，或实现某一类的新算法。

现在已经有控制系统、信号处理、图象处理、系统辨识、模糊集合、神经元网络及小波分析等多种工具箱，并且向公式推倒、系统仿真和实时运行等领域发展。

单相半波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的：1、学习基于matlab的单相半波可控整流电路的设计与仿真2、了解三种不同负载电路的工作原理及波形二、电阻性负载电路1、电路及其工作原理图1.1单向半波可控整流电路（电阻性负载）图1.1 为单相半波可控整流电路图。

半波整流电路工作过程分为以下 3 个阶段：第1 阶段：晶闸管关断时，晶闸管门极没有触发脉冲，晶闸管承受正向电压，iR=0，uVT=u2；第2 阶段：晶闸管导通时，晶闸管被触发，承受正向电压，当触发脉冲消失，晶闸管仍为导通状态，当ωt=π时，晶闸管关断。

晶闸管两端的电压uVT=0，且ud=u2，经过晶闸管VT、电阻和变压器二次侧的电流为（1）其中，ud 为整流器的输出电压，U2 为交流电压的有效值；第 3 阶段：当交流电压处于负半周期，晶闸管关断，此时承受反向电压，ud 和id 都为零。

整流输出直流电压平均值整流器输出直流电流平均值式中：U2 为交流电压的有效值。

2、MATLAB下的模型建立图1.2如图1.2所示，参数参考：交流源220V、50HZ；负载1Ω；脉冲信号发生器周期同交流源相同，为0.02s、脉冲宽度10％；电感1mH。

（a）电阻参数：（b）电源参数：（c）脉冲初始参数：3、仿真结果及波形分析下列所示波形图中，波形图分别代表晶体管VT上的电流、晶体管VT上的电压、电阻上的电压。

（1）α=30°时（2）α=60°时（3）α=90°时（4）α=120°时分析：在此仿真中，我们可以看出通过改变触发角α的大小，直流输出电压，负载上的输出电压波形都发生变化，可以看出，仿真波形与理论分析波形、实验波形结果非常相符，通过改变触发脉冲控制角α的大小，直流输出电压ud的波形发生变化，负载上的输出平均值发生变化。

由于晶闸管只在电源电压正半波区间内导通，输出电压ud为极性不变但瞬时值变化的脉动直流。

三、阻感性负载电路1、电路及其工作原理图1.3单向半波可控整流电路（阻—感性负载）阻感负载的特点是，电感对电流变化有抗拒作用，使流过电感的电流不会发生突变。

设计课题: 单相桥式全控整流电路姓名:学院: 信息工程学院专业: 电子信息科学与技术班级: 09级学号:日期 2010-2011第三学期指导教师: 李光明张军蕊单相桥式全控整流电路一、问题描述及工作原理1、单相桥式全控整流电路（电阻性负载）单相桥式全控整流电路（电阻性负载）如图1所示，电路由交流电源、整流变压器、晶闸管、负载以及触发电路组成。

我所要分析的问题是α为不同值时，输出电压及电流的波形变化。

idR图1其工作原理如下：（1）在u2正半波的（０～α）区间，晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，晶闸管VT2、VT3承受反向电压。

因此在0～α区间，4个晶闸管都不导通。

假如4个晶闸管的漏电阻相等，则Ut1.4= Ut2.3=1/2u2。

（2）在u2正半波的（α～π）区间，在ωｔ＝α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通。

（3）在u2负半波的（π～π＋α）区间，在π～π＋α区间，晶闸管VT2、VT3承受正向电压，因无触发脉冲而处于关断状态，晶闸管VT1、VT4承受反向电压也不导通。

（4）在u2负半波的（π＋α～２π）区间，在ωｔ＝π＋α时刻，触发晶闸管VT2、VT3使其元件导通，负载电流沿b→VT3→R→VT2→α→T的二次绕组→b流通，电源电压沿正半周期的方向施加到负载电阻上，负载上有输出电压（ud=-u2）和电流，且波形相位相同。

2、单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）单相桥式全控整流电路（阻-感性负载）如图2所示：图2其工作原理如下：（1）在电压u2正半波的（0~α）区间。

晶闸管VT1、VT4承受正向电压，但无触发脉冲，VT1、VT4处于关断状态。

假设电路已经工作在稳定状态，则在0~α区间由于电感的作用，晶闸管VT2、VT3维持导通。

（2）在u2正半波的（α~π）区间。

在ωt=α时刻，触发晶闸管VT1、VT4使其导通，负载电流沿a→VT1→L→R→VT4→b→T的二次绕组→a流通，此时负载上有输出电压（ud=u2）和电流。

Matlab小结及其在电路中的应用和举例摘要：本文以《MATLAB 7.X程序设计》为本，对Matlab的基础知识进行了概括性总结。

并结合电子科学与技术专业的知识，说明了Matlab在电路中的应用，最后举例说明了Matlab在电路中的应用。

关键词：Matlab；课本小结；电路应用Matlab Summary and its application in the circuit andexamplesAbstract：This paper bases on "MATLAB 7.X program design " and generally summarizes the basics of Matlab. It combines with professional knowledge of Electronic Science and Technology and describes the application of Matlab in the circuit, and finally illustrates the application of Matlab in the circuit．Key words：Matlab; Textbooks summary; Circuit applications引言Matlab语言是一种很重要的程序设计性语言，Matlab软件中提供了很多功能很强的编程语言。

作为电工学专业，应该学习一些Matlab中基础的编程语言和基本的编程函数。

而一些电路中的计算比较复杂，人工计算费时费力，而运用Matlab软件中的简单程序或函数，可以很快很准确的计算出结果。

1 Matlab课本小结1.1 Matlab概述本章简单介绍了Matlab的发展历程和特点，描述了Matla b软件系统的安装及其工作环境，重点介绍了几个Matlab窗口。

这一章的知识属于学习Matlab之前的准备知识。

单相全波可控整流电路MATLAB仿真实验一、实验目的(1) 熟悉matlab下的simulink的使用(2) 熟悉单相全波可控整流电路的工作原理和波形情况。

二、电路及其工作原理在图1(a)中，变压器T带中心抽头，在u2正半周，VT1工作，变压器二次绕组上半部分流流过电流, 电流流向为u2上半部分经VT1，然后经电阻R，最后回到变压器中心抽头；u2负半周，VT2工作，变压器二次绕组下半部分流过反方向的电流，电流流向为 u2下部分经VT2，然后经电阻R，最后回到变压器中心抽头。

由此可见，流过负载R的电流自始至终是从上而下，因此在负载两端得到的是直流电压，达到了整流的目的。

图1(b)给出了ud和变压器一次电流i1的波形。

由波形可知，单相全波可控整流电路的ud波形与单相桥式全控整流的波形完全一样，另外交流输入端电流波形也一样，有正有负，因此变压器也不存在直流磁化的问题。

但是两者还是有一些差别，差别如下，第一：单相全波可控整流电路中变压器为二次绕组带中心抽头，结构比较复杂。

因此设计和制作比较复杂，而且用料也比较多，从而会增加变压器设计成本。

第二：单相全波可控整流电路中只用两个晶闸管，而单相全控桥式可控整流电路由四个晶闸管，由于晶闸管为电流型器件，其驱动电路比较复杂，而且驱动功率比较大，因此前者相对于后者可以节省两个驱动电路，相应地系统驱动功率也显著降低。

此外单相全波可控整流晶闸管承受的最大电压为，是单相全控桥式整流电路的两倍，这是不利的因此其只适合应用在低压场合。

三、MATLAB下的模型建立图3.2 电源参数：电阻参数：脉冲参数：四、仿真结果及波形分析（1）α=30°时：（2）α=60°时：（3）α=90°时：（4）α=120°时：分析：单相全波整流电路的优点是纹波电压较小，同时因电源变压器在正、负半周内都有电流供给负载，电源变压器得到了充分的利用，效率较高。

单相全波可控整流的特点：电路使用的整流器件比半波整流时多一倍，变压器带中心抽头;无滤波电路时，整流电压的直流分量较小，最大为0.9U2;整流电压脉动较小，比半波整流小一倍;变压器利用率比半波整流高;整流器件所受的反向电压较高。

1 MATLAB简介1.1 MATLAB的概况MATLAB是矩阵实验室（Matrix Laboratory）之意。

除具备卓越的数值计算能力外，它还提供了专业水平的符号计算，文字处理，可视化建模仿真和实时控制等功能。

MATLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学,工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB来解算问题要比用C,FORTRAN等语言完相同的事情简捷得多.当前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括拥有数百个内部函数的主包和三十几种工具包(Toolbox).工具包又可以分为功能性工具包和学科工具包.功能工具包用来扩充MATLAB的符号计算,可视化建模仿真,文字处理及实时控制等功能.学科工具包是专业性比较强的工具包,控制工具包,信号处理工具包,通信工具包等都属于此类.开放性使MATLAB广受用户欢迎.除内部函数外,所有MATLAB主包文件和各种工具包都是可读可修改的文件,用户通过对源程序的修改或加入自己编写程序构造新的专用工具包.1.2 MATLAB产生的历史背景在70年代中期,Cleve Moler博士和其同事在美国国家科学基金的资助下开发了调用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序库.EISPACK是特征值求解的FOETRAN程序库,LINPACK是解线性方程的程序库.在当时,这两个程序库代表矩阵运算的最高水平.到70年代后期,身为美国New Mexico大学计算机系系主任的Cleve Moler,在给学生讲授线性代数课程时,想教学生使用EISPACK和LINPACK程序库,但他发现学生用FORTRAN编写接口程序很费时间,于是他开始自己动手,利用业余时间为学生编写EISPACK和LINPACK的接口程序.Cleve Moler给这个接口程序取名为MATLAB,该名为矩阵(matrix)和实验室(labotatory)两个英文单词的前三个字母的组合.在以后的数年里,MATLAB在多所大学里作为教学辅助软件使用,并作为面向大众的免费软件广为流传.1983年春天,Cleve Moler到Standford大学讲学,MATLAB深深地吸引了工程师John Little.John Little敏锐地觉察到MATLAB在工程领域的广阔前景.同年,他和Cleve Moler,Steve Bangert一起,用C语言开发了第二代专业版.这一代的MATLAB语言同时具备了数值计算和数据图示化的功能.1984年,Cleve Moler和John Little成立了Math Works公司,正式把MA TLAB 推向市场,并继续进行MATLAB的研究和开发.在当今30多个数学类科技应用软件中,就软件数学处理的原始内核而言,可分为两大类.一类是数值计算型软件,如MATLAB,Xmath,Gauss等,这类软件长于数值计算,对处理大批数据效率高;另一类是数学分析型软件,Mathematica,Maple 等,这类软件以符号计算见长,能给出解析解和任意精确解,其缺点是处理大量数据时效率较低.MathWorks公司顺应多功能需求之潮流,在其卓越数值计算和图示能力的基础上,又率先在专业水平上开拓了其符号计算,文字处理,可视化建模和实时控制能力,开发了适合多学科,多部门要求的新一代科技应用软件MATLAB.经过多年的国际竞争,MATLAB以经占据了数值软件市场的主导地位.在MATLAB进入市场前，国际上的许多软件包都是直接以FORTRANC语言等编程语言开发的。

用MatLAB做电路课程设计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。

题目现在楼忘记了，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IsZ=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0for n=1:bA(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endendfor 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endfor 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endfor 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endr=input('请输入受控源个数：') %无受控源输入0Y=Z' %导纳矩阵Yif r==0 %无受控源情况J=A*Is-A*Y*UsYn=A*Y*A'Un=inv(Yn)*J %节点电压U=A'*UnI=Y*(U+Us)-Is %节点电流else %多受控源情况for t=1:rcontrol=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 endJ=A*Is-A*Y*UsYn=A*Y*A'Un=inv(Yn)*J %节点电压U=A'*UnI=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：clearR=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/LN=1/L/Ct=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=u0k2=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：2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222 22222222222222222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/Pr=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I0subplot(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：33333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333 33333333333333333333333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/piU3=1/(5*j*w*C)/(R+1/(5*j*w*C))*40/pic1=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')。