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M a t l a b正弦稳态电路的分析正弦稳态电路开放实验室项目研究论文题目： Matlab正弦稳态电路的分析正弦稳态电路学院：物理与电子技术学院专业：电子信息工程班级序号：学号：学生姓名：指导教师：2011年12月基于MATLAB的RLC电路结点电压法的仿真分析正弦稳态电路摘要：正弦稳态电路的分析计算是大家普遍反映难以理解的内容，尤其是在电路比较复杂的情况下更是如此。
本文在简要介绍了Matlab软件的基础上，提出了利用Matlab来进行电路分析的方法，且重点研究了用Matlab分析正弦稳态电路。
Matlab具有强大的数值运算供能以及强大的绘图功能，在以利用matlab进行电路分析时，可以精确的得到电路的各个参数。
且通过作图，我们可以很直观的观看的信号的相位关系。
本文对R,L,C串联电路和R,L,C串联电路为例，用Matlab绘出表现其正弦稳态特想的时域波图，向量图。
与一般分析方法比较，可以看出用Matlab分析正弦稳态电路具有简便、直观的优点。
关键字：Matlab ；正弦稳态；向量图；电路分析方法Abstract：Sine steady-state analysis and calculation of the circuit is commonreflection is difficult to understand the content, especially in the circuit is morecomplex situation is even more so. This paper briefly introduces the Matlabsoftware was put forward based on Matlab to circuit analysis method, and mainlystudied Matlab analysis sine steady-state circuit. Matlab has strong numericspowering and strong drawing function, by use of Matlab for circuit analysis, canaccurate get circuit various parameters. And through the plot, we can quite intuitive watch signal the phase relationship. This paper R, L, C series circuit and R, L, Cseries circuit for example, by using Matlab draw expressed its sinusoidal steadyespecially want to temporal oporto, vector diagram. Compared with the generalanalysis method, it can be seen that the Matlab analysis sinusoidal steady circuit is simple, intuitive advantages.Keywords: Matlab； Sinusoidal Steady State； Vector Diagram ； CircuitAnalysis绪论：随着电子计算机及其相关技术的发展，计算机辅助设计技术正作为一门崭新的技术在世界范围内蓬勃兴起。
【正文】1.前言在电工和无线电技术等领域中存在着许多周期性的正弦、非正弦电压、电流（或信号）。
对于非正弦电压、电流（或信号），可利用傅里叶变换，将周期性时间函数分解为许多不同频率和幅值的正弦时间函数之和。
然后应用叠加定理对每一频率的正弦时间函数，用相量法计算它们的稳态响应，将所有这些响应叠加起来，就可以得到周期性时间函数激励下的稳态响应。
对称的三相非正弦激励下的三相电路，也可以根据叠加定理，先分别计算各谐波电压单独作用时三相电路中的电压、电流谐波，然后叠加求出各电压、电流[1]。
电路的正弦稳态是电路在正弦电压（流）的激励作用下，电路最终所达到的稳定状态。
实际上，当电路中的自由响应衰减到可以不计时，便可认为电路进入了稳态。
在正弦稳态下，电路中所有电流、电压都依电源的频率按正弦方式变化。
按正弦规律变化的物理量称为正弦量。
分析正弦电路，就是要找出正弦电路的变化规律，这个规律就是描述正弦电路方程的解。
在时域中，描述正弦电路的方程是常系数微分（或积分）方程，它的完全解由两部分组成：一部分是对应齐次方程的通解---这部分解与激励性质无关，它可通过一般解微分方程的方法而求得；另一部分是方程的特解----它取决于激励形式。
以正弦电流为例，数学表达式。
式中三个量、、为正弦量的三要素。
称为正弦电流的振幅（又称最大值或峰值）。
它表示正弦电流变化过程中所能达到的最大值。
称为正弦电流的角频率，它表达了正弦量的相位角（）随时间变化的速度，或者说表示单位时间增加的相位角。
描述交流电变化快慢除用角频率外，还用周期T来描述，周期T是指交流电变化一周所用的时间，即交流电从零开始变到最大，然后逐渐减小到零，接着反方向变到负的最大，最后又回到零所需时间。
还可用频率f来描述交流电变化快慢。
频率是指1S内交流电重复出现的次数。
角频率和正弦量的周期T及频率f的关系为：。
称为正弦电流的初相位（又称初相角），它是正弦量在t=0时刻的相角。
两个同频率的正弦量之间的相位差与计时起点无关。
正弦稳态电路的MATLAB／simulink仿真分析摘要：为了清楚直观地了解电路中电压电流的大小和相位关系，采用Matlab编程方法，Powergui分析方法和Fourier模块测量方法分别对一正弦稳态电路实例进行观测和仿真，仿真实验得到的电流波形图、相量图及测量数据三者非常一致且与电路理论相吻合。
仿真结果表明：Matlab程序简洁，可读性强，且计算结果准确。
同时它具有绘图方便和仿真实时、直观的优点，是分析电路理论值得采用的一款好工具。
关键词：稳态电路；MATLAB分析；电路模型；仿真参数电路理论中，对电路的分析计算提出了各种方法。
但要用这些方法计算一些较为复杂的电路，传统的笔算方法不仅费时费力，且容易出现错误。
因此，有必要引进计算机辅助分析。
若用传统的计算机语言编写程序，对编程者的计算机语言、算法和数据结构等方面的知识要求较高，而且这些语言的变量类型中没有复数，使得操作者很难直接应用。
而利用MATLAB的M 文件求解电路方程，程序非常简洁，可读性强，且计算结果准确。
同时MATLAB提供的simulink工具可以直接建立电路的仿真模型，可以非常直观地观察电路中的电流、电压和功率的波形，可以随意改变仿真参数且立即得到修改后的仿真结果。
将MATLAB和电路教学密切结合，可以把师生从繁琐重复的劳动中解放出来，使他们把更多的时间用于对概念的思考与创造性思维方式的训练。
即提高了他们的学习兴趣与热情，也大大提高了教学效率。
1 用MATLAB编程法分析电路如图1所示，已知us=7．07sin(314t) V，is=1．414sin(314t+30°)A，R1=R2=R4=2Ω，R3=2．5Ω，C=0．01 F，L=0．01 H。
求各支路电流并作相量图和波形图。
用回路电流法求解。
从图1可以看出，i1、i2和i6分别是3个回路Ⅰ、Ⅱ。
基于MATLAB的正弦稳态电路仿真张婧婧【摘要】MATLAB is simplicity of programming, high efficiency of calculation, powerful function of drawing. The introduction of MATLAB simulation in "electrician basis" course teaching can make up the deficiency of traditional teaching. This paper studies the MATLAB function programming and virtual experiment two kinds of simulation methods,and discusses the application of MATLAB simulation and virtual experiment of two kinds of simulation methods through the example of sinusoidal steady state circuit.%MATLAB软件编程简单、计算效率高、绘图功能强大，在《电工基础》课程教学中引入MATLAB仿真可以弥补传统教学的不足。
本文研究了MATLAB函数编程和虚拟实验两种仿真方法，并通过正弦稳态电路的实例探讨了MATLAB仿真和虚拟实验两种仿真方法的应用。
【期刊名称】《西昌学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P31-33)【关键词】MATLAB;仿真;虚拟实验【作者】张婧婧【作者单位】湖北文理学院物理与电子工程学院，湖北襄阳 441053【正文语种】中文【中图分类】TM44;TP391.9MATLAB是MathWorks公司于1982年推出的一套高性能的数值计算和可视化软件。
MATLAB在电路中的应用之—正弦稳态电路的计算一．摘要此文立足于电路理论中的相量法以matlab代替人工对电路中的正弦稳态电路进行一般性的计算，此文采用电路理论中的相量法对我们在电路中遇到的有关正弦稳态电路的问题进行计算。
此文的目的在于巩固复习电路理论中的正弦稳态电路所涉及的知识点，并且通过运用相量法来对正弦稳态电路进行分析的同时将前一章所学习的相量法融会贯通。
此外在巩固电路理论的同时学习matlab的运行原理与技巧，特别是用其来解决关于电路的问题。
以期望在学习之后能够用matlab去解决更多在学习生活中的问题。
二．关键词MATLAB 相量法正弦稳态电路三．正文1.前言MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。
它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序实际语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。
它的出现为我们解决社会生活中特别是工程领域中的一些问题提供了强大的计算武器为科技的进步作出了不可磨灭的贡献。
目前，MATLAB 已发展成为适合众多学科，多种工作平台、功能强大的大型软件，成为了诸多领域的开发首选软件，并且， MATLAB 还具有500 余家第三方合作伙伴，分布在科学计算、机械动力、化工、计算机通讯、汽车、金融等领域，接口方式包括了联合建模、数据共享、开发流程衔接等等。
在欧美等国家的高校，MATLAB已成为线性代数、自动控制理论、数理统计、数字信号处理、时间序列分析、动态系统仿真等高级课程的基本教学工具。
成为攻读学位的本科、硕士、博士生必须掌握的基本技能。
在设计研究单位和工业开发部门，MATLAB 被广泛的应用于研究和解决各种具体问题。
基于MATLAB的线性系统稳定性分析及应用线性系统稳定性分析及应用是控制理论中的重要内容之一、MATLAB是一种强大的数学计算工具，可以用于线性系统的稳定性分析和应用。
本文将介绍线性系统稳定性分析的基本理论，以及如何使用MATLAB进行稳定性分析和应用。
一、线性系统稳定性分析基本理论1.线性系统稳定性定义：线性系统是指系统的输入和输出满足线性关系的系统。
线性系统稳定性是指当系统的输入有界时，系统输出也是有界的，不会发散或震荡。
2.线性时不变系统：线性时不变系统是指系统的特性不随时间变化而变化，可以通过线性时间不变微分方程来描述。
3.BIBO稳定性：BIBO代表有界输入有界输出，是指当系统的输入信号是有界的时候，系统输出也是有界的。
BIBO稳定性是判断线性系统稳定性的一种方法。
4.线性系统稳定性判据：-零输入稳定性（ZIS）：当系统的输入为零时，系统输出是否趋于零，来判断系统的稳定性。
-零状态稳定性（ZSS）：当系统的初始状态为零时，系统输出是否趋于零，来判断系统的稳定性。
-有界输入有界输出稳定性（BIBO稳定性）：当系统的输入信号是有界的时，系统输出是否有界，来判断系统的稳定性。
二、MATLAB线性系统稳定性分析方法1. 频率域法：通过计算系统的传递函数的频率响应来分析系统的稳定性。
MATLAB提供了函数freqresp来计算系统的频率响应，并可以使用bode函数来绘制频率响应曲线。
2. 极点分析法：通过分析系统的极点位置来判断系统的稳定性。
MATLAB提供了函数pole来计算系统的极点，并可以使用pzmap函数来绘制极点分布图。
3.等价传递函数法：将系统的状态空间方程转化为等价的传递函数形式，然后通过分析传递函数的特性来判断系统的稳定性。
MATLAB提供了ss2tf函数来将状态空间方程转化为传递函数形式。
三、MATLAB线性系统稳定性应用1.控制系统设计：将线性系统的稳定性分析方法应用于控制系统的设计中，可以通过稳定性判据来选择合适的控制策略，以保证系统的稳定性。
2008- 04经验交流Matlab 在正弦稳态电路分析中的应用★天津市工贸学校 王继红 摘 要： Matlab 是可视化的面向科学计 1.支路电流法求解 例 1： 在图 3-1 所示电路中, 已知： 1=R2= R· ·R4=1Ω， C=4F， L=4H。
求各支路电流并作相量 图。
·算的应用软件。
Matlab 语句简练、 可操作性强， 在电路计算中可广泛应用。
本文将 Matlab 计 采用三种 算功能应用于正弦稳态电路的分析， 直观性强， 教学效果明显， 提高了课堂的学习R3=2Ω， L=3Ω， c=2Ω，U s1=12∠0°V，U s3=3 X X·I1▲I R2 L V▲R3▲Ⅵ▲· ·▲效率。
关键词： Matlab 语言 路分析 相量图 一、 引言 Matlab 语言由美国的 Cleve Moler 博士及 其同事在美国国家科学基金资助下于 1980 年 研制成功, 是美国 Mathworks 公司推出的一个 高性能、 使用简便的计算语言,它集数值计算、 符号运算、 图形图像处理、 编程等多种功能于 一体,作为一个通用的数学工具,是使用最广泛 的系统仿真与计算工具， 非常适合教学和科研 使用。
电工基础是电气类专业的一门专业基础 课， 为电路分析计算提供了理论基础和各种方 法。
但应用这些方法分析较复杂的电路时， 对 从实际问题中的建立方程组， 手工求解是相当 繁琐的， 如对正弦稳态电路的分析， 通常需要 列出方程组进行求解， 由于这些方程的系数是 复数， 特别是当电路比较复杂、 方程数量较多 的情况下， 很难计算得出满意的结果， 容易出 现错误。
然而利用 Matlab 的 M 文件来求解电 只需一个或几个语句即可完成， 随意 路方程， 改变电路参数，能立即得到修改后的结果。
本 文就 Matlab 在正弦稳态电路中的应用，通过 实例展开分析。
基于Multisim10和Matlab7．0的正弦稳态电路分析
【电源网】Multisim是一款专门用于电子线路仿真和设计的EDA工具软件，其提供了一个虚拟的电子实验工作台，以其界面友好、功能强大和易用
性受到电子类专业人员的青睐。
Matlab是一款商业数学软件，Matlab编程语言简单易用，软件具有强大的数据处理能力，可用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算等。
电子类课程教学过程中，由于教学资源的限制，并不能实际演示电路实验，此时使用Multisim可以仿真实验过程，用Matlab可以精确地完成电路计算。
实际上，使用Multisim可以得到直观的电路图形界面并体现实验的操作方法，但往往不能全面显示计算结果，也无法体现分析方法；Matlab则以数值计算、图形绘制见长，其编程过程反映了分析方法，但无法体现直观的电路图形。
文中将两款软件综合使用，以仿真分析正弦稳态电路为例，将二者优势结合，全面反映电路的分析和实验过程。
1 正弦稳态电路及其分析方法
在正弦激励的动态电路中，若各电压、电流均为与激励同频率的正弦波，
则该电路即为正弦稳态电路。
正弦稳态分析主要包括求解其稳态响应，计算
功率以及最大功率传输定理等。
分析正弦稳态电路，往往采用相量分析的方法，画出电路图的等效相量模型，然后按照分析直流纯电阻电路的方法进行
分析计算，得到复数域下的节点电压和支路电流，再将其转化为时域下的结果。
MATLAB在正弦稳态电路分析中的应用作者：李迎辉摘要：MATLAB是美国Mathworks公司开发的大型数学计算软件，它提供了强大的矩阵和绘图功能，其所有变量和常量都是以矩阵的形式存在，矩阵中的各元素可以是复数或表达式。
这些特点使其具有强大的矩阵运算和复数运算能力，在处理电路分析的各种问题时，相比较其他语言，编程时更加简便，易于实现。
本文通过几个示例分析了MATLAB在正弦稳态电路分析中的应用方法和技巧。
关键词：MATLAB；正弦稳态电路;矩阵；向量图第一章绪论一、MATLAB的特点及发展潜力在电路分析中, 随着电路复杂性的增加, 微分方程的阶数及联立方程的个数势必增加, 给计算带来困难。
传统的计算机编程语言, 如FORTRAN，C语言等在求解高阶微分方程和大规模联立方程组时, 大量的时间和精力都花在矩阵处理上如矩阵输入、求逆、稀疏矩阵处理等和图形的生成分析等繁琐易错的细节上。
被誉为第四代计算机语言的MATLAB在矩阵处理和图形处理等方面有着得天夺厚的优势。
1.1 编程效率高它是一种面向科学与工程计算的高级语言，允许用数学形式的语言编写程序，且比Basic、Fortran和C等语言更加接近我们书写计算公式的思维方式，用Matlab编写程序犹如在演算纸上排列出公式与求解问题，编程效率高，易学易懂。
1.2 用户使用方便Matlab语言把编辑、编译、连接和执行融为一体。
它能在同一画面上进行灵活操作，快速排除输入程序中的书写错误、语法错误以至语意错误，从而加快了用户编写、修改和调试程序的速度，可以说在编程和调试过程中它是一种比VB还要简单的语言。
1.3 扩充能力强高版本的Matlab语言有丰富的库函数，在进行复杂的数学运算时可以直接调用，而且Matlab的库函数同用户文件在形成上一样，所以用户文件也可作为Matlab的库函数来调用。
因而，用户可以根据自己的需要方便地建立和扩充新的库函数，以便提高Matlab使用效率和扩充它的功能。
用MATLAB 求解线性电路的正弦稳态响应一、 阻抗和导纳.一个含线性电阻、电感和电容等元件，但不含独立元的一端口，但它在角频率为w的正弦电压或电流激励下处于稳态时，端口的电流或电压将是同频率的正弦量，应用向量法，端口的电压向量.U 与电流向量.I 的比值定义为该一端口的阻抗Z 。
Z 的模值|Z|称为阻抗模,它的辐角Z ϕ称为阻抗角.则i u Z ϕϕϕ-=。
如果一端口含有元件R 、L 、C ，则其对应的阻抗为：Z=R,Z=jwL,Z=1/jwc.其导纳为Y=1/Z=1/R,Y=1/jwL,Y=jwc. 则 Z=R+Jx Y=G+Jb对于n 个阻抗串联而成的电路，其等效阻抗为 n eq Z Z Z Z +++= 21各个阻抗的电压分配为 n k U Z Z U eqk k ,,2,1,...........== 同理，对于n 个导纳并联而成的电路，其等效导纳n eq Y Y Y Y +++= 21各个导纳的电流分配为 n k I Y Y I eqk k ,2,1,...........== 例1， RLC 串联电路如图，如R=5Ω、L=3H 、C=0.25F 、tV u s 2cos 210=,求电流以及各元件的电压.用matlab 解为：% 已知: us=10*sqrt(2)*cos(2*t) VR=5; L=3; C=0.25;w=2; Us=10;Zl=j*w*L; Zc=1/(j*w*C);I=Us/(Zl+R+Zc)Uab=I*ZlUbc=I*RUcd=I*Zccompass([Uab,I,Ucd]) %画向量图gtext('Uab','color','b'); %用不同的颜色表示gtext('I','color','m');gtext('Ucd','color','r')abs(I) %取模angle(I)*180/pi %degreeangle(I) % rad%画坐标图t=-2:0.01:6; %横坐标从-2到6，每隔0。
Matlab中的电力系统仿真与稳态分析技术随着电力系统技术的不断发展，利用计算机软件进行电力系统仿真和稳态分析已经成为一个常见的工具。
Matlab作为一种强大的数学计算和仿真软件，在电力系统仿真和稳态分析中发挥了重要的作用。
本文将探讨Matlab在电力系统仿真和稳态分析中的应用，并对其相关技术进行介绍和分析。
第一部分：电力系统仿真技术的基本原理电力系统仿真是通过建立电力系统的数学模型，模拟实际电力系统运行过程的一种技术。
其基本原理是建立电力系统的节点电压和支路电流方程，使用数值计算方法求解这些方程，以得到电力系统的稳态解。
Matlab在电力系统仿真中常用的函数有powerflow和newton_raphson，它们分别用于求解电力系统的潮流计算和稳定计算。
潮流计算是电力系统仿真中最基本的环节，用于计算电网各节点的电压和支路的电流。
它的实质是求解电力系统的非线性方程组，对于大规模电力系统而言，这个方程组的求解是一个非常复杂的过程。
而Matlab提供了一套强大的数值计算工具箱，能够有效地处理这类问题。
利用Matlab编写的潮流计算程序，可以提供准确的电力系统状态信息。
第二部分：Matlab在电力系统仿真中的应用案例Matlab在电力系统仿真中提供了丰富的函数库和工具箱，可以用于建立电力系统的数学模型、求解电力系统方程组以及进行结果的可视化分析。
下面我们通过一个简单的案例，来展示Matlab在电力系统仿真中的应用。
假设一个3节点的电力系统，其中包括一个发电机节点、两个负荷节点以及电源节点。
我们可以通过Matlab的power_system函数建立电力系统的模型，并使用powerflow函数计算电力系统的潮流分布。
计算完成后，我们可以通过Matlab的plot函数绘制各节点的电压和支路的电流图像，对电力系统的稳态运行情况进行可视化分析。
第三部分：电力系统稳态分析技术的应用除了电力系统仿真，Matlab还可以用于电力系统稳态分析。
Matlab在正弦稳态电路分析中的应用作者：刘丽来源：《新教育时代·学生版》2016年第01期摘要：在教学中，目前大部分学校都仅仅利用试验箱完成电子类课程的实验教学，几乎所有电路都是封闭式的。
本文介绍了MATLAB在正弦稳态电路分析中的应用。
关键词：MATLAB 正弦稳态电路仿真一、矩阵计算与线性电路分析电路理论中引入矩阵工具已有半个多世纪的历史，电路定律由于矩阵的引入而表述更为精炼。
由于按单变量表示多变量的系统，使整个理论显得更为简约，概念更为清晰，而且电路的状态也能从整体上掌握。
矩阵形式可以表示传统的KCL、KVL、支路电流法、回路电流法以及节点电压法。
矩阵运算是MATLAB最基本、也是最重要的功能之一。
[1]通过上面的例题可以看出，电路结构虽然简单，若要用手工去求解它所列出的方程组的话，是非常繁琐的。
对于普通工程技术人员来说，如果使用某些高级计算机语言编程求解，编写程序又太过复杂。
而在求解这类问题时利用MATLAB，则程序会非常简洁，可读性强，符合人们思维习惯，计算结果准确，而且可以方便的绘制出各种图形，便于人们直观的分析计算结果。
由此可见，MATLAB给我们带来了最直观、最简洁的程序开发环境。
参考文献[1]康华光.电子技术基础数字部分（第五版）.高等教育出版社，2005.7.[2]熊建平.Matlab在数字电路中的应用.南昌：计算机与现代化，2007（6）.[3]霍加·托和塔森.基于Matlab的数字电路建模与仿真.伊犁师范学院学报：自然科学版2010（1）.[4]黄圣英.Matlab在数字电路设计中的应用.山东理工大学学报：自然科学版2010.。
正弦稳态电路的MATLAB分析【关键词】：MATLAB 正弦稳态电路电路分析方法图1-2（三）节点电位法以例1-1为例用节点电压法解题如下：解：这是一个交流稳态电路，对两个独立结点列结点电压方程：其中：，【例2-1】在Simulink中构建模型：对一个正弦波信号进行积分处理，然后将原始正弦信号和积分后的信号送到示波器中同时显示相互来。
图2-2 Simulink仿真简例4）保存模型文件，执行主菜单“File”/“Save as”命令，将文件命名为“exm3_1_1.mdl”后保存。
5）执行主菜单“Simulink”/“Start”命令或单击工具栏上的“”图标，开始仿真。
快捷键为【Ctrl+T】。
6）Simulink默认的仿真时间是10s（注意这并不是实际流逝的时间），结果仿真后，双击Scope模块，可以看到仿真结果如图2-3所示。
图2-3 示波器输出的仿真结果在图2-3所示的示波器输出图形中，黄线代表Sine Wave信源产生的正弦波形，紫线表示的是正弦波积分后的输出波形。
下面对该模块库的3个常用模块进行介绍。
1）Sine Wave模块Sine Wave模块库中的模块很大一部分都是根据用户设定的参数来直接生成信号，比如Sine Wave模块。
双击Sine Wave模块，在弹出窗口中可以调整相关参数。
信号生成方式有两种：Tine based和Sample based。
如果以Time based方式运行该模块，则需要用户设定波形的幅度（Amplitude）、偏移（Bias）、频率（Frequency）、初相（Phase）几个参数；如果选择Sample based方式，参数设置则为幅度（Amplitude）、偏移（Bias）、每周期采样数（Samples per period）和偏移采样数（Number of offsetsamples），两种工作方式中的各项参数都可以用关系式加以换算：每周期采样数=2*pi/（频率*采样时间）；偏移采样数=初相*每周期采样数/（2*pi）。
