MATLAB计辅--(第九章).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,利用,MATLAB,作电路计算分析,MATLAB,主要特点:,数值计算和科学计算;,图形处理能力;,系统建模与仿真.,参考书:,作者:张志涌,出版社:北京航空航天大学出版社,1.多项式的表达方式:,系数相量:,多项式:,例:,一.,LAPLACE,变换与反变换,2.多项式计算:,1)多项式相乘:,w=conv(u,v),q,r=,deconv,(v,u),多项式相除:,例:,f=conv(f1,f2),f=1 6 11 6,2)多项式求根:,P,为多项式根的相量式,f,为多项式系数相量式.,例9-3-1:,结果为:,p=,-3.0000,-2.0000,-1.0000,3)有理分式直接展开:,式,中:,例:,计算:,r,p,k=residue(b,a),r=,2.5000,-3.0000,1.5000,p=,-3.0000,-2.0000,-1.0000,k=,结果:,原函数:,利用,MATLAB,的符号计算直接求,LAPLACE,反变换,LAPLACE,正变换,LAPLACE,逆变换,定义符号变量,ft=,ilaplace,(,fs,s,t),ft=5/2*exp(-3*t)-3*exp(-2*t)+3/2*exp(-t),ft=sym(,exp(-2*t)*,cos,(3*t),),fs,=,laplace,(ft,t,s),fs,=(s+2)/(s+2)2+9),例,4.电路反变换,定义符号变量,ft=,ilaplace,(Is,s,t),ft=1/2-1/2*exp(-t)*,cos,(t)-1/2*exp(-t)*sin(t),2.网络函数特性分析,MATLAB,中,SIMULINK,的介绍,SIMULINK,是进行动态系统建模,仿真和综合分析的集成软件包.,2)利用系统模块可快速建立仿真模型,对所研究的系统进行仿真研究.,3)本课程讨论的模型主要有:,激励源,线性模块(,网络函数,状态方程等,),输出显示.,例：求图示低通滤波器在,阶跃信号,和,正弦信号,时的输出信号特征.,解：,网络函数,网络函数的分子分母多项式系数写入模块.,分子,分母,仿真结果:,讨论1:,输出负载变化对阶越,响应的影响.,讨论2:,滤波器性能分析演示.,求,系统建模,滤波前后波形仿真,transfuc,.,mdl,例3.网络函数零极点对输出响应的影响分析.,设,网络函数:,1).,(负实根),2).,(实部为负的共轭复根),3).,(实部为正的共轭复根),例:信号系统频率特性分析(数值图形分析),频率特性,幅频,特性:,相频特性:,MATLAB,程序:,(,frequency1.m),abs(,f,)-,取,f,的模.,phase(,f,)-,取,f,的,相位,.,plot(,x,y,-r),-,画,实,线,红色.,x=0:0.05:20,;,%,定义自变量取值范围,fx,=,abs(,1./(x*i).2+3.*x*i+1),),;,%,计算幅频特性,px,=,phase(,(-1)./(x*i).2+3.*x*i+1),),;%,计算相频特性,subplot(2,1,1),plot(x,fx,-r),;,%,用不同颜色绘制曲线,title(,幅频特性);,grid;%,画坐标分格线,subplot(2,1,2),plot(x,px,-b),title(,相频特性);,xlabel,(,频率);,grid,例:插入微分环节改善系统频率特性.,3.状态方程的求解,求 和,。,a.,符号解-,statehuhao,.,syms,t s;,tt,=s-1;2 s+3,ty,=inv(,tt,),u=4;6/s,xx=,ty,*u,xt,=,ilaplace,(xx,s,t),tt,xx,u,xt,=,-exp(-2*t)+2*exp(-t)+3,-2*exp(-t)+2*exp(-2*t),计算结果:,t=0:0.01:5;,%,定义自变量取值数组,uc,=3+2.*exp(-t)-exp(-2*t);%,计算与自变量相应的,y0,数组,il,=2.*exp(-t)-2.*exp(-2*t);%,计算与自变量相应的,y,数组,plot(t,uc,-r,t,il,-b)%,用不同颜色、线型绘制曲线,grid%,画坐标分格线,计算结果作图,:,Statetu,.m,b.,仿真数值解-,state12101,状态方程,输出方程,计算仿真结果:,4.过渡过程问题的解,例:,求,.,解:电路方程,设:,分别为,1.时域方程建模(,数值解,),计算仿真结果:,2.频域建模计算,例:,求,.,设:,分别为,反,变换求解析解:,uc,=1/3*i*3(1/2)*(-exp(1/2*(-1+i*3(1/2)*t),+exp(-1/2*(1+i*3(1/2)*t),uc,=t*exp(-t),uc,=1/5*5(1/2)*(exp(1/2*(-3+5(1/2)*t),-exp(-1/2*(3+5(1/2)*t),传递函数建模数值解,3.状态方程建模计算,状态方程,输出方程,计算结果:,