基于MATLAB GUI 的线性动态电路分析开题报告.doc

毕业论文（设计）开题报告题目名称基于MATLABGUI的线性动态电路分析学生姓名专业应用电子技术教育班级一、选题的目的意义电路理论是应用电子技术专业中一门重要的必修课，是其它专业课程的理论基础。在电路分析中，随着电路规模日益庞大，线路更加复杂，电路的计算机辅助分析应运而生。本课题通过在线性动态电路分析中引入MATLAB软件，简化了分析过程，提高了分析结果的可视性，对人们更直观，高效地理解动态电路的过渡过程有很大帮助。另外，通过利用MATLAB自带的GUI工具箱编程，我又进一步优化了程序的输入输出界面，使其更加清晰友好。这次设计不仅巩固了以前所学的电路理论知识，而且学会了如何通过MATLAB软件来进行电路的计算机辅助分析，对今后的工作和学习定会带来有益的帮助。二、国内外研究现状目前线性动态电路的分析方法主要有：经典法（根据动态电路的网络拓扑，列写时域的微分方程然后求解）；拉普拉斯变换法（利用拉普拉斯变换把已知的时域函数变换为频域函数，从而把时域的微分方程化为频域的代数方程。求出频域函数后，再作拉普拉斯反变换，返回时域，从而求得满足电路初始条件的原微分方程的解）。这两种方法都存在运算量大的问题，尤其是对于含有多个动态元件的高阶复杂动态电路，并且计算得出的结果很不直观，无法清晰地看出在过渡过程中各电量随时间变化的规律。因此，要想对复杂的高阶动态电路进行分析，必须采用相应的计算机辅助电路分析软件来帮助人们进行方程的解算。而伴随网络法,可以将瞬态电路分析归结为一系列不同离散时刻下电阻网络的稳态分析。在对每一个离散时刻下的电阻网络进行方程列写时采用的是改进结点法，所列出的线性方程组采用的是电路方程的矩阵型式，以便于采用计算机进行辅助分析。目前国内外常用的电路仿真软件有Pspice、Saber和MATLAB等。这些软件都有各自强大的功能，在不同应用领域有着各自的特点。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其它编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。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等语言完成相同的事情简捷得多，并且它也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C+，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。三、主要研究内容本文采用的是目前电路分析领域使用较多的软件MATLAB，并且采用伴随网络法来分析线性动态电路。伴随网络法的数学模型是把动态电路的过渡过程时间t0T划分成若干时间间隔t,把动态元件电感L和电容C用相应的离散模型来代替，经过代换后的电路称为原电路的伴随网络。对于每一个时间间隔t而言,在伴随网络中,我们认为不再含有动态元件,取而代之的是动态元件L,C的离散模型,因而对该时间间隔下相应伴随网络的分析可视为稳态电路分析。也就是说,通过伴随网络法,可以将瞬态电路分析归结为一系列不同离散时刻下电阻网络的稳态分析。当然这种思路的背景主要是基于计算机的基础上，因为在这种分析过程中要重复计算很多次，而人是无法实现的，不过通过计算机就可以既方便又快捷的算出结果。最后再做一个GUI界面，可以使用户方便地查看各个支路的电压和电流波形。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线1、仔细分析题目的要求和收集相关的文献资料；2、复习电路知识,研究如何利用伴随网络法来进行动态电路分析；3、认真学习MATLAB软件,掌握其中的编程技巧，尤其是GUI工具箱的使用；4、依据所做的设计内容撰写论文；5、在导师的指导下完成最后设计，进行论文答辩。五、主要参考文献与资料1邱关源.电路(第四版)M.北京:高等教育出版社,2003:289-290.2童梅.电路的计算机辅助分析Pspice和MATLABM.北京:机械工业出版社,2005:7-8.3程少庚,崔杜武,刘小河.电网络分析M.西安:西安理工大学出版社,2003:65-68.4楼顺天,陈生潭,雷虎民.MATLAB5.x程序设计语言M.西安:西安电子科技大学出版社,2000:1165李培芳,孙盾,李玉玲,李军.电路学习辅导与题解M.北京:清华大学出版社,2006:77-78.6黄忠霖.控制系统MATLAB计算及仿真M.北京：国防工业出版社，2006.7张永瑞.电路基础教程M.北京