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实验一题目：梯形直流电路如图8-1所示, 问(1) 如US =10V, 求Ubc, I7, Ude;(2) 如Ude =4V, 求Ubc, I7, Us。电路图：建模：问题（1）对b点和c点列出节点电压方程：(8-1)(8-2)当问题(1)给出Us时，这两个方程中只有两个未知数Ub和Uc，可写成矩阵方程可从方程(1)、(2)中找到a11、a12、a21、a22及a13、a23的表达式，并用矩阵左除解出Ub、Uc。由 ， 即可解出问题(1)。问题（2）对b点和c点列出节点电压方程，并由电路中电压电阻比值关系得到方程组：则可以列出矩阵a11、a12、a21、a22及a13、a23同上，再用矩阵左除解出Ub、Uc、Us。又有 解出Ubc、I7。MATLAB程序r1=2; r2=4; r3=4; r4=4; r5=2; r6=12; r7=12; %为各电阻赋值a11=1/(r1+r2)+1/r3+1/r7; a12=-1/r3; a13=1/(r1+r2); %对各系数赋值a21=-1/r3; a22=1/r3+1/(r4+r5)+1/r6; a23=0;us=input(us=); %输入问题(1)的已知条件A1=a11, a12; a21, a22 %列出系数矩阵A1u=A1a13*us;0 %u=ub; ucubc=u(1)-u(2), ude=u(2)*r5/(r4+r5), i=u(1)/r7 %解问题(1)ude=input(ude=) %输入问题(2)的已知条件A2=A1, -a13; a23; 0, r5/(r4+r5), 0 %列出系数矩阵A2u=A20;0;ude %u=ub; uc; usubc=u(1)-u(2),i=u(1)/r7,us=(r1+r2)*(u(1)*a11+u(2)*a12) %解问题(2)程序运行结果(1) 输入us=10时,得到ubc=2.2222,ude=0.7407,i7=0.3704;(2) 输入ude=4 时,得到ubc=12.0000,i7=2.0000, us=54.0000。总结 Matlab虽然只是一种工具，也许我们以后也不会很常用，但是我觉得某种东西的存在都有它的意义。比如像这个实验啊，我们不仅仅是在学习matlab，我们还在回顾着以前学过的电路知识怎么运用节点电压法，如何列节点电压发的方程。我觉得每一种语言都不会是单独存在的。它必然和另外一种或是几种语言相互联系，相互影响。实验二题目：如图所示电路，在t0时，开关S位于“1”，电路已处于稳态，t=0时，开关S闭合到“2”，求UC和IR2的响应，并画出它们的波形。电路图：建模：这是一个分析暂态过程的问题, 先要找到其初值和终值。在t=0-时UC(0-)=-12 V, IC(0-)=0, 由于R2.是电流源IS唯一的外部通路，故当t=0+时，因为电容器端电压不可能突变, 仍有UC(0+)=UC(0-)=- 12 V， 电流源向两个电阻和一个电容的并联系统供电，两个电阻的电流应等于电容电压除以电阻，即电容的充电电流为电流源总电流减去电阻电流, 故IC(0+)=IS-IR2(0+)-IR3(0+)=3-(-1)-(-2)=6 A再分析终值，达到稳态后，电容中将无电流，电流源的全部电流将在两个电阻之间分配，其端电压应相同，它也就是电容上的终电压，结果应为UCf=12, IR2f=1A。初值和终值之间的过渡波形u(t)按三要素法计算。所谓三要素是指初值u0、终值uf和该段的充放电时间常数T, 表示式为MATLAB语句可写成u=uf+(u0-uf)*exp(-(t-t0)/T)。在求多段波形时, 每段的初始时刻t0可能不同, 需要注意。MATLAB程序r1=3; us=18; is=3; r2=12; r3=6; C=1;%给出原始数据uc0=-12; ir20=uc0/r2; ir30=uc0/r3; %算出初值ic0=is-ir20-ir30; ir2f=is*r3/(r2+r3); %算出终值ir3f=is*r2/(r2+r3); ucf=ir2f*r2; icf=0; t=-2:0-eps, 0:15; %注意时间数组的设置，在t=0附近设两个点uc(1:3)=-12; ir2(1:3)=3; %t0时的值T=r2*r3/(r2+r3)*C; %求充电时常数 uc(4:19)=ucf+(uc0-ucf)*exp(-t(4:19)/T); ir2(4:19)=ir2f+(ir20-ir2f)*exp(-t(4:19)/T); %用三要素法求输出subplot(2, 1, 1); h1=plot(t, uc), %绘电压uc波形grid;subplot(2, 1, 2), h2=plot(t, ir2); %绘电流ir2波形grid;程序运行结果执行此程序的结果如图UC和 IR2的波形总结有些题目，仅仅用matlab知识求解是不够的，例如这题，需要我们先用电路的知识求解，然后才用matlab编程表示，做完这题的感受就是，知识要学会融会贯通。题目难不要紧，最主要的是要有信心和耐心，还要细心。有时候一个程序需要很多步骤，只要错一步，就很难从中找到错误，要想得到正确的运行结果就得做到这样。还有，遇到画图题，一旦题目没有给定参数的，要直接调试程序，进行设定较为合理的参数值。实验三题目：如图所示电路, 已知 求 ，并画出其相量图。电路图：建模 这是普通的交流稳态电路问题，设Z1=jL, Z2=R, Z3=1/jC。R与C并联后的阻抗为总阻抗为Z=Z1+Z23总电流为总电压除以总阻抗，即而总电压将在这两段阻抗之间分压：及可由 分别除以Z2及Z3得到:在MATLAB中，任何一个变量的元素都可以是复数，它可以代表电压和电流相量，也可以表示复数阻抗，无需特别注明，所以程序中没有(也不允许有)字母上的点号，以后不再向读者说明。MATLAB程序z1=3*j; z2=5; z3=5/j; uc=10; z23=z2*z3/(z2+z3); z=z1+z23; Ic=uc/z3, Ir=uc/z2, I=Ic+Ir, ul=I*z1, us=I*zdisp( Ir Ic I ul us )disp(幅值),disp(abs(Ir,Ic,I,ul,us);disp(相角), disp(angle(Ir, Ic, I, ul, us)*180/pi)%compass是MATLAB中绘制复数相量图的命令，用它画相量图特别方便ha=compass(Ir,Ic,I,ul,us); %ha是本图的图柄，如不需改变线宽，可省去它set(ha, linewidth, 2); %把向量线条加粗至2 mm程序运行结果 Ir Ic I ul us 幅值 2.0000 2.0000 2.8284 8.4853 7.2111相角 0 90.0000 45.0000 135.0000 56.3099画出的相量图如下图所示。总结Matlab真是好工具啊！电路的题目都可以借助真个工具进行计算，而且还可以绘图，这为我们节省了很多的时间。以前有些题目的数据很复杂，用手算根本就算不出，而且绘图也很不方便。现在有了这个工具，即使是再难的题目我们也可以把它解出来了！实验四题目：一阶RC电路当R=1,C=1F时的响应频率特性。分别画出当电容、电阻为输出端频率特性图（包括时域、频域）。电路图：建模：（1） 以电容为输出端： RC电路输出特性：因为R=1,C=1F，所以，频域图像用plot(x,y)函数画出当频率w从0到14时H的模abs(H)以及相角angle(H)关于x函数图像。用semilogx(x,y)函数画出当频率w从0到14时H的模abs(H)取分贝单位以及相角angle(H)关于log10(x)函数图像。时域图像将频域转化为时域y=abs(H)*cos(w*t+angle(H)在用for语句输出当w从0到2，间隔0.5时的各个时域图像；（2） 以电阻为输出端： RC电路输出特性：因为R=1,C=1F，所以，频域图像用plot(x,y)函数画出当频率w从0到14时H的模abs(H)以及相角angle(H)关于x函数图像。用semilogx(x,y)函数画出当频率w从0到14时H的模abs(H)取分贝单位以及相角angle(H)关于log10(x)函数图像。时域图像将频域转化为时域y=abs(H)*cos(w*t+angle(H)在用for语句输出当w从0到2，间隔0.5时的各个时域图像；Matlab程序（1）以电容为输出端：w=0:0.2:14;h=1./(1+j*w);figure(1);subplot(2,1,1);plot(w,abs(h);grid;subplot(2,1,2);plot(w,angle(h);grid;figure(2);subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(abs(h);grid;subplot(2,1,2);semilogx(w,angle(h);grid;figure(3);t=0:0.1:14;for w=0:0.5:2 h=1./(1+j*w); y=abs(h).*cos(w.*t+angle(h); plot(t,y); hold on;end;grid;（2）以电阻为输出端：w=0:0.2:14;h=j*w./(1+j*w);figure(1);subplot(2,1,1);plot(w,abs(h);grid;subplot(2,1,2);plot(w,angle(h);grid;figure(2);subplot(2,1,1);semilogx(w,20*log10(abs(h);grid;subplot(2,1,2);semilogx(w,angle(h);grid;figure(3);t=0:0.1:14;for w=0:0.5:2 h=j*w./(1+j*w); y=abs(h).*cos(w.*t+angle(h); plot(t,y); hold on;