电力系统时域分析MATLAB.doc

电力系统时域分析MATLABA提供了一系列对于控制系统进行的时域分析的函数，本人基于学习到的MATLAB的相关知识，结合自己的专业学习，在电路零输入响应和阶跃响应的仿真实验中应用此软件进行分析，得到了极好的效果。一、零输入响应（一）一阶零输入响应根据传递函数求解单一系统的零输入响应。H(s)=(s+1)/(s*s*s+9s*s+26s+24)初始状态下的状态变量为X0=1,1,0创建M文件，在M文件中输入如下程序：（1） 构造传递函数模型。num=0,0,1,1,den=1,9,26,24（2） 将传递函数模型转换为状态方程模型。a,b,c,d=tf2ss(num,den)sys=ss(a,b,c,d);（3） 输入初始状态下的状态变量X0。x0=1,1,0;（4） 输入采样时间矢量。t=0:0.000001:4;（5） 求解系统的零输入响应。initial(sys,x0,t)激活run命令，得到相应的状态方程模型矩阵：num=0,0,1,1,;den=1,9,26,24;a,b,c,d=tf2ss(num,den)sys=ss(a,b,c,d);x0=1,1,0;t=0:0.000001:4;initial(sys,x0,t)运行得到：a = -9 -26 -24 1 0 0 0 1 0b = 1 0 0c = 0 1 1d = 0系统的零输入响应曲线图（二）二阶零输入响应如图所示的二阶电路，如L=0.5H，C=0.02F。初始值uc（0-）=1V，iL(0-)=0，试研究R分别为1，2，3，10时，uc（t）和iL(t)的零输入响应，并画出波形。二阶电路图.1、R=1时clear,format compactL=0.5;R=1;C=0.02;uc0=1;iL0=0;alpha=R/2/L;wn=sqrt(1/(L*C);p1=-alpha+sqrt(alpha2-wn2);p2=-alpha-sqrt(alpha2-wn2);dt=0.01;t=0:dt:1;num=uc0,R/L*uc0+iL0/C;den=1,R/L,1/L/C;r,p,k=residue(num,den);ucn=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t);iLn=C*diff(ucn)/dt;figure(1),subplot(2,1,1),plot(t,ucn),gridsubplot(2,1,2)plot(t(1:end-1),iLn),grid2、R=2时3、R=3时4、R=5时5、R=7时6、R=10时通过MATLAB对电阻由小变大过程中电路中的电流、电容上的电压随时间变化的仿真，我更加直观而深刻认识了二阶动态电路的基本工作状态。二、单位阶跃响应已知系统框图如图所示：U(s) Y(s)系统框图系统框图s其中， 输入以下MATLAB命令，可得系统的单位阶跃响应曲线如图所示num=7 7;den=conv(conv(1 0,1 3),1 4 5);g=tf(num,den);gg=feedback(g,1,-1);y,t,x=step(gg)plot(t,y)运行结果为：8y = 0 0.0111 0.0633 0.1535 0.2639 0.3768 0.4803 0.5679 0.6381 0.6922 0.7330 0.7638 0.7876 0.8069 0.8234 0.8383 0.8522 0.8653 0.8777 0.8895 0.9004 0.9105 0.9196 0.9279 0.9354 0.9420 0.9480 0.9533 0.9580 0.9622 0.9660 0.9694 0.9725 0.9752 0.9777 0.9800 0.9820 0.9838 0.9854 0.9869 0.9882 0.9894 0.9905 0.9914 0.9923 0.9931 0.9938 0.9944 0.9949 0.9955 0.9959 0.9963 0.9967 0.9970 0.9973 0.9976 0.9978 0.9981 0.9982 0.9984 0.9986 0.9987 0.9989 0.9990 0.9991 0.9992 0.9992t = 0 0.2382 0.4764 0.7146 0.9527 1.1909 1.4291 1.6673 1.9055 2.1437 2.3819 2.6201 2.8582 3.0964 3.3346 3.5728 3.8110 4.0492 4.2874 4.5256 4.7637 5.0019 5.2401 5.4783 5.7165 5.9547 6.1929 6.4311 6.6692 6.9074 7.1456 7.3838 7.6220 7.8602 8.0984 8.3366 8.5747 8.8129 9.0511 9.2893 9.5275 9.7657 10.0039 10.2421 10.4802 10.7184 10.9566 11.1948 11.4330 11.6712 11.909 12.1475 12.3857 12.6239 12.8621 13.1003 13.3385 13.5767 13.8149 14.0530 14.2912 14.5294 14.7676 15.0058 15.2440 15.4822 15.7204输出曲线为：系统的单位阶跃响应曲线三、学习心得在使用MATLAB的过程中，我遇到了很多操作的问题，但是经过努力地查阅资料，一个一个的问题都慢慢的解决掉了。在对软件的学习和使用中我学到了许多在专业理论课堂上学不到的知识，增强了对专业知识的认识。MATLAB软