实验三MATLAB在电路中的应用答案

1、实验三MATLAB在电路中的应用1.利用MATLAB完成第五章以下习题:15.1解：1建模对于题5.1图，电阻编号为从左至右，依次为:R1=10,R2=10,R3=4。列写网孔方程电流方向为图中所标的h、i2方向(R1+R2N1+R2i2=us1-us2R2i1+(R2+R3)i2=US2US3歹0写矩阵方程为：AI=Bus其中，ARR2R2R2R2R3i1i2110,us011us1us2us3所求i1、i2、i3分别为：i1=1(1),i2=1(2),i3=i1+i22程序clear,closeallR1=10;R2=10;R3=4;us1=12;us2=12;us3=6;%为给定元件赋值

2、a11=R1+R2;a12=R2;a21=R2;a22=R2+R3;b11=1;b12=-1;b13=0;b21=0;b22=-1;b23=-1;us=us1,us2,us3;A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;B=b11,b12,b13;b21,b22,b23;I=AB*us;i1=I(1),i2=I(2),i3=i1+i2,%将系数矩阵各元素赋值%电源矩阵%列出系数矩阵A%I=i1;i2%解出所求变量25.4解：1建模对于题5.4图，电阻编号为从左至右，从上至下，依次为：Ri=1,R2=1,R3=2,R4=2,列写网孔方程三个电流方向均为顺时针方向(R2+R3)i1-R2i

3、2-R3i3=-2u1-R2i1+(R1+R2+R3)i2-R4i3=02-R3i1-R4i2+(R3+R4+R5)i3=-us3R5=1。4其中，u=i2-i3R4将4式代入1式整理得(R2+R3+2R4)il-R2i2-(R3+2R4)i3=01歹0写矩时J程为：AI=BusR2R32R4R2R32R4i0其中，AR2R1R2R3R4,Ii2，B0R3R4R3R4R5i31所求i、u分别为：i=i2-ii=I(2)-I(1),u=(i2-i3)R4=(I(2)-I(3)R42程序clear,closeallR1=1;R2=1;R3=2;R4=2;R5=1;us=5;a11=R2+R3+2R

4、4;a12=-R2;a13=-R3-2R4;a21=-R2;a22=R1+R2+R3;a23=-R4;a31=-R3;a32=-R4;a33=R3+R4+R5;b1=0;b2=0;b3=-1;A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33;B=b1;b2;b3;%歹0写矩阵方程为：AI=BusI=AB*us;i1=I(1);i2=I(2);i3=I(3);i=I(2)-I(1),u=(I(2)-I(3)*R4,%为给定元件赋值%将系数矩阵各元素赋值%列出系数矩阵A%I=i1;i2;i3%解出所求变量35.9解：1建模对于题5.9图，电阻编号为从左至右，依次为：Ri=

5、4,R2=6,R3=3。在a、b端假设一电流源ia,电流方向为由b至a,a、b问电压为uab,方向为上正下负，假设左网孔电流为ic,为顺时针方向，列写网孔方程：(R1+R2)ic+R2ia=2i11R2ic+(R2+R3)ia=uab2还可歹0出方程：ic+ia=i13由于ia为假设电流，故将ia项移至等号右边，得：(R1+R2)ic-2i1=-R2ia歹0写矩阵方程为：Ax=BiaR1R220icR2其中，AR201,xi1,BR2R3,110uab1此时，任意假设一个电流值ia,对应的电压值uab=x，则输入电阻Rin=uab/ia2程序clear,closeallR1=4;R2=6;R3

6、=3;%为给定元件赋值a11=R1+R2;a12=-2;a13=0;%将系数矩阵各元素赋值a21=R2;a22=0;a23=-1;a31=1;a32=-1;a33=0;b1=-R2;b2=-R2-R3;b3=-1;A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33;%列出系数矩阵AB=b1;b2;b3;%歹0写矩阵方程为：Ax=Biaia=2;%任意假设一个ia值x=AB*ia;%x=ic;i1;uabRin=x(3)/ia;%解出所求变量45.10解：1建模对于题5.10图，电阻编号为从左至右，依次为：Ri=6,R2=3。在a、b端假设一电流源ia,电流方向为由b至a

7、,a、b问电压为uab,方向为上正下负，列写节点电压方程：(uab-us)/Ri+uab/R2=3i1+ia1还可列写方程：(uab-us)/R1=-i12由于ia为假设电流，us为已知电压源，故将ia、us项移至等号右边，得：(R1+R2)uab-3R1R2H=R1R2ia+R2usuab+R1i1=us列写矩阵力程为:Ax=ByR1R23R1R2uabR1R2R2ia其中，A,x,B，y1R1i101us当us=6,ia=0时，a、b问开路电压Uoc=uab=x(1)当us=0,ia=1时，a、b问电压uab=ia*Req=Req=x(1)2程序clear,closeallR1=6;R2=

8、3;%为给定元件赋值a11=R1+R2;a12=-3R1*R2;%将系数矩阵各元素赋值a21=1;a22=R1;b11=R1*R2;b12=R2;b21=0;b22=1;A=a11,a12;a21,a22;%列出系数矩阵AB=b11,b12;b21,b22;%列出系数矩阵B%列写矩阵方程为:Ax=By%当us=6,ia=0时,a、b问开路电压Uoc=x(1)y=0;6;x=AB*y;x=uab;i1Uoc=x(1),解出所求变量%当us=0,ia=1时,a、b问电压uab=ia*Req=Req=x(1)y=1;0;x=AB*y;%x=uab;i1Req=x(1),%解出所求变量55.12解：1

9、建模对于题5.12图，电阻编号为从左至右，依次为：Ri=3,R2=6,R3=4。去掉Rl,在Rl处接入外加电流源ia,方向由下至上，此时图中有两个节点，左节点为U1，右节点为U2即Rl上电压，方向为上正下负，歹U写节点电压方程:(U1-us)/R1+U1/R2+(U1-U2)/R3+0.5u1=0(U2-U1)/R2=0.5u1+ia还可列写方程：U1=u1由于ia为假设电流，us为已知电压源，故将ia、us项移至等号右边,R2R3+RiR3+R1R2U1-R1R2U2+0.5RiR2R3u1=R2R3usU2-U1-0.5R2u1=R2iaU1-u1=0列写矩阵方程为:Ax=By其中，AR2

10、R3R1R3R1R2R1R210.5R1R2R30.5R21U1R2R30U2,B0R2,u100usyiax当us=5,ia=0时，Rl处开路电压Uoc=x(2)当us=0,ia=1时，Rl处电压UL=ia*Req=Req=x(2)2程序clear,closeallR1=3;R2=6;R3=4;%为给定元件赋值a11=R2*R3+R1*R3+R1*R2;a12=-R1*R2;a13=0.5R1*R2*R3;%将系数矩阵各元素赋值a21=1;a22=-1;a23=-0.5R2;a31=1;a32=0;a33=-1;b11=R2*R3;b12=0;b21=0;b22=R2;b31=0;b32=0

11、;A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33;%列出系数矩阵AB=b11,b12;b21,b22;b31,b32;%列出系数矩阵B%歹0写矩阵方程为：Ax=By%当us=5,ia=0时，RL处开路电压Uoc=x(2)y=5;0;x=AB*y;%x=U1;U2;u1Uoc=x(2),%解出所求变量%当us=0,ia=1时，RL处电压UL=ia*Req=Req=x(2)y=0;1;x=AB*y;%x=U1;U2;u1Req=x(2),%解出所求变量PLmax=UocA2/(4*Req)65.13解：1建模此电路为一阶动态电路，可采用三要素法求解。对于题5.13图，电

12、阻编号为从左至右，依次为：R1=3,R2=5。电容电压初始为0,根据图5.13,稳态时Ucf为R1上电压加上2i1,稳态时i1f等于电流源电流。等效电阻Rec|：从电容两端向左看，原电流源开路，假设流经等效电阻的电流为ieq,则Req=(ieq*(R1+R2)+2ieq)/ieq2程序clear,closeallR1=3;R2=5;Is=2;C=0.1;Ku=2;is=2;%给出原始数据Uc0=0;%求等效电阻时，假设ieq=3ieq=3;Req=(ieq*(R1+R2)+Ku*ieq)/ieq;T=Req*Ct=0:0.01:20;Uct=Ucf+(Uc0-Ucf)*exp(-t/T);%上

13、式化简即Uct=10(1-exp(-t)h=plot(t,Uct);axis(0,20,0,Ucf+1)gridonset(h,'linewidth',3)%时间常数%三要素法求解%绘Uct图%加大线宽2.用MATLAB描述以下连续函数t在010之间1在t=5处的单位冲激函数。2在36之间为1,其余各处为0的单位矩形函数解：clear,closeallt0=0;tf=10;dt=0.005;t1=5;t=t0:dt:tf;%(1)单位脉冲信号,%在t1(t0<t1<tf)处有一持续时间为dt,面积为1的脉冲信号，其余时间均为零t=t0:dt:tf;st=length(t);n1=floor(t1-t0)/dt);x1=zeros(1,st);x1(n1)=1/dt;subplot(2,1,1),stairs(t,x1),grid%求t1对应的样本序号%把全部信号先初始化为零%给出t1处的脉冲信号%绘图，注意为何用stairs命令axis(0,10,0,1.1/dt)%(2)单位矩形信号，%信号从t0到tf,在t1(t0<t1<t2)前为0,t1到t2处为1,t1到tf为0%程序前几句即求t,st,n1的语句与上同，只把x1处改为x2t0=0;tf=10;dt=0