§3-4电路分析程序举例.ppt

1、34 电路分析程序举例 当我们用计算机来分析电路时，必须有一个电路分析程序，你可以利用现成的通用电路分析程序，也可以自己动手编制一个电路分析程序。为了使读者对编制电路分析程序的全过程有所了解，下面给出一个用FORTRAN语言编写的电路分析程序。 它可以用来分析由直流电压源，直流电流源，电阻和四种受控源构成的线性电阻电路，得到结点电压，支路电压电流和吸收功率的计算结果。,该程序由一个主程序和三个子程序组成。程序运行时，从数据文件DD.DAT中读入电路数据，调用子程序FORMT建立表格方程，再调用子程序GAUSS求解方程，最后调用子程序OUTPUT输出各电压电流和吸收功率。,读入电路数据,建立表格

2、方程,求解电路方程,输出计算结果,读入电路数据(Main),建立表格方程(Formt),求解电路方程(Gauss),输出计算结果(Output),PROGRAM MAIN COMMON TYP(10),NO(10),NFO(10),NTO(10),NCO(10),VAL(10) COMMON/B1/T(29,30),NOD,NBR,M,N OPEN(3,FILE=DD.DAT,STATUS=OLD) READ(3,*) READ(3,*) NBR WRITE(*,*) 元件 支路 开始 终止 控制 元件 WRITE(*,*) 类型 编号 结点 结点 支路 参数 DO 10 I=1,NBR RE

3、AD (3,2) TYP(I),NO(I),NFO(I),NTO(I),NCO(I),VAL(I) WRITE(*,4) TYP(I),NO(I),NFO(I),NTO(I),NCO(I),VAL(I) NOD=MAX0(NOD,NFO(I),NTO(I) 10 CONTINUE 2 FORMAT(A2,4I3,G10.3) 4 FORMAT(5X,A2,3X,3(I3,2X),I3.0,G12.4) M=NOD+2*NBR N=M+1 CALL FORMT CALL GAUSS CALL OUTPUT END,读入电路数据(Main),SUBROUTINE FORMT COMMON TYP(

4、10),NO(10),NFO(10),NTO(10),NCO(10),VAL(10) COMMON/B1/T(29,30),NOD,NBR,M,N DO 10 J=1,NBR NF=NFO(J) NT=NTO(J) MI=NOD+NBR+J MJ=NOD+J NI=MI NJ=MI C KCL : Ai=0 and KVL : u=AT*v IF(NF.NE.0) THEN T(NF,MI)=1. T(MJ,NF)=-1. END IF IF(NT.NE.0) THEN T(NT,MI)=-1. T(MJ,NT)=1. END IF T(MJ,MJ)=1.0 C VCR : Mv + Ni =

5、 u,建立表格方程(Formt),IF(TYP(J).EQ.R .OR. TYP(J).EQ.V) THEN T(MI,MJ)=1. IF(TYP(J).EQ.R) T(NI,NJ)=-VAL(J) IF(TYP(J).EQ.V) T(NI,N)=VAL(J) END IF IF(TYP(J).EQ.G .OR. TYP(J).EQ.I) THEN IF(TYP(J).EQ.G) T(MI,MJ)=-VAL(J) IF(TYP(J).EQ.I) T(MI,N)=VAL(J) T(NI,NJ)=1. END IF IF(TYP(J).EQ.VV .OR. TYP(J).EQ.VC) THEN I

6、F(TYP(J).EQ.VV) T(MI,MJ)=1. IF(TYP(J).EQ.VC) T(NI,NJ)=1. T(MI,NOD+NCO(J)=-VAL(J) END IF IF(TYP(J).EQ.CC .OR. TYP(J).EQ.CV) THEN IF(TYP(J).EQ.CC) T(NI,NJ)=1. IF(TYP(J).EQ.CV) T(MI,MJ)=1. T(NI,NOD+NBR+NCO(J)=-VAL(J) END IF 10 CONTINUE END,建立表格方程(Formt),SUBROUTINE GAUSS COMMON/B1/T(29,30),NOD,NBR,M,N D

7、O 10 K=1,M L=K DO 20 I=K+1,M 20 IF(ABS(T(I,K).GT.ABS(T(L,K) L=I IF(ABS(T(L,K).LT.1.E-30) STOP 电路无唯一解 IF(L.NE.K) THEN DO 30 J=K,N T1=T(K,J) T(K,J)=T(L,J) 30 T(L,J)=T1 END IF DO 40 I=K,M C=T(I,K) IF(C.NE.0.0) THEN DO 50 J=K,N T(I,J)=T(I,J)/C 50 IF(I.GT.K) T(I,J)=T(I,J)-T(K,J) END IF 40 CONTINUE 10 CON

8、TINUE,求解电路方程(Gauss),DO 60 I=M-1,1,-1 DO 60 J=M,I+1,-1 60 T(I,N)=T(I,N)-T(I,J)*T(J,N) END SUBROUTINE OUTPUT COMMON TYP(10),NO(10),NFO(10),NTO(10),NCO(10),VAL(10) COMMON/B1/T(29,30),NOD,NBR,M,N WRITE(*,2) 2 FORMAT(/5X,结 点 电 压) WRITE(*,4) (J,T(J,N),J=1,NOD) 4 FORMAT(5X,4(:,V,I2,=,G12.4,1X) WRITE(*,6) 6

9、 FORMAT(/5X,支路电压,9X,支路电流,9X,支路功率) DO 10 J=1,NBR P=T(NOD+J,N)*T(NOD+NBR+J,N) 10 WRITE(*,12)J,T(NOD+J,N),J,T(NOD+NBR+J,N),J,P 12 FORMAT(5X,U,I2,=,G12.4, I,I2,=,G12.4, P,I2,=,G12.4) END,输出计算结果(Output),Fig. 31(a) Circuit 5 V 1 1 0 8.0 R 2 1 2 1.0 I 3 0 2 2.0 VV 4 2 3 3 2.0 G 5 3 0 3.0,用以上程序来分析图31(a)的电路的数据文件DD.DAT如下所示：,其中的第一行是注释行，第二行是该电路的支路数目，其余各行数据与图31(b)相同，但格式必须符合FORTRAN语言的规定的A2,4I3,G10.3的要求，实数还必须有小数点。所计算的结果如下：,结 点 电 压 V 1= 8.000 V 2= 1.000 V 3= 3.000 支路电压 支路电流 支路功率 U 1= 8.000 I 1= -7.000 P 1= -56.00 U 2= 7.000 I 2= 7.000 P 2= 49.00 U 3= -1.0