matlab在網(wǎng)孔回路法中的應(yīng)用

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1、武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書摘要MATLAB是美國(guó)MATHWORKS公司出品的商業(yè)數(shù)學(xué)軟件，用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計(jì)算的高級(jí)技術(shù)計(jì)算語(yǔ)言和交互式環(huán)境，主要包括MATLAB和SIMULINK兩大部分。MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（MatrixLaboratory）的簡(jiǎn)稱。它在數(shù)學(xué)類科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。正是由于MATLAB軟件在數(shù)字方面的應(yīng)用很是廣泛，

2、并且可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算，基于這個(gè)方面的應(yīng)用，可以將MATLAB用于我們?cè)?jīng)學(xué)過的電路基礎(chǔ)中，因?yàn)樵陔娐坊A(chǔ)的知識(shí)系統(tǒng)中，有一部分是需要用到矩陣的方法來處理的，而矩陣的計(jì)算比較復(fù)雜，但是通過MATLAB軟件，編寫相應(yīng)的程序，我們可以很快、準(zhǔn)確地計(jì)算出需要的結(jié)果。而起還可以在MATLAB軟件環(huán)境中搭建電路圖，帶入電路參數(shù)就可以進(jìn)行仿真，通過仿真結(jié)果與編程結(jié)果的比較，可以確保我們的結(jié)果準(zhǔn)確。本次基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練基于MATLAB軟件，運(yùn)用其解決電路基礎(chǔ)的一些簡(jiǎn)單知識(shí)，從而學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單運(yùn)用MATLAB軟件，為以后更好的掌握這款軟件打下基礎(chǔ)。12武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書目錄MAT

3、LAB在電路原理中的應(yīng)用21基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練的訓(xùn)練要求與內(nèi)容22MATLAB在網(wǎng)孔回路法中的應(yīng)用32.1待解決的電路問題32.2設(shè)計(jì)分析43編寫程序63.1程序代碼如下63.2仿真73.3仿真結(jié)果與編程結(jié)果比較與分析10小結(jié)11參考文獻(xiàn)1212武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書MATLAB在電路原理中的應(yīng)用1基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練的訓(xùn)練要求與內(nèi)容根據(jù)專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，本環(huán)節(jié)安排在第四學(xué)期的暑假進(jìn)行，為期一周?；A(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練的選題范圍規(guī)定如下：數(shù)值線性代數(shù)方法及MATLAB實(shí)現(xiàn)MATLAB在“電路原理”中的應(yīng)用MATLAB工具箱的應(yīng)用通過訓(xùn)練，使學(xué)生掌握相關(guān)的理論知識(shí)及實(shí)際處理方法，熟練使

4、用MATLAB語(yǔ)言編寫所需應(yīng)用程序，上機(jī)調(diào)試，輸出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。12武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書2MATLAB在網(wǎng)孔回路法中的應(yīng)用2.1待解決的電路問題已知電路圖如圖2-1所示，求各網(wǎng)孔的電流I1、I2、I3、I4的值。其中R1=R2=R6=R8=2Ω，R3=R4=R5=R7=4Ω，U1=10V,U2=8V。圖2-112武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書2.2設(shè)計(jì)分析首先構(gòu)建流程圖，然后再根據(jù)流程圖逐步實(shí)施，最終達(dá)到求解電路方程的目的。流程圖如圖2-2所示，根據(jù)電路列出方程式將方程式寫成矩陣方程的形式由AX=B求的答案得到想要的結(jié)果圖2-2由電

5、路圖可以知道，這是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，求解的方法很多，我選擇用網(wǎng)孔回路法，下面就根據(jù)流程圖一步步開始做。網(wǎng)孔1：10I1-4I2-4I3=0網(wǎng)孔2：10I2-4I1-4I4+8=0網(wǎng)孔3：10I3-4I1-4I4-10=0網(wǎng)孔4：10I4-4I3-4I2=012武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書整理四個(gè)方程式得到：10I1-4I2-4I3=0-4I1+10I2-4I4=-8-4I1+10I3-4I4=10-4I2-4I3+10I4=0將整理得到的這四個(gè)方程寫成矩陣形式AI=B：10-4-40I10-4100-4I2-8-4010-4I3=100-4-410I40通過MAT

6、LAB算出I1、I2、I3、I4的值。12武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書3編寫程序3.1程序代碼如下>>A=[10,-4,-4,0；-4,10,0,4；-4,0,10,-4；0,-4,-4,10]；>>B=[0;-8;10;0]；>>I=inv（A）*B；運(yùn)行得到I=0.2222-0.62221.1780.2222所以得到I1=0.2222A，I2=-0.6222A，I3=1.178A，I4=0.2222A。12武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書3.2仿真打開MATLAB軟件，在Simulink中構(gòu)建的電路圖如圖3-1所示,然后進(jìn)行仿真。圖3-112武漢理工大學(xué)《

7、基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書仿真結(jié)果圖如圖所示，I1的仿真值I2的仿真值12武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書I3的仿真值I4的仿真值12武漢理工大學(xué)《基礎(chǔ)強(qiáng)化訓(xùn)練》說明書3.3仿真結(jié)果與編程結(jié)果比較與分析在MATLAB中通過編程求解的結(jié)果和通過Simulink構(gòu)建電路圖仿真求解的結(jié)果是一致的，說明用MATLAB編寫的程序是正確無誤的，沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方，仿真的電路圖的原件的選擇、電路的連接、各個(gè)參數(shù)的設(shè)置都是正確可行的，這才會(huì)得到兩個(gè)一致的結(jié)果。兩種方法比較可知，通過Simulink來求解電路問題具有一定的優(yōu)越性，它無需繁瑣的編程，只需根據(jù)電路將電路圖連接