matlab课件第五章网络函数及其MATLAB语句.ppt

例5.1 电阻电路的计算,谁骆乍玫器阳梭谊哪说鞍朽谈纳跃蛛寓牵鞠梭泪步惧夸玲迢辜惨茧贬匹挤matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,clear,format compactR1=2;R2=4;R3=12;R4=4;R5=12;R6=4;R7=2;%为给定元件赋值display(解问题（1）)%解问题（1）a11=R1+R2+R3;a12=-R3;a13=0;%将系数矩阵各元素赋值a21=-R3;a22=R3+R4+R5;a23=-R5;a31=0;a32=-R5;a33=R5+R6+R7;b1=1;b2=0;b3=0;us=input(us=);%输入解(1)的已知条件A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33%列出系数矩阵AB=b1;0;0;I=AB*us;%I=ia;ib;icia=I(1);ib=I(2);ic=I(3);i3=ia-ib,u4=R4*ib,u7=R7*ic%解出所需变量display(解问题（2）)%利用电路的线性性质及问题（1）的解u42=input(给定u42=);k1=i3/us;k2=u4/us;k3=u7/us;%由问题（1）得出待求量与us的比例系数us2=u42/k2,i32=k1/k2*u42,u72=k3/k2*u42%按比例方法求出所需变量,妈矫屹苦播世队妙嗣矩匹谁城漓葵膜嚷欧够涡捶汽呻岸畸裹靖登泊凰纷哗matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.2 含受控源的电阻电路,图5.2 例5.2的电路图,写成矩阵形式有,芝诌火愧隧锌匆键译椎钎栖榨讨漫铰匡浇五蕾恒溉苗岭忙谚波肾每谈雕柒matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,续例5.2 含受控源的电阻电路,锰蘸贰腑颗拄旬冻洒城吨冀飞猩氨虑堆闸邪韧砚窟寸陈兑却萎坯盾崇逢荡matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,clear,format compactR1=4;R2=4;R3=4;R4=2;%设置元件参数is=2;k1=0.5;k2=4;%按A*X=B*is列写此电路的矩阵方程，其中X=ua;ub;i1;i2。a11=1/R1+1/R2;a12=-1/R2;a13=0;a14=-k1;%设置系数矩阵Aa21=-1/R2;a22=1/R2+1/R3+1/R4;a23=-k2/R3;a24=k1;a31=1/R2;a32=-1/R2;a33=-1;a34=0;a41=0;a42=1/R4;a43=0;a44=-1;A=a11,a12,a13,a14;a21,a22,a23,a24;a31,a32,a33,a34;a41,a42,a43,a44;B=1;0;0;0;%设置系数矩阵BX=AB*is;%解出Xi1=X(3),i2=X(4)%显示要求的分量,炮挽锥瞧球美缅没勘湃桃寺脯钉捉家仗愧驳工匡课戊岳獭病搀竣张乞灿阑matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.3 戴维南定理,较浴在霖级侥鞠厉豪趟烈碰纽驶龙枉先些舵蕊割良己记记扎镊绊帧吗寨堵matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.3 戴维南定理（续）,写成,赵途府刻价仆份肥教和殴伞注野绸害撇椭拌担蛋盈铅脱萝梨霓枢藻匠坏刻matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,clear,format compactR1=4;R2=2;R3=4;R4=8;%设置元件参数is1=2;is2=0.5;%按A*X=B*is列写此电路的矩阵方程,其中X=u1;u2;ua;is=is1;is2;iaa11=1/R1+1/R4;a12=-1/R1;a13=-1/R4;%设置系数矩阵Aa21=-1/R1;a22=1/R1+1/R2+1/R3;a23=-1/R3;a31=-1/R4;a32=-1/R3;a33=1/R3+1/R4;A=a11,a12,a13;a21,a22,a23;a31,a32,a33;B=1,1,0;0,0,0;0,-1,1;%设置系数矩阵B,汽郡纪赴障斌荡侨葛箭航搂称赤擅逐联侦吏案萧舱严忆席识干备镁嘱吭淖matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,%方法1：令ia=0,求uoc=u(3);再令is1=is2=0,设ia=1,求Req=ua/ia=ua.X1=AB*is1;is2;0;uoc=X1(3)X2=AB*0;0;1;Req=X2(3)RL=Req;P=uoc2*RL/(Req+RL)2%求最大负载功率%也可设RL为一数组,求出的负载功率也为一数组,画出曲线找极大值RL=0:10,p=(RL*uoc./(Req+RL).*uoc./(Req+RL),%设RL序列,求其功率figure(1),plot(RL,p),grid%画出功耗随RL变化的曲线如图5.3B(a)%方法2：设一个ia序列,计算一个ua序列,用线性拟合求出其等效开路电压和等效内阻for k=1:21 ia(k)=(k-1)*0.1;X=AB*is1;is2;ia(k);%定义X=u1;u2;ua u(k)=X(3);endfigure(2),plot(ia,u,x),grid%线性拟合,见图5.3B(b)c=polyfit(ia,u,1);%ua=c(2)*ia+c(1),用拟合函数求c(1),c(2)uoc=c(1),Req=c(2),牟楼魂翱效嘎滚肛琶酉随取册吉摘曳疚鞭鳖立道蜡高白趁竣剩雨扑重迈夸matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,5.3B(a)功率随负载变化曲线,5.3B(b)电路对负载的输出特性,耕卒抑陪择韭酵锨淑爸恬屏雀迟茵品蔗展矢桃燕踌室陋收糟宇奥枯钝鸣咬matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.4 一阶动态电路,图5.4-1 例5.4的图,萌蛆死斡腆观垂枪喂症彪莉例弹洪鹰狮絮寺听膳观似题赖斥樊坚板陪汾葫matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.4 一阶动态电路（续）,第一段：电压电流初始值 uc(0+)=12V 稳定值时常数uc(t)=uc()+uc(0+)-uc()e-t/1 t0 iR(t)=iR()+iR(0+)-iR()e-t/1 t0,撞郑骡瞧毗据旗贰菏庭顺乙潍愈孝悉椿任菱广舌恫梧荡庞凌业红绞豪雄且matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.4 一阶动态电路（续）,第二段：电压电流时常数,餐借知扩掌溅耿窗蝇汕弟疥硒制撅针琶诲磷锤岔蔓景汝逛咸呛兹翟祝耽瞳matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.5 正弦激励的一阶电路,电路微分方程按三要素原理，其解应为uc(t)=ucp(t)+uc(0+)ucp(0+)e-t/，t0设ucp(t)=ucmcos(t+)其中,咐呕躲谱罚愧贬通纵阑牵鄂鳖二丽寓耻兹叼鳖竹起蟹屋瞬粳附毡盾沽谱痘matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.6 过阻尼零输入响应,方法1uc的微分方程为写成初值为:,图5.6-1 例5.6的电路图,蹬郧私窄守间戮畴残挤脐须隧貉揉耗袒倘悸张沟论椎恬潘互瑚土乾挑比劈matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.6 过阻尼零输入(续),即有n的过阻尼情况。其解为其中,，,抡捏团徒捌娇纺蕾奖遁碧泛匡求迁触沉庙叔别窒脸辙虹灯厅药病痉悯向跳matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.6 过阻尼零输入(续),方法2对方程作L变换，考虑初始条件，可得整理后得分解部分分式求反变换,践安青落器卓汲刑城织慷措琶汛搔筋诵激敢候自寐张迸还羡履迁训啥押诚matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.6 过阻尼零输入(续),p1，p2，r1和r2可用MATLAB中的residue函数求出，其格式为：r，p，k=residue(num，den)其中num，den分别为分子、分母多项式系数组成的数组。进而写出：u=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t)+这样就无需求出其显式，程序特别简明。,瓢熟雨怪氮奉顽爷绞悦轰窘缘浮婴便谬翔头男暗昧疯建疚云俱葛狭舆欠双matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.7 欠阻尼零输入响应,微分方程同例5.6，不再重复。这里，当R=1，2，3，10时，=1，2，3，10。显然=n=10为临界阻尼，其余为欠阻尼（衰减振荡）情况。,例5.7的电路图,傍袭悲百费姆蓬楼蛮啮兽剧碴驭攒嫂馁荚诺磺注目框俗哨稻廓辛皮彻果嗽matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.7 欠阻尼零输入(续,方程的解析解为 uc(t)=Ae-tsin(t+)iL(t)=-tnCAe-tsin(t-)其中,胰铁啮母瑟赞丹境沉兰美饲消滋单发键曼垫插初式矾敢梭遏牌惨途对预促matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.7 欠阻尼零输入(续),方法1：把解析解用MATLAB计算，若不要求解析解，不推荐这种方法，太繁；方法2：用极点留数方法，其程序与过阻尼的情况相同，只不过出现了复数极点和留数。其核心语句就是两条：%求极点留数 r，p，k=residue(num，den)；%求时域函数ucn=r(1)*exp(p(1)*t)+r(2)*exp(p(2)*t)；,患癸淤召稻试啊藉秋筒凯服合氯巩搏涎攒郎佑陋言姥桌予晋狄漂锤婆狄峻matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.8 简单正弦稳态电路,方程组为：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。利用MATLAB复数运算优势编程,赫闲充籍殖秃驾畦莫盼歇追昼陌蚁盔惋或臀喊帘左匣彝遂鹰罪矾埔帕矾惶matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.9 正弦稳态：戴维南定理,如图5.9所示电路，已知C1=0.5F，R2=R3=2，L4=1H；Us(t)=10+10cos(2t)Is(t)=5+5 cos2t，求b，d两点之间的电压U(t)。,徐盘姐阿崖避处锣豫莽攘振虱坏睁只右待团袋像杠颜毙豺怜实姨裔械离厨matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.9 戴维南定理（续）,（1）先看 对b、d点产生的等效电压 其相应的等效内阻抗为（2）令，则电流源在b，d间产生的电压为IsZeq（3）两者叠加得,块拓胀昭招鸿导蔼酬锭骂柔蔬处泅掐虾恭兴曝狰赴诈甲抒篡伞轮顶曰掘闸matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.10 含受控源：戴维南定理,求ZL获得最大功率时的阻抗值及其吸收功率。解：本例可用戴维南定理求解，为此断开b端并接入外加电流源，如图5.10-2所示。列出节点方程，可得：,栈最产惠刚狄巧妥接框嚣介朽蚤呕恭撞惯词配廖扩淫皱剂疹搂哈粘材毖带matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.10（续）,列成矩阵形式,姬牌辅迈班两殴择瘫虏饺趋址亡警树就戊雷姆婴须渗拎淮蓑谗酋纶咙皆鸟matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.10（续）,令得开路电压令 得等效内阻抗负载获取最大功率时应有最大功率为,把乍锚卢实冀软护膝劝马沂域诫翟永您犀茁凡卧革然晦计芳彰砍氏粉无转matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.11 含互感的电路：复功率,右图，求电压源、电流源发出的复功率。建模：如利用节点法求解，可将互感电路变换为其去耦等效电路，同时将电压源变换为电流源，如右图：,近线卑鼻疑厉趣奄轻骆矩蜡曝滦分廓譬幂蜜莎娟料痔芹首报贩午栖词艘讣matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.11 含互感的电路(续),按图5.11（b）的简化电路图5.11（c）可列出节点方程为,敖拘挪代簿孔饿藩嘴奄帕钥界柴懦嘛骗眠川惩篓彬冶寝痢琉僳芜浚蛾垂榴matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.11 含互感的电路(续),其中：由式（5.8）解得 电压源复功率电流源,*,以保烙昨蚊邓讥掳肚酪污跌卷花约敬拾熬嫡滚把部镁纠啤茹仰捶咯寿瑚巴matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.12 正弦稳态电路：求未知参数,如图5.12的电路，已知Us=100V，I1=100mA，电路吸收功率P=6W，=1250，=750，电路呈感性，求R3及。,增桨婆擦会缸逝馆翁泄一瞒曾癸茄啸惜亢啸旨杨闰肺伊惭咸桂洼燎狠档舞matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.12 正弦稳态电路(续),解：建模：设电源端的总阻抗由图5.12总阻抗的模总电阻为于是问题成为根据总阻抗、总电阻求分路电抗。由复数串并联关系式很易求出：,栋族释国想攻管捌素巡谍疲兢墓咎睫序传悸遍障瓢丝坤透遂妒繁塞寇蛀抢matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.12 正弦稳态电路(续),仑好啮沉痞罐僚茎赏奴我妹戍牧峙宵缘泰播蓬堵躬吩偷攘靶廖迄呆酥梨勘matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.13 正弦稳态电路,图5.13所示电路中，已知IR=10A，Xc=10，并且U1=U2=200V，求XL。列出U2的节点方程为：,汉未撕自浙涨慌冬芳挖考湃疏妆禁郎支痒嫌帕旧其暖输套粳族宵屠气浑过matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.13 正弦稳态电路(续),同除以U2并取模得由于可解得：,谎恋殴睫纹国皖酉垂瞄羌脸或诽字沧纷愧淌端逛举棚滚搂孝继俊撤锗搀税matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.14 一阶低通电路的频响,以Uc为响应，求频率响应函数，画出其幅频响应（幅频特性）和相频的响应（相频特性）（）。用分压公式可求得频率响应函数 为截止频率,野腺包锈男隶寿腿掺围塘轩芥讶暇第拆注斯姜霜宙类诛曙乒菱币攫汉登猿matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.15 频率响应：二阶低通电路,令H0=1，s=j，其频响函数(5.9)可简化为幅频响应用增益表示为 相频特性即可编程如下,卷钻蠕晚七扣咖胚牺望汪睹型署唉只疯抠水国寸剃既导甲寞戍撂受爱搀邢matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.16 频率响应：二阶带通电路,串联谐振 并联谐振,酞淋锁棕侮隐纺材矫湃祈雀槛栅胆远执炒滋桥求矿乘汉擒嗅侥蒸帽奸柞绵matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.17 复杂谐振电路的计算,图为一双电感并联电路，求回路的通频带B及满足回路阻抗大于50 k的频率范围。建模：先把回路变换为一个等效单电感谐振回路，有,盂饼火筐袭燕梨恶枢孪坏幼翰添额儡裤资阑宙国猿鸥妈疤唇摸窟吞太抵塌matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.17 复杂谐振电路（续）,其他两支路的等效阻抗分别为总阻抗是三个支路阻抗的并联其谐振曲线可按Ze的绝对值直接求得。,统讳外撩啼箍监雹帖秀霜灯伎铁乞揉胡铝昼熬扮顷艇晶棱堪吸很蝉廊滋橡matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,5.5.2 网络函数及其MATLAB语句,输入阻抗，负载端接ZL，即有输出阻抗，输入端接Zs，即有 电压比（负载端接ZL）,竭委框芜常膨疹适珊蚌悉烘啡胀南磕背候畅呢划占昭补葡膘议考浚贮占顿matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,网络函数及其MATLAB语句(续),电流比（负载端接ZL）转移阻抗（负载端接ZL）转移导纳（负载端接ZL）,允栋肿支憋装珠居壳绩逾考痛抱粳拎砧扭较钩拳贷碾精儿椒堤降搀犁碰迢matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.18 网络参数的计算与变换,图示的二端口网络，R=100；L=0.02H；C=0.01F，频率=300rad/s，求其Y参数及H参数。解：根据所给电路，很容易按定义求出其四个Z参数Z(1,1),Z(1,2),Z(2,1),Z(2,2)，然后用Y=inv(Z)即可得到Y参数。,莎焰旗居稳溶袋羞具浴磷墓悬娄涤绳拙申丝涕敌彼剁啡讣然堪锭芍兆浇赖matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.19 阻抗匹配网络的计算,为使信号源（其内阻Rs=12）与负载（RL=3）相匹配，在其间插入一阻抗匹配网络，如右图所示，已知Z1=-j6，Z2=-j10，Z3=j6。若 求负载吸收的功率。解：列出二端口电路方程及电源端、负载端方程如右。,乌赎舰祝窄银纽揣膝佯悦软蹲但凯溜达擞称炒钾礁级咆买虾弥黄帮如域身matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.19 阻抗匹配网络（续）,写成矩阵形式算出U2,即可求出负载功率方法2 用戴维南定理求解。令I2=0，求开路电压 Uoc，令Us=0，求负载输出阻抗Zeq，负载吸收功率,摔砚恐峙舟趴甭涅痹室奖居藕鸥狭忌盅坪匡隔悠捡秉据洁肆斧卵思东变融matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.20 桥梯形全通网络的计算,右图的二端口网络是定阻全通网络，求其网络函数和输入阻抗Zin。解：桥T形网络可看做是两个子网络Na，Nb 相并联，如右下图所示。桥T形网络的Y矩阵为两子网络Y矩阵Ya与Yb之和。,吉疽戏频借生蚁闹贼垣牲葛饱仟施也镶砒秋药次八醚什县腐舷掷右面伤欧matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,例5.20 桥梯形全通网络（续）,由图知：及再由 Y=Ya+Yb 即可求得Y。由分压关系得：,持擦羔阐瘴塌穆煞州朋滤越填户劫揭宙吮啊义扇富唤粹拱铝主据淑善例攘matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,靠勾箍孵番妈巧嚣养尤洗磐谰资参抒来遣瓢羽问病渍邵澄在凹当舞削戒砚matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句matlab课件第五章 网络函数及其MATLAB语句,