MATLAB在二端口电路中应用论文 [文档在线提供]

论文名称：MATLAB 在二端口电路端口特性计算中的应

用及一些思考

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1．基本理论 (3)

2．应用上的困难 (4)

3．Matlab 的引入 (4)

4．举例 (4)

5．分析和总结 (10)

6．思考和感想： (11)

MATLAB 在二端口电路端口特性计算中的应

用及一些思考

摘要：在电路分析的课程中，二端口电路的端口特性是一个很有意义的内容。不过由于网络理论中涉及矩阵知识，这使我们对知识的理解和应用都会有一些困难。本文尝试借助MATLAB这一数学软件来进行矩阵计算从而简化计算，继而提高我们对电路知识的应用及理解。文中举出了两个例子来阐述如何运用MATLAB 进行电路分析，建模及计算。最后探讨了一些本人对这一主题的思考和感想。

1．基本理论

在上个学期的电路课程中，我第一次接触到了二端口电路的有关知识。

图1

在二端口电路中共有四个参数，即二端口电路的端口特性就是由这四个变量之间的约束关系来描述的。约束方程为：

在这四个不同的参数中任选两个作为独立变量，共有种选法，对应每种

选法都会得到一组方程（1）的解。当我们把方程的解写作矩阵形式的时候，就会对应的最多得到六个参数矩阵。二端口共有六套参数：R 参数，G参数，A参

数，

例如选择u ，i 作为独立变量，可得方程解为：

，

式中，A被称为第一种传输矩阵，它的参数被称为第一种传输参数

2．应用上的困难

把方程（1）的解写作矩阵形式概念上清晰易懂，每个矩阵参数都有明确的物理意义。特别在二端口电路的互连中，利用矩阵的形式会得到简洁漂亮的关系式。不过各参数矩阵之间互相转换起来计算比较繁琐，如果参数还涉及到复数，计算量可能会很大，美妙的学习过程此时就会演变成一种痛苦的计算过程，稍一疏忽计算错误，还可能前功尽弃。

3．Matlab 的引入

这个问题使我在学习中感到比较困惑.虽然矩阵形式有着种种优点，可是在平时的学习过程中我困于繁琐的计算，将更多的精力花在了记忆各种参数矩阵的参数计算表达式上和计算上，无法真切的感受到矩阵的威力，不禁感慨高贵的矩阵让人难以亲近。MATLAB数学软件，特别擅长于矩阵计算。于是上手一试，果然名不虚传。诚如其名,matrix laboratory, MATLAB在计算矩阵中仿佛快刀斩乱麻，寥寥几个语句让人摆脱了繁杂计算的枷锁。

下面根据课上所学电路知识并结合 MATLAB 的语法列出各种参数矩阵的转换关系，假设已知 R 参数：

G=inv(R)

A=[R(1,1),det(R);1,R(2,2)]/R(2,1)

A1=[R(2,2),-det(R);1,R(1,1)]/R(1,2)

H=[det(R),R(1,2);-R(1,2),1]/R(2,2)

H1=[1,-R(1,2);R(2,1),det(R)]/R(1,1)

其中A1表示,H1表示H 。

根据以上的关系，便可由R参数矩阵求出其它各种参数矩阵。其余各种参数转换关系式可类似列出。

4．举例

下面试举两例来验证MATLAB强大的计算能力。

例1．直流情况下网络参数的计算与变换、

求如图1所示的二端口电路的R，G，A，, H，参数矩阵。

解：对上面的电路图，写出网孔方程，得：

写成矩阵形式：

上式可记作：

据此可以得到G参数矩阵，再利用

等关系式就可以得到所求的各种参数矩阵。Matlab实现：

Matlab程序段：

例2．正弦稳态电路二端口网络参数与级联

如图所示的二端口网络中，已知

图（3）

解：本题给出的二端口可以看作由五个简单的二端口级联而成。对图4所示的二端口，

可列写方程：

Matlab程序段：

程序运行结果：

T =

0.7311 0 +20.5274i

0 + 0.1860i -3.8560

Y =

0 + 0.1878i 0 + 0.0487i

0 + 0.0487i 0 - 0.0356i

Z1 =

0 - 3.9295i 0 - 5.3752i

0 - 5.3752i 0 +20.7267i

H =

0 - 5.3235i -0.2593

0.2593 0 - 0.0482i

5．分析和总结

从上面的两个例子中我们可以明显地看到MATLAB所具有的强大计算能力。无论是求逆矩阵还是矩阵中有关复数的运算，都可以较容易的利用MATLAB编程实现。同时编写MATLAB程序也不是一件很困难的事情，这使得在电路分析中特别是求二端口参数矩阵的运算变得平易近人，很有助于我们通过矩阵这个数学工具来理解电路理论特别是电路网络理论。

6．思考和感想：

在当初学习二端口电路端口特性的时候，经常会遇到要计算参数矩阵的问题。或者要计算一个电路的多种参数矩阵，或者问题涉及到二端口电路的互连，题目的计算量可能就会相当的繁重。而且各种参数矩阵之间的转换关系式也并不是很容易记忆。因而我在平时的学习中更多的时候是放弃电路的矩阵表达，直接采用约束方程的形式来分别计算各参数矩阵的参数，然后再写出所求矩阵。虽然我学习到了矩阵在电路中的一些应用，可是我并没有拿矩阵来处理比较具体的问题，无法学以致用，这不能不说是种遗憾。不过借助于MATLAB之类的数学软件，我们就可以克服计算上的困难，从而感受到矩阵的魅力。

在基础电路的课程中，我们利用矩阵这种数学思想来处理电路中的问题，用一种“高级”的观点来看待电路基本理论中的问题，这会给我们带来很多益处。虽然现在我并不能感觉到矩阵真实的威力所在，但通过矩阵这样一种数学方法，我感觉电路的理论清晰简洁，逻辑严密。不仅仅是在二端口电路中，在电路分析的基本方法以及电路定理中，通过矩阵之间的种种关系，精确反映出了电路中的种种性质，其中的对称，等效等内容让人心驰神往，激发了我对后继课程更大的兴趣。同时，通过电路基础的学习也为我们以后进一步学习电路方面更深更广的内容奠定了一个扎实的基础。

matlab电力电子仿真教程

MATLAB在电力电子技术中的应用 目录 MATLAB在电力电子技术中的应用 (1) MATLAB in power electronics application (2) 目录 (4) 1绪论 (6) 1.1关于MATLAB软件 (6) 1.1.1MATLAB软件是什么 (6) 1.1.2MATLAB软件的特点和基本操作窗口 (7) 1.1.3MATLAB软件的基本操作方法 (10) 1.2电力电子技术 (12) 1.3MATLAB和电力电子技术 (13) 1.4本文完成的主要内容 (14) 2MATLAB软件在电路中的应用 (15) 2.1基本电气元件 (15) 2.1.1基本电气元件简介 (15) 2.1.2如何调用基本电器元件功能模块 (17) 2.2如何简化电路的仿真模型 (19) 2.3基本电路设计方法 (19) 2.3.1电源功能模块 (19) 2.3.2典型电路设计方法 (20) 2.4常用电路设计法 (21) 2.4.1ELEMENTS模块库 (21) 2.4.2POWER ELECTRONICS模块库 (22) 2.5MATLAB中电路的数学描述法 (22) 3电力电子变流的仿真 (25) 3.1实验的意义 (25) 3.2交流-直流变流器 (25)

3.2.1单相桥式全控整流电路仿真 (26) 3.2.2三相桥式全控整流电路仿真 (38) 3.3三相交流调压器 (53) 3.3.1无中线星形联结三相交流调压器 (53) 3.3.2支路控制三角形联结三相交流调压器 (59) 3.4交流-交流变频电路仿真 (64) 3.5矩阵式整流器的仿真 (67)

基于Matlab 的单边带调幅电路仿真

西南科技大学 专业综合设计报告 课程名称：电子专业综合设计 设计名称：基于Matlab 的单边带调幅电路仿真 姓名： 学号: 班级：电子0902 指导教师：郭峰 起止日期：2012.11.1-2012.12.30 西南科技大学信息工程学院制

专业综合设计任务书学生班级：电子0902 学生姓名：邓彪学号：20095885 设计名称：基于Matlab 的单边带调幅电路仿真 起止日期：2012.11.1-2012.12.30指导教师：郭峰 专业综合设计学生日志

专业综合设计考勤表 专业综合设计评语表

基于Matlab的单边带调幅电路仿真 一、设计目的和意义 1．加深理解模拟线性单边幅度调制（SSB）的原理。 2．熟悉MATLAB相关函数的运用。 3．掌握参数设置方法和性能分析方法。 4．掌握产生单边调幅信号的方法和解调的原理。 5．通过利用MATLAB实现单边调幅信号的调制和解调了解相干解调的重要性。 二、设计原理 1．SSB调制原理 信号的调制主要是在时域上乘上一个频率较高的载波信号,实现频率的搬移,使有用信号容易被传播。单边带调幅信号可以通过双边带调幅后经过滤波器实现。 单边带调幅方式是指仅发送调幅信号上、下边带中的一个信号。 双边带信号两个边带中的任意一个都包含了调制信号频谱的所有频谱成分，因此仅传输其中一个边带即可。这样既节省发送功率，还可节省一半传输频带，这种方式称为单边带调制。 产生单边带调幅信号的方法有：滤波法、相移法。 2. 滤波法 滤波法产生SSB信号的模型如下图所示 图2.1 滤波法调制图 LPF、HPF需要理想的形式 ,但是实际上是做不到的 ,过渡带不可能是0。 因此需要采用多级调制[6]。

基于Matlab_Simulink的电工学电路仿真

信息科学 基于Matlab/Sim ulink的电工学电路仿真 朱霞清 （山东英才学院机械制造及其自动化工程学院，山东济南250104） 引言 目前,《电工学》课程所涉及的理论和技术应用十分广泛,发展迅速,并且日益渗透到其他学科领域,在我国社会主义现代化建设中具有重要的作用。《电工学》课程是高等学校工程类专业的一门技术基础课程,是我校面向机械制造、电气自动化、计算机信息技术、建筑工程等工科类专业开设的一门技术基础课程。这门课程知识覆盖面广,理论严密,逻辑性强,且有广阔的工程背景,其教学内容中有许多教学难点过于抽象,用传统的教学模式教师无法讲解清楚,学生也难以理解和接受。因此在电工学的教学过程中可以借助其他方式来加强教学效果。Matlab由于其本身具有的特点成为电类课程教学中的一个重要的工具。 1MA IAB简介 M ATLAB是Matrix Laboratory的缩写,其核心是一个基于矩阵运算的快速解释程序,它以交互式接受用户输入的各项指令,输出计算结果,它提供了一个开放式的集成环境,用户可以运行系统提供的大量的命令,包括数值计算和图形绘制等。Simulink是基于M ATLAB语言环境下的一个集成软件包,具有框图界面和交互仿真功能的动态系统建模、仿真和综合分析等功能。Simulink处理的系统包括:线性、非线性系统,离散、连续及混合系统,单任务、多任务离散事件系统,用户只需在Simulink提供的图形用户界面GUI上,对所需要的系统模块进行鼠标的简单拖拉操作,就可构造出复杂的仿真和分析模型。 M ATLAB提供很多工具箱,以MATLAB6.5为例,在电工学CAI中,分析和计算所要用到的Simulink工具库模块库集主要有: (1)Simulink库集;(2)PowerSystems库集(PSB);(3)Extra Simulink库集。 2电工学电路的仿真 2.1直流电路求解 利用Matlab分析电路时,应该首先对电路进行分析,列出电流方程和电压方程,然后将方程用矩阵形式表示,最后用Matlab求解矩阵的方法得到所求电流和电压。 如图所示,已知,,, ,,采用支路电流法列写支路电流方程和回路电压方程。 列出方程为: 上面这个三元一次方程组可以改写为下 面矩阵的形式 定义上面这个方程最左边这个矩阵为系 数矩阵A,第二个矩阵为电流矩阵I,右边这个矩 阵为U,因此可得到A.I=U,所以电流矩阵 I=A-1U。可在matlab窗口键入如下指令: <

光伏发电的MATLAB仿真教程文件

一、实验过程记录 1.画出实验接线图 图1 实验接线图 图2 光伏电池板图3 实验接线实物图 2.实验过程记录与分析 （1）给出实验的详细步骤 ○1实验前根据指导书要求完成预习报告 ○2按预习报告设计的实习步骤，利用MATLAB建立光伏数学模型，如下图4所示。

图4 光伏电池模型其中PV Array模块里子模块如下图5所示。 图5 PV Array模型其中Iph，Uoc，Io，Vt子模块如下图6-9所示。 图6Iph子模块

图7Uoc子模块 图8 Io子模块 图9Vt子模块 ○3在光伏电池建模的基础上，输入实际光伏电池参数值，研究不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线，并得出结论。 ○4设计光伏电池测试平台，在不同光照、温度情况下测试光伏电池输出电压、输出电流值，对实测数据进行处理并加以分析，记录实际光伏电池的I-V、P-V特性曲线，与仿真结果进行对比，得出有意义的结论。 ○5确定电力变换电路拓扑结构，设计电路中的相关参数值，通过MATLAB搭建电路并仿真分析，搭建电路如图10所示。

图10离网型光伏发电系统 ○6确定系统MPPT控制策略，建立MPPT模块仿真模型，并仿真分析。 系统联调，调节离网型光伏发电系统的电路和控制参数值，仿真并分析最大功率跟踪控制效果。 （2）记录实验数据 表1当T=290K时S=1305W/时的测试数据 表2当T=287K时S=1305W/时的测试数据 表3当T=287K时S=1278W/时的测试数据

二、实验结果处理与分析 1.实验数据的整理和选择 使用MATLAB软件其中的simulink工具进行模型的搭建。再对其进行仿真，得到仿真曲线。使用Excel表格输入实验所测得U、I、P，在对其自动生成I-V，P-V曲线。 2.绘制不同光照强度下、不同温度下光伏电池的I-V、P-V特性曲线； 图11 I-V曲线图12 P-V曲线 当T=290K时S=1305W/时的测拟合曲线 图13 I-V曲线图14 P-V曲线 当T=287K时S=1305W/时的拟合曲线

三相桥式全控整流及逆变电路matlab仿真

电力电子技术课程设计 系别：自动化系 专业：自动化 班级：1120393 小组成员：费学智（25）薛阳（43） 指导老师：周敏 日期：2013年12月13日

目录 1.简要背景概述 (3) 2.工作原理介绍 (3) 3.主电路设计 (4) 4. simulink仿真系统设计 (5) 5.仿真结果分析 (7) 6.总结（收获与体会） (17) 7参考文献 (17)

一简要背景概述 随着社会生产和科学技术的发展，整流电路在自动控制系统、测量系统和发电机励磁系统等领域的应用日益广泛。常用的三相整流电路有三相桥式不可控整流电路、三相桥式半控整流电路和三相桥式全控整流电路。三相全控整流电路的整流负载容量较大,输出直流电压脉动较小,是目前应用最为广泛的整流电路。它是由半波整流电路发展而来的。由一组共阴极的三相半波可控整流电路和一组共阳极接法的晶闸管串联而成。六个晶闸管分别由按一定规律的脉冲触发导通，来实现对三相交流电的整流，当改变晶闸管的触发角时，相应的输出电压平均值也会改变，从而得到不同的输出。由于整流电路涉及到交流信号、直流信号以及触发信号，同时包含晶闸管、电容、电感、电阻等多种元件，采用常规电路分析方法显得相当繁琐，高压情况下实验也难顺利进行。Matlab提供的可视化仿真工具Simulink可直接建立电路仿真模型，随意改变仿真参数，并且立即可得到任意的仿真结果，直观性强，进一步省去了编程的步骤。本文利用Simulink对三相桥式全控整流电路进行建模，对不同控制角、桥故障情况下进行了仿真分析，既进一步加深了三相桥式全控整流电路的理论，同时也为现代电力电子实验教学奠定良好的实验基础。 三相桥式全控整流电路以及三相桥式全控逆变电路在现代电力电子技术中具有很重要的作用和很广泛的应用。这里结合全控整流电路以及全控逆变电路理论基础，采用Matlab 的仿真工具Simulink对三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路进行仿真，对输出参数进行仿真及验证，进一步了解三相桥式全控整流电路和三相桥式全控逆变电路的工作原理。 二工作原理介绍 一般变压器一次侧接成三角型，二次侧接成星型，晶闸管分共阴极和共阳极。一般1、3、5为共阴极，2、4、6为共阳极。 （1）2管同时通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各1，且不能为同1相器件。 （2）对触发脉冲的要求： 1)按VT1-VT2-VT3-VT4-VT5-VT6的顺序，相位依次差60?。 2)共阴极组VT1、VT3、VT5的脉冲依次差120?，共阳极组VT4、VT6 、 VT2也依次差120?。 3)同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4，VT3与VT6，VT5与VT2，脉冲相差180?。 （3）Ud一周期脉动6次，每次脉动的波形都一样，故该电路为6脉波整流电路。（4）需保证同时导通的2个晶闸管均有脉冲，可采用两种方法：一种是宽脉冲触发一种是双脉冲触发（常用） （5）晶闸管承受的电压波形与三相半波时相同，晶闸管承受最大正、反向电压的关系也相同。

基于Matlab Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真

南湖学院 电力电子技术 题目：基于Matlab/Simulink的三相桥式全控整流电路的建模与仿真 系部：南湖学院机电系专业：机械设计制造及其自动化 班级：N机自四班07-4F 姓名： 学号： 序号：29

日25 月6年2010． 基于Matlab/Simulink的三相桥式 全控整流电路的建模与仿真 摘要本文在对三相桥式全控整流电路理论分析的基础上，建立了基于Simulink的三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其带电阻负载时的工作情况进行了仿真分析与研究。通过仿真分析也验证了本文所建模型的正确性。 关键词Simulink建模仿真三相桥式全控整流 对于三相对称电源系统而言，单相可控整流电路为不对称负载，可影响电源三相负载的平衡性和系统的对称性。故在负载容量较大的场合，通常采用三相或多相整流电路。三相或多相电源可控整流电路是三相电源系统的对称负载，输出整流电压的脉动小、控制响应快，因此被广泛应用于众多工业场合。 本文在Simulink仿真环境下，运用PowerSystemBlockset的各种元件模型建立三相桥式全控整流电路的仿真模型，并对其进行仿真研究。 三相桥式全控整流电路的工作原理 1.三相桥式全控整流原理电路结构如图1所示。 三相桥式全控整流电路是应用最广泛的整流电路，完整的三相桥式整流电路由整流变压器、6个桥式连接的晶闸管、负载、触发器和同步环节组成（见图1-1）。6个晶闸管以次相隔60度触发，将电源交流电整流为直流电。三相桥式整流电路必须采用双脉冲触发或宽脉冲触发方式，以保证在每一瞬时都有两个晶闸管同时导通（上桥臂和下桥臂各一个）。整流变压器采用三角形/星形联结是为了减少3的整倍次谐波电流对电源的影响。 元件的有序控制，即共阴极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT1、VT3、VT5，共阳极组中与a、b、c三相电源相接的三个晶闸管分别为VT、VT。它们可构成电源系统对负 载供电的6条整流回路，各整流回路的交流电源电压为两元件所在的相间的线电压。

DC-DC电路matlab设计与仿真

DC-DC电路matlab设计与仿真

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MATLAB语言、控制系统分析与设计 大作业 题目：DC/AC/DC开关电源仿真 专业：电气工程及其自动化 班级：电气1009班 设计者：吴嵩 学号： u201012042 评分： 华中科技大学电气与电子工程学院 2013 年11月

评分栏 项目应包括的主要内容或考核要点满 分 自评评分 设计报告基本要求方案论证 性能指标分析；控制方法及实 现方案10设计过程控制器设计与参数计算30结果分析 对设计结果的分析与核算，分 析原因和改进20格式规范 重点考查完整性，图表，公式 的规范性10 发挥部分完成第（1）项 提出改进的性能指标，完成分 析，设计并对结果予以验证 10 完成第（2）项 考虑参数变化，干扰影响等其 他因素，完成分析，设计并对 结果予以验证 10 完成第（3）项 提出其他更完善的性能指标， 完成分析，设计并对结果予以 验证 10 报告得分以上报告得分占考核成绩的90% 是否申请答辩：是（） 否（） 100 答辩得分答辩以报告的特色和难度系数，掌握程度予以评 价 特色： 难度： 熟练： 10 总分报告得分+答辩得分

一、简介 直流_直流变换器也称直流斩波器或DC_DC变换器。DC_DC电路是将某直流电源转换成不同电压值的电路。DC/AC/DC电路则是通过将直流转 化成交流，再转换成直流的技术，完成直流直流的变换，以达到某些电 路要求。我将使用matlab仿真此电路，对电路性质进行研究，了解此电 路的特性。 二、DC/AC/DC开关电源原理及设计 2.1原理 DC/AC/DC开关电源电路是由VT1~VT4组成单相桥式逆变器将直流电转换成几千赫兹~几十千赫兹的高频率交流电，再经高频变压器T的变压和隔离，由二极管VD1，VD2组成的单相全波整流电路将高频电流转换成直流电，并由电感L和电容C滤波后得到稳定的直流电输出。VT1~VT4组成的逆变器采取PWM 控制开关电源仿真模型如下图1，模型中VT1~VT4组成的逆变器使用Universal Bridge模块。由于在SIMULINK模型库中没有该电源相应的驱动模块，因此在模型中使用两个PWM generater模块来产生驱动脉冲，并通过常数模块的设定值来控制脉冲宽度，设定值在0~1之间调节。在第二个PWM generater模块前加放大器gain，并设置放大倍数-1，起信号倒相作用。PWM generater模块参数设置如图2所示。逆变器和变压器参数设置如图3所示。

MATLAB仿真三相桥式整流电路(详细完美)教程文件

M A T L A B仿真三相桥式整流电路(详细完美)

目录 摘要........................................................................................ - 3 - Abstract .................................................................................. - 4 - 第一章引言 ........................................................................... - 5 - 1.1 设计背景........................................................................ - 5 - 1.2 设计任务........................................................................ - 5 - 第二章方案选择论证 .......................................................... - 8 - 2.1方案分析........................................................................ - 8 - 2.2方案选择........................................................................ - 8 - 第三章电路设计 ................................................................ - 9 - 3.1 主电路原理分析 ............................................................ - 9 - 第四章仿真分析 ............................................................... - 11 - 4.1 建立仿真模型 ............................................................... - 11 - 4.2仿真参数的设置........................................................... - 13 - 4.3 仿真结果及波形分析................................................... - 14 - 第五章设计总结 ................................................................ - 30 - 致谢.................................................................................... - 32 - 参考文献............................................................................... - 33 -