matlab电路仿真教程

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1、Simulink电路仿真电路仿真 Simulink是是Matlab软件的扩展，是一软件的扩展，是一个结合框图、界面和交互仿真功能的动个结合框图、界面和交互仿真功能的动态系统建模和仿真软件包。态系统建模和仿真软件包。用户需将功能模块连接，构成所需要用户需将功能模块连接，构成所需要的系统模型（以的系统模型（以.mdl文件进行存取），文件进行存取），进而进行仿真与分析。进而进行仿真与分析。Simulink简介简介u在在MATLAB窗口的工具栏中单击窗口的工具栏中单击 图标图标u在命令窗口中输入命令：在命令窗口中输入命令：simulink1.启动启动Simulink2.Simulink浏览器浏览器菜单

2、栏菜单栏工具栏工具栏模块说明框模块说明框基本模块库基本模块库已安装专用已安装专用模块库模块库模块查找框模块查找框模块显示框模块显示框标题栏标题栏Simulink基本模块库包括基本模块库包括8类子库类子库：uContinuous（连续模块）（连续模块）uDiscrete（离散模块）（离散模块）uFunction&Tables（函数和平台模块）（函数和平台模块）uMath（数学模块）（数学模块）uNonlinear（非线性模块）（非线性模块）uSignals&Systems（信号和系统模块）（信号和系统模块）uSinks（接收器模块）（接收器模块）uSources（输入源模块）（输入源模块）Sim

3、ulink有有15类专用模块库类专用模块库：lCommunications Blockset（通信模块集）（通信模块集）lControl System Toolbox（控制系统工具箱）（控制系统工具箱）lNeural Network Blockset（神经网络模块集）（神经网络模块集）lPower System Blockset（电源系统模块集）（电源系统模块集）3.Simulink模块编辑窗口模块编辑窗口 启动方式：启动方式：(1)模块库浏览器的菜单模块库浏览器的菜单“File”/“New”/“Model”命令命令(2)单击工具栏上的单击工具栏上的 图标图标菜单栏菜单栏工具栏工具栏模块编辑框

4、模块编辑框当前状态当前状态仿真进程仿真进程仿真解法仿真解法3）连接模块，从而构成需要的系统模型。）连接模块，从而构成需要的系统模型。创建一个简单的模型大致有以下三个步骤：创建一个简单的模型大致有以下三个步骤：1）建立模型窗口并保存为以）建立模型窗口并保存为以.mdl为后缀的模型文件；为后缀的模型文件；2）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口，进）将功能模块由模块库窗口复制到模型窗口，进行参数设置；行参数设置；1.对模块的基本操作对模块的基本操作移动、复制、删除、转向、改变大小、模块命名、移动、复制、删除、转向、改变大小、模块命名、颜色设定、参数设定、属性设定、模块输入输出信号颜色设定、参数设定

5、、属性设定、模块输入输出信号举例说明举例说明2.对信号线的操作对信号线的操作改变粗细、设定标签、线的折弯、线的分支改变粗细、设定标签、线的折弯、线的分支 举例说明举例说明3.对运行仿真的操作对运行仿真的操作u设置仿真参数设置仿真参数u启动仿真启动仿真u仿真结果分析仿真结果分析（1）设置仿真参数）设置仿真参数Simulink模块编辑窗口菜单栏：模块编辑窗口菜单栏：Simulation/Simulation Parameters Solver页：页：设置仿真的开始和结设置仿真的开始和结束时间，选择解法器，束时间，选择解法器，说明解法器参数及选择说明解法器参数及选择一些输出选项一些输出选项Works

6、pace I/O页：页：管理模型与管理模型与 MATLABMATLAB工作空间的通讯，即工作空间的通讯，即输入输入/输出输出Diagnostics页页:选择选择SimulinkSimulink在仿真中在仿真中显示的警告信息的等级显示的警告信息的等级（2）启动仿真）启动仿真启动方式：启动方式：(1)Simulink模块编辑窗口菜单栏模块编辑窗口菜单栏“Simulation/Start”(2)单击工具栏上的单击工具栏上的 图标图标举例说明举例说明Sim6_1.mdl Sources 模块模块l 阶跃函数，起始时间是第阶跃函数，起始时间是第1秒而非秒而非0秒。双击秒。双击step模块，模块，对仿真起

7、始时间对仿真起始时间(step time)和阶跃值和阶跃值(Initial value,Final value)的大小进行设置。的大小进行设置。在模块浏览器中的在模块浏览器中的Simulink节点下包含了搭建一个节点下包含了搭建一个Simulink模块所模块所需要的基本模块。本节主要对其中的需要的基本模块。本节主要对其中的Sources模块库、模块库、Sinks 模块库、模块库、Simpower systeems模块库中的常用模块进行介绍。模块库中的常用模块进行介绍。l 信号发生器，可以产生给定频率和幅值信号发生器，可以产生给定频率和幅值的正弦波的正弦波(sine wave)、方波、方波(sq

8、uare wave)和锯齿波和锯齿波(saw-tooth wave)，双击图标可以设置。，双击图标可以设置。l 定时器，显示仿真时间，在系统仿真时打开定时器，可以定时器，显示仿真时间，在系统仿真时打开定时器，可以看到实时的仿真时间。看到实时的仿真时间。l 正弦波，电路中常用到的正弦信号（正弦波，电路中常用到的正弦信号（Sine Wave）模块，）模块，双击图标，在弹出的窗口中调整相关参数。信号生成方式有两种：双击图标，在弹出的窗口中调整相关参数。信号生成方式有两种：Time based 和和 Sample based。l 从工作空间输入。从从工作空间输入。从MATLAB Workspace输入

9、已有的函数作为仿真的激励信号。首先要在输入已有的函数作为仿真的激励信号。首先要在MATLAB环境下建立一环境下建立一个时间向量和相应的函数值向量，然后将时间向量和函数值向量的名称个时间向量和相应的函数值向量，然后将时间向量和函数值向量的名称T,U填入该图标的对话框中。填入该图标的对话框中。Sinks模块模块SinksSinks模块库中的模块主要功能是接受信号，并且将接受的信号显示出来。模块库中的模块主要功能是接受信号，并且将接受的信号显示出来。l 输出到工作空间，功能与输出到工作空间，功能与From WorkspaceFrom Workspace正好相反，正好相反，把仿真结果连同输入信号输出到

10、工作空间去。把仿真结果连同输入信号输出到工作空间去。l XYXY示波器：显示示波器：显示 MATLABMATLAB的图形窗口。输入曲线是以时间为的图形窗口。输入曲线是以时间为横轴的绘图区域。横轴的绘图区域。l 它的作用是将信号值直接显示在该模块的窗口中。它的作用是将信号值直接显示在该模块的窗口中。输出信号是个直流信号时，我们就可以把它直接送到这个模块中，从模块窗输出信号是个直流信号时，我们就可以把它直接送到这个模块中，从模块窗口中直接读出输入信号的大小。口中直接读出输入信号的大小。l 示波器模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将示波器模块可以接受多个输入信号，每个端口的输入信号都将在

11、一个坐标轴中显示。如果是向量或矩阵信号，则以不同的颜色表示每个元在一个坐标轴中显示。如果是向量或矩阵信号，则以不同的颜色表示每个元素信号；如果信号本身是离散的，则显示信号的阶梯图。素信号；如果信号本身是离散的，则显示信号的阶梯图。SimPower Systems模块模块l DC Voltage Source直流电压源，在直流电压源，在“Electrical Sources”模块内模块内.l Series RLC Branch 串联串联RLC 支路，设置参数可以去掉任一元件，将其变为单支路，设置参数可以去掉任一元件，将其变为单独的电阻、电容或电感的支路。独的电阻、电容或电感的支路。l 将将Ser

12、ies RLC Branch 模块设置成单一模块设置成单一电阻电阻时，应将参数：时，应将参数：“Resistance”设设 为所仿真电阻的真实值，为所仿真电阻的真实值，“Inductance”设置为设置为0，“Capacitance”设置为设置为inf；l 将将Series-RLC Branch模块设置单一模块设置单一电感电感时，应将参数：时，应将参数：“Inductance”设置设置为所仿真电感的真实值，为所仿真电感的真实值，“Resistance”设置为设置为0，“Capacitance”设置为设置为inf；l 将将Series RLC Branch设置单一设置单一电容电容时，应将参数时，

13、应将参数:“Capacitance”设置为所仿设置为所仿真电感的真实值，真电感的真实值，“Resistance”和和“Inductance”均设置为均设置为0。lCurrent Measurement、Voltage Measurement 在在“Measurment”模块内，可以用来测量所在支路的电流值和电压值。模块内，可以用来测量所在支路的电流值和电压值。lControlled Voltage Source受控电压源、受控电压源、Controlled Current Source受控电流源，在受控电流源，在“Electrical Sources”模块内，其参数一般采模块内，其参数一般采用默

14、认值。用默认值。lBreak（开关）两模块。在（开关）两模块。在Elements模块库内。模块库内。Break模块内有一个模块内有一个名为名为 External control of switching times 的选项，在默认的选中状的选项，在默认的选中状态时，态时，Switching times（开关转换时间）和（开关转换时间）和Sample time of the internal timer Ts 两个选项将被隐藏，这里需要将两个选项将被隐藏，这里需要将External control of switching times设为非选中状态，展开隐藏选项。设为非选中状态，展开隐藏选项。SimPower Systems模块模块l电路如图所示，参数如下：电路如图所示，参数如下：R1=2，R2=4，R3=12，R4=4，R5=12，R6=4，R7=2，Us=10V。求。求i3，U4，U7；基于基于MATLAB/Simulink的直流电路仿真分析的直流电路仿真分析l仿真结果仿真结果